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危险品运输车辆运行状态监测与再现技术的研究
| 论文题名： | 危险品运输车辆运行状态监测与再现技术的研究 |
| 关键词： | 危险品运输车辆;状态监测;传感器;姿态再现 |
| 摘要： | 危险化学品的安全运输一直是困扰业界和政府管理部门的难题。随着我国工业化进程的加快，能源和化学原料的运输量急剧增加，危险品运输的安全形式非常严峻。准确监控危险品运输车辆运行状态和在监控终端再现车辆运行状态是防止事故发生的有效途径。 车辆姿态是车辆监测所需的重要参数，其测量方法、测量精度和与测量系统的性能和成本密切相关。随着近代工艺的发展，基于MEMS(Micro Electro Mechanical System)器件的姿态监测平台越来越受到广泛的关注。本论文以MEMS加速度传感器和微机械陀螺为基础器件，设计了危险品运输车辆运行状态监测平台，通过下位平台数据的实时监测和处理，可将数据通过GPRS(General Packet Radio Service)无线网络传输给上位机进行分析，从而实现危险品运输车辆的上位远程平台实时监控，对于车辆运行异常状态预警有着重要的意义。一旦事故发生，可在第一时间做出决策，防止有毒气体泄漏造成的重大伤害，通过上位平台分析事故前历史数据，不仅可再现任意时刻行车状态，还可以3D视图形式展现，便于事故分析和同类事故预防。 论文基于MEMS器件精确监测危险品运输车辆的对地姿态、角速率和线加速度等运行参数。为保证数据采集的实时性，采用C8051F040单片机采集数据；为保证数据的有效性，专门设计了滤波电路；还设计了Kalman数字滤波器，并将Kalman滤波程序以TI公司最新的高速浮点处理芯片TMS320F28335为载体运行，在降低了成本的同时保证了下位数据处理的效率。 为保证车行姿态的更新速度，本文采用基于Visual Studio和Matcom混合平台编写姿态解算程序的模式，除此之外还基于Visual Studio和DirectX平台编写了3D再现软件，便于更加直观的观察车行状态和各种监测信息。 为验证本论文搭建平台的可行性，进行实车实验时，同时采集了标准车行状态采集模块CROSSBOW的数据，标准传感器与本平台监测数据比对研究表明了本平台的有效性。此外，采用上位软件解析本平台采集的数据，有效再现了车行姿态。 |
| 作者： | 刘海涌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 崔胜民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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