為改善城市人口不斷增長帶來的交通壓力,許多城市尤其是一、二線城市已經(jīng)建成或正在建設城市地鐵系統(tǒng)。雖然地鐵是一種低碳、環(huán)保的公共交通工具,但其耗電量巨大。因此,如何減少地鐵列車能耗變得尤為重要。影響地鐵列車能耗的因素有很多,其中包括:列車自身狀況、車輛行駛速度、列車運行環(huán)境以及駕駛者駕駛習慣等。監(jiān)測列車各項能耗指標以及分析其影響因素可以完善地鐵交通管理,制定合理的運營方案,從而提高系統(tǒng)的運行效率。目前,現(xiàn)有的地鐵能耗監(jiān)測系統(tǒng)已能實現(xiàn)列車能耗實時監(jiān)測,但仍存在測量精度較低,當設備出現(xiàn)故障時不能及時查明故障原因,不能在列車上通過上位機查詢歷史數(shù)據(jù)并以圖形的方式直觀顯示等缺陷。本文設計并實現(xiàn)了一種適用于城市地鐵系統(tǒng)的能耗記錄儀軟件,以ZYNQ系列芯片為主控單元,驅動電壓、電流傳感器在不同節(jié)點采集數(shù)據(jù),經(jīng)模數(shù)轉換器轉換后,將輸出的數(shù)字量通過以太網(wǎng)通信的方式傳送至數(shù)據(jù)處理模塊,計算得到各項功率和能耗指標,以二進制文件的格式分類存儲能耗數(shù)據(jù)便于后期分析與維護。然后經(jīng)過多功能車輛總線(Multifunction Vehicle Bus,MVB)將能耗數(shù)據(jù)上報給列車控制管理系統(tǒng)(Train Contro...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析
        1.2.1 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 發(fā)展動態(tài)分析
    1.3 影響列車能耗的因素
    1.4 本文的工作內容
2 基于ZYNQ的地鐵能耗記錄儀軟件相關技術
    2.1 ZYNQ嵌入式平臺
        2.1.1 軟件開發(fā)平臺
        2.1.2 軟件運行環(huán)境
    2.2 電壓、電流測量原理
        2.2.1 電壓、電流采集
        2.2.2 模數(shù)轉換
        2.2.3 數(shù)字濾波
    2.3 數(shù)據(jù)處理模塊相關技術
        2.3.1 XML讀取配置文件
        2.3.2 軟件看門狗
        2.3.3 線程池機制
    2.4 人機交互模塊相關技術
        2.4.1 上位機軟件開發(fā)平臺
        2.4.2 信號與槽機制
        2.4.3 多線程處理
        2.4.4 數(shù)據(jù)可視化
    2.5 本章小結
3 基于ZYNQ的地鐵能耗記錄儀軟件總體設計
    3.1 系統(tǒng)軟件需求分析
    3.2 地鐵能耗記錄儀
        3.2.1 地鐵能耗記錄儀組成
        3.2.2 地鐵能耗記錄儀軟件設計
    3.3 以太網(wǎng)通信協(xié)議設計
        3.3.1 以太網(wǎng)通信協(xié)議簡介
        3.3.2 以太網(wǎng)通信協(xié)議消息格式
    3.4 MVB總線協(xié)議設計
        3.4.1 MVB總線協(xié)議簡介
        3.4.2 MVB總線協(xié)議消息格式
    3.5 本章小結
4 基于ZYNQ的地鐵能耗記錄儀軟件具體實現(xiàn)
    4.1 任務管理模塊
    4.2 參數(shù)設置模塊
    4.3 能耗實時監(jiān)測模塊
        4.3.1 能耗數(shù)據(jù)獲取
        4.3.2 故障信息上報
    4.4 能耗數(shù)據(jù)記錄模塊
        4.4.1 數(shù)據(jù)存儲策略
        4.4.2 數(shù)據(jù)存儲軟件實現(xiàn)
    4.5 本章小結
5 上位機軟件具體實現(xiàn)
    5.1 正常數(shù)據(jù)記錄與顯示模塊
        5.1.1 正常數(shù)據(jù)記錄子菜單
        5.1.2 正常數(shù)據(jù)圖形化顯示
    5.2 異常數(shù)據(jù)查詢與顯示模塊
        5.2.1 異�？傆[子菜單
        5.2.2 異常數(shù)據(jù)導出
    5.3 實時數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊
    5.4 本章小結
6 基于ZYNQ的地鐵能耗記錄儀軟件功能測試
    6.1 軟件測試環(huán)境
    6.2 地鐵能耗記錄儀軟件測試
        6.2.1 系統(tǒng)上電自檢及故障上報
        6.2.2 基本參數(shù)設置
        6.2.3 電壓、電流采集
        6.2.4 能耗數(shù)據(jù)傳輸
        6.2.5 能耗數(shù)據(jù)存儲
    6.3 上位機軟件測試
        6.3.1 正常數(shù)據(jù)記錄與顯示
        6.3.2 異常數(shù)據(jù)查詢與顯示
        6.3.3 實時數(shù)據(jù)監(jiān)測
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄 A TCMS與能耗記錄儀MVB數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議格式
附錄 B 能耗記錄儀數(shù)據(jù)采集模塊與處理模塊以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
附錄 C 5項電壓、電流精度測量
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3891766