近年來,中國鐵路行業(yè)發(fā)展突飛猛進,鐵路作為國民經(jīng)濟大動脈,有力地促進了經(jīng)濟的快速發(fā)展。綜合我國實際國情,鐵路貨運以其重載、快捷、成本較低等優(yōu)勢在運輸行業(yè)占主導地位,同時也對其安全性提出了更高的要求。但因鐵路貨車車廂受無發(fā)電裝置、車廂編組頻繁變動、車廂內(nèi)無人值守以及工作環(huán)境惡劣等限制,有效實現(xiàn)鐵路貨車的狀態(tài)信息的實時監(jiān)測與傳輸非常困難,所以鐵路貨車狀態(tài)信息檢測問題備受關(guān)注。本研究課題以2018年遼寧省高等學校專業(yè)技術(shù)研究所重大項目《鐵路貨車發(fā)電與基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)》為依托。首先通過查閱大量的技術(shù)文獻,對國內(nèi)外鐵路列車信息檢測與傳輸技術(shù)進行了研究。其次針對貨運列車中所需檢測的主要狀態(tài)信息如軸溫、制動氣壓與車廂內(nèi)相對溫濕度的檢測方法進行論證。結(jié)合鐵路貨車的運行情況及特點,對多種無線傳輸技術(shù)進行了比較,最終選取Zigbee無線傳輸技術(shù)作為本設(shè)計的車載通信方式,以此制定了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。接著闡述了 Zigbee技術(shù)通信原理,并針對鐵路貨運環(huán)境下的通信方式及協(xié)議進行了設(shè)計說明。然后選取TI公司的CC2530芯片作為核心,并根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計方案完成硬件電路設(shè)計,包括節(jié)點硬件電... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文的選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外的研究與發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
    本章小結(jié)
第二章 鐵路貨車狀態(tài)信息檢測與傳輸技術(shù)的方案論證
    2.1 鐵路貨車檢測技術(shù)特點
        2.1.1 客貨列車檢測技術(shù)的特點及對比
        2.1.2 貨運列車的關(guān)鍵狀態(tài)信息
    2.2 貨車狀態(tài)信息檢測方案論證
        2.2.1 軸溫檢測方案
        2.2.2 制動壓力檢測方案
        2.2.3 車廂內(nèi)相對溫濕度檢測方案
    2.3 信息傳輸技術(shù)論證
        2.3.1 貨車信息無線傳輸方案選擇
        2.3.2 傳輸距離與列車速度對無線傳輸信號的影響
        2.3.3 車-地傳輸通信方案論證
    2.4 鐵路貨運狀態(tài)信息檢測及無線傳輸系統(tǒng)總體架構(gòu)
    本章小結(jié)
第三章 Zigbee技術(shù)與鐵路貨車信息傳輸協(xié)議設(shè)計
    3.1 Zigbee無線技術(shù)概述
        3.1.1 Zigbee技術(shù)概念及簡介
        3.1.2 Zigbee技術(shù)特點
    3.2 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲及協(xié)議棧
        3.2.1 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)
        3.2.2 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)拓撲分類及特點
        3.2.3 Zigbee無線協(xié)議
        3.2.4 Zigbee協(xié)議分層結(jié)構(gòu)
    3.3 基于Zigbee的鐵路貨車無線傳輸協(xié)議設(shè)計
        3.3.1 鐵路貨車無線網(wǎng)絡(luò)拓撲的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.2 Zigbee地址路由算法設(shè)計
        3.3.3 通信方式
        3.3.4 數(shù)據(jù)幀設(shè)計
    本章小結(jié)
第四章 貨運列車狀態(tài)信息檢測及無線傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計
    4.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點硬件架構(gòu)
        4.1.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點硬件架構(gòu)
        4.1.2 路由器節(jié)點硬件架構(gòu)
        4.1.3 終端節(jié)點硬件架構(gòu)
    4.2 Zigbee主芯片電路設(shè)計
        4.2.1 Zigbee芯片的選擇
        4.2.2 Zigbee主電路設(shè)計
    4.3 電源電路設(shè)計
    4.4 狀態(tài)信息檢測電路設(shè)計
        4.4.1 貨運列車軸溫檢測電路設(shè)計
        4.4.2 制動氣壓檢測電路設(shè)計
        4.4.3 車廂內(nèi)相對溫濕度檢測電路設(shè)計
    4.5 通信接口電路設(shè)計
    4.6 車-地通信電路設(shè)計
    本章小結(jié)
第五章 貨運列車狀態(tài)信息檢測及無線傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    5.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
    5.2 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境
    5.3 Z-stack協(xié)議棧及OSAL運行原理
    5.4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)軟件設(shè)計
        5.4.1 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計
        5.4.2 路由器及終端節(jié)點軟件設(shè)計
        5.4.3 節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸
    5.5 狀態(tài)信息采集軟件設(shè)計
        5.5.1 軸溫采集軟件設(shè)計
        5.5.2 制動氣壓采集軟件設(shè)計
        5.5.3 車廂內(nèi)相對溫濕度采集軟件設(shè)計
    5.6 車-地通信軟件設(shè)計
    5.7 監(jiān)控中心軟件設(shè)計
    本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)測試與分析
    6.1 無線傳輸性能測試
        6.1.1 測試硬件簡介
        6.1.2 測試軟件簡介
        6.1.3 模塊間數(shù)據(jù)包傳輸測試與分析
    6.2 無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸測試
    6.3 監(jiān)控界面顯示與分析
        6.3.1 狀態(tài)信息顯示界面
        6.3.2 狀態(tài)信息檢測測試與分析
    本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee的公寓安全智能管理系統(tǒng)設(shè)計[J]. 史振江,谷勇,王渝.  傳感器世界. 2017(10)
[2]ZigBee協(xié)議棧的OSAL運行機理研究與測試[J]. 張玲麗.  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2017(08)
[3]光纖光柵傳感技術(shù)在高速鐵路軌道狀態(tài)監(jiān)測中的應用[J]. 張政.  鐵道建筑. 2016(05)
[4]基于SHT75的溫濕度遠程管理系統(tǒng)設(shè)計[J]. 宋林,祁博宇,曾玉姍,任飛翔.  信息技術(shù). 2015(06)
[5]基于WIFI的動車組輔助供電系統(tǒng)檢測裝置設(shè)計[J]. 王虹,于延尊,李立偉,姜安娜.  青島大學學報(工程技術(shù)版). 2014(02)
[6]屬性驅(qū)動的列車控制系統(tǒng)需求建模與驗證[J]. 何麗蕓,趙林,程瑞軍.  鐵路計算機應用. 2014(02)
[7]空間交互作用中的距離影響及定量分析[J]. 劉瑜,龔俐,童慶禧.  北京大學學報(自然科學版). 2014(03)
[8]無線通訊技術(shù)的發(fā)展與改進[J]. 周軍領(lǐng).  信息通信. 2013(07)
[9]鐵路貨運物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 趙凌.  重慶理工大學學報(自然科學). 2013(06)
[10]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的列車貨物安全監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 熊志金.  計算機測量與控制. 2012(08)

碩士論文
[1]基于ZigBee技術(shù)的鐵路客車安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 王飛.東北石油大學 2018
[2]微型化無線溫濕度傳感器節(jié)點研究[D]. 汪東澍.東南大學 2017
[3]基于ZigBee的車載交通燈監(jiān)視系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 魏嘯東.北方民族大學 2017
[4]基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的可吸入顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 高艷囡.天津理工大學 2017
[5]不同縱斷面條件下重載列車縱向動力學性能及運行能耗分析[D]. 張夢然.北京交通大學 2016
[6]基于ZigBee和GPRS的鐵路貨車軸溫監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 張高明.西南交通大學 2016
[7]基于微型能量采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自供電與傳輸系統(tǒng)[D]. 趙耀.天津大學 2014
[8]基于ZigBee技術(shù)的井下信息采集系統(tǒng)[D]. 劉旭輝.哈爾濱理工大學 2014
[9]Z-Wave節(jié)能路由協(xié)議的研究[D]. 吳超.西安電子科技大學 2013
[10]基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的列車故障診斷研究[D]. 鐘文奇.北京交通大學 2012



本文編號：3651569