列车速度地面计轴检测装置技术研究
发布时间：2021-10-18 11:30
列车速度检测装置作为铁路调度系统中重要的测量设备,一旦发生运行故障,将会对列车安全运行和车辆调度造成巨大影响,同时传统测量设备存在价格高昂、安装复杂的问题,若能设计研发一款环境适应能力强、抗干扰能力高、成本合适的速度检测装置,将会有效的提高铁路系统运行的稳定性。因此,对列车速度检测装置技术进行深入研究具有重要意义,本文基于实验室条件设计了一款测速仿真系统,通过编写的上位机软件对传感器采集得到的信号进行分析处理,然后得到需要的时间信息和速度信息,从而为实际应用提供案例。首先,本文对各种列车测速定位技术进行了研究,并总结了优缺点,在着重考虑了抗干扰性和环境适应性后,选择了以计轴测速技术为主要研究方向。在确定测速技术之后,对各种测速传感器的原理进行了研究,然后根据频率响应、抗干扰性等特性选取了一款KJT-SK12-XH型测速传感器。其次,设计了数据采集模块,该部分主要包括硬件设计和软件编程。硬件设计包括AD采集模块设计、MCU最小系统模块设计、串口通信模块设计、电源模块设计;同时基于Keil环境采用C语言对采集模块进行软件编程,使其实现数据采集功能。然后,基于LABVIEW平台编写了测速仿真...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２超声波检测传感器??Ｆｉｇ．２－２?Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ??
图２－２超声波检测传感器??Ｆｉｇ．２－２?Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ??（３）红外检测传感器??红外线检测传感器分为主动式检测装置和被动式检测装置［３（）］，都可以用于测??速。主流测速装置一般都采用主动式检测装置，主动式红外检测装置利用其内部??的激光发射装置在一定检测范围内发射激光束，当有运动物体经过检测范围内时，??运动物体会反射激光，检测装置接收到激光时立马给出时间信息，通过设置两个??相距一定距离的激光传感器，物体经过时给出时间信息，然后就可以求出距离，??红外检测传感器如图２－３所示。红外线检测传感器１３１］的优点是检测实时、精确、??易安装，但是同样易受恶劣天气的影响。??
由信号发生器发射微波波束，当运动物体经过检测区间时，运动物体反射微??波，信号接收器接收反射后的微波信号，根据内部信号处理模块即可得到所需的??参数。雷达检测传感器外观如图２－４所示，雷达检测传感器［３２］优点在于测量精度??高，但是其对信号接收装置的灵敏度要求较高，安装也较为方便，但是设备成本??较高。??（５）地磁检测传感器??地磁检测传感器是利用铁磁物体的磁阻效应，磁阻效应是指金属导体的电阻??会随着外加磁场的变化而变化，地磁传感器内部的电阻是由沉积在硅片上的波莫??合金薄膜形成的，制造过程中，外加一个强磁场使磁阻磁化，确定磁化方向，当??通过磁阻的电流与磁化方向平行时，电阻阻值最大，当电流方向与磁化方向垂直??时，电阻最小，可以通过判断地磁检测传感器阻值的变化来判断磁场的变化，从??而可以检测出传感器周围是否有铁磁物体经过，同时可以得到时间、幅值等其他??参数
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RS-485总线的多路超声波传感器测距系统设计[J]. 杨志江,郑昆,耿春明,夏继强. 传感器与微系统. 2018(12)
[2]EDA技术发展综述[J]. 杨焯群. 电子制作. 2018(01)
[3]基于FPGA的多普勒雷达测速系统设计[J]. 李锦明,张虎威,高文刚,郭淳. 电子器件. 2017(06)
[4]基于LabVIEW的汽车激光测速[J]. 彭刚. 自动化与仪表. 2017(10)
[5]基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真[J]. 陶汉卿. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[6]电涡流式传感器转速测量实验的改进[J]. 钟鹏,王彦芳,石志强. 科技风. 2015(20)
[7]高精度机动车GPS测速仪校准技术研究[J]. 白银,孙桥,杜磊,于梅,白杰. 测试技术学报. 2015(04)
[8]基于扫描激光雷达的列车速度测量系统[J]. 刘常杰,刘洪伟,郭寅,刘邈,张宾,叶声华. 红外与激光工程. 2015(01)
[9]基于地磁传感器的车辆检测算法[J]. 何志强,罗飞,于峰崎,张足生. 科学技术与工程. 2014(15)
[10]基于AD7606的多通道数据采集系统设计[J]. 陶海军,张一鸣,曾志辉. 工矿自动化. 2013(12)
硕士论文
[1]基于FPGA的激光测速系统设计[D]. 张俊文.成都理工大学 2017
[2]面向领域特征的列控系统车载ATP软件建模方法研究[D]. 王锡奎.北京交通大学 2016
[3]托辊旋转阻力测试装置开发[D]. 张潇.东北大学 2015
[4]单侧计轴传感器电磁系统的分析与研究[D]. 孟磊.哈尔滨工业大学 2014
[5]微波视频融合车辆检测与分类技术研究[D]. 邓晨.武汉理工大学 2010
[6]机车速度的测量方法及其在粘着控制中的应用[D]. 胡照文.中南大学 2008
[7]城市轨道交通中的列车定位方法研究[D]. 张振兴.北京交通大学 2008
[8]多普勒测速技术——信号处理技术研究与实现[D]. 孙星亮.西安电子科技大学 2005
本文编号：3442722
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２超声波检测传感器??Ｆｉｇ．２－２?Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ??
图２－２超声波检测传感器??Ｆｉｇ．２－２?Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ??（３）红外检测传感器??红外线检测传感器分为主动式检测装置和被动式检测装置［３（）］，都可以用于测??速。主流测速装置一般都采用主动式检测装置，主动式红外检测装置利用其内部??的激光发射装置在一定检测范围内发射激光束，当有运动物体经过检测范围内时，??运动物体会反射激光，检测装置接收到激光时立马给出时间信息，通过设置两个??相距一定距离的激光传感器，物体经过时给出时间信息，然后就可以求出距离，??红外检测传感器如图２－３所示。红外线检测传感器１３１］的优点是检测实时、精确、??易安装，但是同样易受恶劣天气的影响。??
由信号发生器发射微波波束，当运动物体经过检测区间时，运动物体反射微??波，信号接收器接收反射后的微波信号，根据内部信号处理模块即可得到所需的??参数。雷达检测传感器外观如图２－４所示，雷达检测传感器［３２］优点在于测量精度??高，但是其对信号接收装置的灵敏度要求较高，安装也较为方便，但是设备成本??较高。??（５）地磁检测传感器??地磁检测传感器是利用铁磁物体的磁阻效应，磁阻效应是指金属导体的电阻??会随着外加磁场的变化而变化，地磁传感器内部的电阻是由沉积在硅片上的波莫??合金薄膜形成的，制造过程中，外加一个强磁场使磁阻磁化，确定磁化方向，当??通过磁阻的电流与磁化方向平行时，电阻阻值最大，当电流方向与磁化方向垂直??时，电阻最小，可以通过判断地磁检测传感器阻值的变化来判断磁场的变化，从??而可以检测出传感器周围是否有铁磁物体经过，同时可以得到时间、幅值等其他??参数
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RS-485总线的多路超声波传感器测距系统设计[J]. 杨志江,郑昆,耿春明,夏继强. 传感器与微系统. 2018(12)
[2]EDA技术发展综述[J]. 杨焯群. 电子制作. 2018(01)
[3]基于FPGA的多普勒雷达测速系统设计[J]. 李锦明,张虎威,高文刚,郭淳. 电子器件. 2017(06)
[4]基于LabVIEW的汽车激光测速[J]. 彭刚. 自动化与仪表. 2017(10)
[5]基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真[J]. 陶汉卿. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[6]电涡流式传感器转速测量实验的改进[J]. 钟鹏,王彦芳,石志强. 科技风. 2015(20)
[7]高精度机动车GPS测速仪校准技术研究[J]. 白银,孙桥,杜磊,于梅,白杰. 测试技术学报. 2015(04)
[8]基于扫描激光雷达的列车速度测量系统[J]. 刘常杰,刘洪伟,郭寅,刘邈,张宾,叶声华. 红外与激光工程. 2015(01)
[9]基于地磁传感器的车辆检测算法[J]. 何志强,罗飞,于峰崎,张足生. 科学技术与工程. 2014(15)
[10]基于AD7606的多通道数据采集系统设计[J]. 陶海军,张一鸣,曾志辉. 工矿自动化. 2013(12)
硕士论文
[1]基于FPGA的激光测速系统设计[D]. 张俊文.成都理工大学 2017
[2]面向领域特征的列控系统车载ATP软件建模方法研究[D]. 王锡奎.北京交通大学 2016
[3]托辊旋转阻力测试装置开发[D]. 张潇.东北大学 2015
[4]单侧计轴传感器电磁系统的分析与研究[D]. 孟磊.哈尔滨工业大学 2014
[5]微波视频融合车辆检测与分类技术研究[D]. 邓晨.武汉理工大学 2010
[6]机车速度的测量方法及其在粘着控制中的应用[D]. 胡照文.中南大学 2008
[7]城市轨道交通中的列车定位方法研究[D]. 张振兴.北京交通大学 2008
[8]多普勒测速技术——信号处理技术研究与实现[D]. 孙星亮.西安电子科技大学 2005
本文编号：3442722
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