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铁路列车制动状态监测系统设计与实现
| 论文题名： | 铁路列车制动状态监测系统设计与实现 |
| 关键词： | 铁路列车;制动状态;监测系统;硬件设计;软件开发 |
| 摘要： | 制动系统是铁路列车非常重要的系统，传统制动系统检测只能通过定时定点的站点检修方式，占用了较多的人力物力，这种方法无法获取列车运行过程中的状态信息，也无法分析列车故障是否由制动系统故障造成。通过部署铁路列车制动状态监测系统，省去了站点检修工作，能够极大减少货车列检工作量，另外将监测方式转换为实时监测，改进了制动系统监测技术，提高了制动系统监测能力，为保障列车安全提供了技术手段。 本文针对未实现智能化和信息化的铁路重载货车，为改变重载货车制动系统监测方式，提供了一套行之有效的铁路列车制动状态检测的系统解决方案，主要工作包括如下四个方面： 1.系统方案设计。本文分析了项目背景，构建了系统模型，系统可以抽象为三个部分：数据采集部分、数据传输部分和数据管理部分。在数据采集部分，分别确定了闸瓦厚度测量和温度测量的方案，为满足两种场景的需求数据传输部分选择了RFID和Zigbee-LTE两种传输模式结合的方式。 2.硬件电路实现。在工况数据采集方面，本文设计了一种闸瓦厚度的检测方法，该方法使用CPLD监测外部电路参数的变化情况获取厚度变化值。首先完成了精度为1mm的闸瓦厚度测量传感器的硬件设计与实现，并在此基础上对闸瓦厚度测量传感器进行了改进，将精度提高为0.5mm，同时降低了功耗，并且具有电源管理模块和使能接口。另外完成了RFID节点MCU模块和标签模块的硬件设计与实现。 3.软件程序编写。在RFID传输模式中，设计了节点的测量流程，完成了节点上NFC通信和I2C通信功能，另外完成了基于RFID读写器具有数据展示和管理功能的数据管理软件。在Zigbee-LTE传输模式中，根据Zigbee协议栈，设计了数据回传节点和测量节点的工作流程，数据回传节点通过AT命令与阿里云物联网平台进行通信。 4.系统测试。本文首先对闸瓦厚度测量传感器、RFID测量节点MCU模块和标签模块进行了测试，其次分别完成了RFID和Zigbee-LTE两种传输模式的测试。测试结果显示，闸瓦厚度测量传感器精度最高为0.5mm，工作电流最低为1mA，RFID标签模块最大读取距离可达5米。 |
| 作者： | 李锦江 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 杨远望 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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