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高速列车火灾报警系统的设计与实现
| 论文题名： | 高速列车火灾报警系统的设计与实现 |
| 关键词： | 高速列车;火灾报警系统;SPICE引擎;MATLAB仿真 |
| 摘要： | 随着我国经济的发展，科技的进步，高速列车已逐渐成为人们不可或缺的一种交通工具。高速列车带给人们方便的同时，也带来了很多安全隐患，火灾就是这些隐患中最为严重的隐患之一。高速列车火灾报警系统相比普通火灾报警系统有着更为严格的要求，因为其漏报会导致更多人员伤亡，误报会导致列车停车，因此为高速列车设计可靠的火灾报警系统具有极其重要的现实意义。 本文首先根据高速列车的实际需求，设计了电源电路、存储器电路等系统硬件电路。为了解决列车车厢火灾探测器独立供电较为困难的问题，在基于CLIP通讯协议的基础上，本文设计了一种具有重码故障检测功能的二总线接口电路，该接口电路不仅实现了火灾探测器和系统控制器之间的稳定通讯，也实现了对火灾探测器的远端供电，大大降低了本火灾报警系统在实际场所中的布设难度，并且该接口电路能够对火灾探测器重码、丢失、灵敏度过低等多种故障进行检测，提升了火灾报警系统的可维护性。随后，本文对高速列车火灾报警系统的软件部分进行了设计，包括探测器驱动程序、EEPROM驱动程序、系统可靠性等。在进行系统可靠性设计时，针对使用固定阈值判断火灾报警效果较差的问题，本文提出了一种基于干扰率的动态阈值跟随算法和一种基于滑动窗口均值滤波与模糊处理相结合的火灾判断算法。基于干扰率的动态阈值跟随算法提高了火灾报警系统对环境的适应性，基于滑动窗口均值滤波与模糊处理相结合的火灾判断算法提供了一种较为可靠的火灾判断规则，降低了火灾报警系统误报发生的概率，这两种算法相结合，既保证了火灾报警系统较高的灵敏度，又增强了火灾报警系统的抗干扰能力。 本文使用了基于SPICE引擎的仿真工具TINA-TI对二总线接口电路进行了仿真，仿真结果与理论分析预期结果一致，表明本设计提出的二总线接口电路能较好地实现了控制器和探测节点之间总线通讯的功能。同时，本文使用了MATLAB对系统可靠性进行了仿真，仿真结果证明了本设计提出的可靠性算法有着较高的灵敏度和较强的抗干扰能力。最后，本文搭建了实验验证平台，对高速列车火灾报警系统进行了实验验证，验证结果表明此火灾报警系统能稳定可靠地对高速列车火灾进行监控，保障列车乘客的乘车安全。 |
| 作者： | 陈飞 |
| 专业： | 集成电路工程 |
| 导师： | 童乔凌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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