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基于CAN总线的列车钢轨平稳检测系统的研究
| 论文题名： | 基于CAN总线的列车钢轨平稳检测系统的研究 |
| 关键词： | CAN总线;列车钢轨平稳检测系统;GPS技术;惯性导航技术 |
| 摘要： | 针对目前铁路上的技术现状、技术特点和发展要求，以GPS、加速度传感器和陀螺仪为应用背景，基于产品模快化的设计思想，设计出用于检测路基和钢轨状况的便携式线路检测仪。用GPS信息来定位和记录机车行驶的位置和速度等一系列相关的有用信息；三轴加速度传感器和三轴陀螺仪用来反映机车当前运行状态，以此来判定钢轨路基的状态；同时还用来为工作时对运行列车平稳性要求高的系统或仪器提供参数输出，使这类系统或仪器做出补偿措施，确保正常工作；此外根据采集到的六个传感器数据进行列车运行姿态分析，得出列车是否运行在安全的速度范围内。论文首先介绍了课题研究的背景和意义，并对GPS和惯性导航技术的发展做了概述。接着对课题研究中要用到的部分理论知识做了分析。 重点介绍了基于CAN总线的列车钢轨平稳检测系统的设计功能和要求，对系统选择的设计方案进行了总体和分项的阐述。整个系统根据功能分为显示单元、主控制单元、数据采集单元三个部分。 显示单元采用CYGNAL公司的C8051F040为核心控制芯片其功能除负责控制LCD显示、按键输入等功能外，在仪器组网时负责与外界通讯进行数据交换，采用CYGNAL公司的C8051F040单片机它内部集成CAN总线控制器与CAN总线收发器组合的方式，已成为一种新的实现CAN总线通信的方案：而且片内集成了64k flash和4k ram，省去了外扩的存储空间，大大简化系统的硬件设计，提高系统的可靠性，降低成本，是嵌入式8位单片机系统的理想选择； 主控制单元以C8051F340加简单的外围电路组成，负责整个系统的控制、GPS数据的读取、存储功能及通过USB通讯将保存的数据发送到计算机通讯进行数据分析，并且在显示单元和数据采集单元起到桥梁的作用： 数据采集单元采用C8051F310内部10位AD负责采集惯性组合体的数据、并通过SPI总线将采集到的数据发送到主控制单元。在这里对检测技术，加速度传感器及角速度传感器信号处理、采集做了重点分析和论述。 最后描述了捷联导航计算机系统软件设计，并进行了系统的性能测试分析。 |
| 作者： | 郭其昌 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 吴峻;陈兴东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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