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原文传递旅客列车无线烟雾报警系统的研制

论文题名：	旅客列车无线烟雾报警系统的研制
关键词：	无线通讯;烟雾探测;火灾报警;AVR;可靠性设计
摘要：	本文通过对我国铁路旅客列车安装烟火报警装置的现状分析,提出有必要在既有客车上安装烟雾报警器,但现有的有线烟雾报警系统在既有客车上推广使用存在布线和通信困难,难以实施,有必要研制一种适合于既有旅客列车的无线烟雾报警系统。　　根据旅客列车的特点,在乘务员室和配电室等火灾防范的重点部位设置光电传感器和散射烟雾检测室,对烟雾浓度进行检测。为实现本地报警功能,在乘务员室设置报警分机,对探测器信号进行分析,异常时发出声光报警。为实现异地集中监测,分机具备无线信号发射功能,同时每列车上设置一台报警主机,负责接收来自各个报警分机的信号,进行集中监控和异常报警,主机还具备数据储存和查询的功能。为解决在既有客车上布线和通信的问题,主机与分机之间采用无线方式传输信号。为减少列车之间烟雾报警系统的干扰,分机和主机实行地址管理,分机以所在车厢的车号为地址代码,主机只对属于本列车的分机发出的异常报警信号进行记录和报警,减少误报。为便于设置分机的地址代码和主机数据下载,设计了手持式车号修改器,用于实现了对报警分机车号设置的功能,同时具有主机数据下载和PC机端数据上传的扩展功能。为减少布线,方便现场安装使用,系统全部采用自带的高性能的锂电池供电,并在软件采用了休眠设计等方法,延长了电池使用时间。　　在系统总体设计方案下,鉴于系统各部功能分工明确,可变参数少的特点,选用AVR系列单片机作为MCU,采用模块化的方式,进行烟雾探测器、报警分机、报警主机和手持式车号修改器各功能模块的硬件电路设计及嵌入式软件开发；软件采用易模块化,具有良好可读性得C语言进行嵌入式程序的设计。　　根据系统在列车上使用时干扰因素多,振动大的问题,设计时对系统可靠性设计进行了详细的分析,硬件采用合理的器件,如输入／输出光电隔离,继电器隔离,对IC器件配置合理的去藕电容,按可靠性和信号完整性原则合理地布设PCB板等措施,抑制外界对系统的干扰。软件上采用以MCU处理资源为代价的被动式抗干扰技术,依靠单片机软件处理实现抗干扰的目的。制作和安装工艺上,分机、主机及车号修改器均采用金属屏蔽外壳,有效地防止外部电磁干扰窜入系统,提高了系统设备的抗干扰性能；设备内部电池等大型器件均采用海绵胶加以固定,有效地减轻机械冲击带来的破坏；传感器信号线使用线槽安装,提高了安全性；系统设备最容易受到机械振动破坏的接插件部分,安装时涂抹硅胶加以牢固。这些措施保证了系统的可靠性。　　本系统样机制造完成后,在实验室环境下完成了对各功能模块的调测试,并在旅客列车实际运行条件下进行了综合测试,结果表明,本项目所研发的无线烟雾报警系统达到了旅客列车对于火灾预警的要求,使用方便,性能稳定。
作者：	李家兵
专业：	辆车工程
导师：	杨美传
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文