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基于GSM和ZigBee技术的桥隧贯通地线监测的研究
| 论文题名： | 基于GSM和ZigBee技术的桥隧贯通地线监测的研究 |
| 关键词： | 铁路线路;贯通地线;监测系统;紫蜂技术;全球移动通信系统 |
| 摘要： | 铁路贯通地线作为安全地线、屏蔽地线和防雷地线的综合地线，已被广泛铺设于各铁路沿线。然而，由于铁路专用贯通地线多采用带有金属合金或高分子材料护套的铜质导线，在桥梁、隧道等不能埋地铺设处经常出现被盗或损坏的情况。铁路贯通地线一旦丢失或损坏后，将会对铁路行车安全和铁路作业人员人身安全造成极大的威胁。因此，亟待研究出一种在贯通地线出现缺失或损坏故障时，能集中完成报警和信息传输功能的贯通地线监测系统，以供防护和维护人员及时发现并对地线增补及维修，从而保证列车行车安全。 针对上述情况，本文在分析采用既有监测方案存在的不足之后，根据GSM和ZigBee技术的迅速发展以及在工程监测中的应用，设计了基于GSM技术的贯通地线单点监测系统，进一步开发了基于ZigBee和GSM技术的室外信号区域监测系统。 论文的重点是贯通地线单点监测系统的设计。在完成了单点监测系统的整体方案设计之后，作者分别完成了室内单元和室外单元的硬件设计、软件设计和低功耗设计。单点监测系统的软件设计是基于Keilμvision4开发平台采用C语言进行开发的，硬件设计是基于Protel99SE开发平台进行开发的，低功耗设计则从硬件低功耗设计和软件低功耗设计两方面来进行。 贯通地线单点监测系统的室内模拟测试和铁路现场实测表明，系统可通过电流监测和机械监测两种方式实现对某桥梁或隧道处贯通地线电流和机械完整性状态的实时性、远距离的稳定监测，测量准确度高、功耗低，适用于长期性的远程监测。 对于贯通地线区域监测系统，在确定了区域监测系统的整体方案之后，作者分别完成了系统室外硬件配置和软件调试、室内硬件配置和软件设计，并对ZigBee的路由协议进行了优化仿真。区域监测系统的室内模拟测试表明，系统可实现对某桥梁或隧道处包括贯通地线在内的一些铁路信号设备的电流状态的远程监测。 最后，本文对所设计的两种监测系统进行了总结和展望。对于单点监测系统，要求最终能够实现一对多的监测:一个室内单元实现对多个桥梁或者隧道处的贯通地线的实时、远程的监测。对于区域监测系统，要求室外单元能够在软硬件上实现自主开发。 |
| 作者： | 李辉 |
| 专业： | 智能交通工程 |
| 导师： | 杨世武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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