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原文传递动态轨道衡设计及监控软件开发

论文题名：	动态轨道衡设计及监控软件开发
关键词：	动态轨道衡;监控软件;全面模拟判别;以太网通讯;小波变换;递推最小二乘法
摘要：	经济的飞速发展，使得对货物称重的要求越来越高，要求实时性和精确性兼备。在这样的情况下动态轨道衡应运而生，它能够在不要求列车停止的状态下实现对列车的称量，实现对货物快速高效高精度的测量。经过几十年的发展，如今动态轨道衡技术已经比较成熟，但是现有的动态轨道衡仍然存在诸多不足。　　为了弥补现有动态轨道衡的不足，提高动态称量的精度和速度，进行了动态轨道衡的设计及其监控软件的开发。本文首先介绍了动态轨道衡的发展历史以及本次课题的研究背景，之后详细地介绍了整个动态轨道衡的硬件系统组成和各个部分的功能实现，最后介绍了监控软件的开发环境以及整个监控软件的功能组成。硬件部分包括称重通道、LCD显示模块、微处理器模块和以太网通讯接口。设计中利用柱式传感器采集过衡列车的重量信号，送入放大滤波电路进行放大滤波，再由16位高精度AD转换芯片将模拟信号转换成数字信号之后送入DSP芯片进行分析，最后经以太网通讯接口传输给上位机。软件系统分为上位机和下位机两个模块。本文对下位机软件模块的软件功能和设计分别作了介绍。在上位机软件模块部分，本文从界面介绍、软件功能实现等方面的设计分别进行详细介绍，采用面向对象的语言C#编写，建立了友好的人机界面，实现了对数据的存储、打印、查找、统计等功能。　　本文创新有以下几个方面: 　　 (1)称重信号的预处理:采用了全模拟量判别车辆的方法。简单快捷的同时方便排查传感器故障。　　 (2)数据传输方面，提出了基于UDP协议的以太网通讯方式，使系统实时性更高，建立了保证数据安全可靠传输的可靠性机制以解决传输过程中的丢包问题。考虑到实际应用中传输数据量很大，可能由于缓存区不足而导致丢包情况发生，进一步提出了交织流的概念，即将数据报重新排序，交错发送给上位机的方法。　　 (3)为保证整个系统的测量精度，结合动态称重信号的特点，本文运用了小波变换算法对采集到的动态数据进行数字滤波。小波变换具有时域局部化特点及小波基选择的灵活性，能够有效弥补传统去噪方法的不足。　　 (4)动态称重算法:提出了基于递推最小二乘法的动态称重算法，能够根据数据的暂态波形辨析出最终的重量数据。　　通过仿真和实验证明，硬件电路功能完善;全模拟判车方法准确可行，能够快速精确得出判断结果;以太网通讯方式实时性高，可靠传输机制有效遏制了丢包现象的发生;经小波算法处理之后的信号能够快速准确地反映被测列车的重量。整个系统具有较强的抗干扰能力，较高的精度和实时性。
作者：	金玉枫
专业：	电机与电器
导师：	史旺旺
授予学位：	硕士
授予学位单位：	扬州大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文