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基于ZigBee接触线接头状态在线监测的研究
| 论文题名： | 基于ZigBee接触线接头状态在线监测的研究 |
| 关键词： | 高速铁路;接触网;在线监测;硬件设计;软件开发 |
| 摘要： | 接触网在电气化铁路中占有重要地位，它的正常工作与否直接关系到铁路运营的稳定和安全。随着我国高速铁路的迅速发展，接触网上出现的故障以及面临的挑战也日益增多;关于接触网的检测技术有很多，而对于接触线接头状态的检测通常是人工巡检的方式，存在一定的弊端;为了使接触网的检测更加自动化，克服人工检查的缺点，本文研究了一种基于ZigBee无线通讯技术的接触线接头状态在线监测系统。 首先通过电接触理论研究了接触线与线夹连接处接触电阻产生的原理和主要影响因素，并在此基础上建立了接触电阻Holm模型，计算在不同接触压力作用下电流通过接触点处产生的压降得出了不同的接触温度，当电流一定时，接触温度随接触压力的减小而增大，因此通过对接触部件温度的监测可以判断连接处线夹的松动情况。 在理论研究的基础上，监测系统分别从硬件和软件方面进行了详细的设计，硬件部分以CC2530外围电路为核心进行设计，采用了巴伦匹配和USB-RS232转换等技术，电路的制作稳定可靠，抗干扰能力较好;软件部分ZigBee各节点程序以Z-Stack协议栈为基础在IAR开发环境中进行编写，其独特的编译方式提高了软件设计的效率，上位机界面的设计在VB.NET集成开发环境中进行，借助其真正面对对象的编程方式完成了具有良好人机交互的监测界面。 为解决设计的ZigBee网络数据传输过程中的安全性问题，基于128位的AES加密算法，采用了数据加密和数据认证两种安全模式。数据加密能有效防止无线数据被监听或窃取，数据认证则保障了数据本身的完整性，防止被破坏。 最后，本文所研究并设计的在线监测系统在实验室的条件下进行了实验，基本达到了预期的目的;同时，实验过程还对ZigBee网络的拓扑结构和抗干扰能力进行了测试，验证了ZigBee网络的自形成和自愈特性。目前，该无线测温装置已经在某铁路局供电段试运行，效果稳定，基本满足监测现场的需求。 |
| 作者： | 李冬冬 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘明光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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