原文传递
基于LoRa的列车接近预警系统的设计与实现
| 论文题名： | 基于LoRa的列车接近预警系统的设计与实现 |
| 关键词： | 铁路运营安全;列车预警;LoRa传感器网络 |
| 摘要： | 在铁路安全防护中，因施工人员没有及时收到列车接近信息，无法快速撤离，而造成人员伤亡、设备受损、列车停运等事故时有发生。采用一种稳定可靠的列车接近预警系统来保障人员安全和行车安全是铁路部门的迫切需求之一。 针对以上问题和对铁路安全防护的广泛研究，本文设计了一种基于LoRa的列车接近预警系统。该系统主要在铁路安全防护作业中起到辅助防护作用，当列车到达系统所覆盖的防护范围内时，系统广播发送列车位置信息，报警终端在接收到列车报警信息后，马上根据列车和报警终端自身的相对位置选择性的通过语音振动灯光等方式进行提醒，使得防护人员能够及时了解附近列车位置，并及时下道避让。该系统具有高稳定性、低功耗、可扩展性强、施工方便等特点。 论文完成了系统架构设计，将系统划分为了感知层、网络层、现场应用层和后台应用层四层结构，前三层主要工作在铁路沿线，后台应用层固定布置在工务段的工区、车间等位置。论文完成了系统工作方法的设计，将系统分为两个状态，休眠状态和工作状态，并详细介绍了两个状态下的系统工作方法和两个状态之间的转换关系。论文以信阳市浉河区鸡公山隧道试点为例给出了系统网络层节点布局及安装方式。 本文在介绍了系统架构设计和系统工作方法的基础上，重点描述了网络层和现场应用层的硬件方案设计、协议流程设计以及电气化铁路环境下的抗干扰设计。硬件方案设计部分详细描述了网络层和现场应用层硬件电路的系统性设计，给出了硬件电路框图，并在此基础上对各个电路系统进行分解，给出了各功能模块的电路原理图设计，最后给出了各个电路系统的PCB设计。协议流程设计部分详细描述了网络层和现场应用层所包含的协议流程，包括网络层组网所使用的自组网协议，网络层数据上传到后台应用层所使用的现场数据上传协议，铁路沿线报警终端所使用的控制报警起始点到施工人员距离的报警距离控制协议，以及报警终端所使用的将报警终端数据上传到后台应用层的报警终端数据上传协议。电气化铁路环境下的抗干扰设计部分对铁路沿线的电磁干扰、电场干扰及环境干扰进行了详细分析，并在此基础上设计了具有抗干扰能力的外部接口模块电路和软件机制。 论文最后完成了对系统的测试和对测试数据的分析，其中测试内容主要包括硬件测试、功耗测试和现场测试，通过多项测试内容和对测试数据的分析，验证了系统能够提供高可靠的报警功能，得到了预期的效果。 |
| 作者： | 陈洲 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 江小平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南民族大学 |
| 学位年度： | 2020 |
检索历史
应用推荐
