基于嵌入式Linux的智能电源屏远动系统的研制

发布时间：2022-12-05 07:28

　　铁路电源屏为室内所有信号电子设备提供电源动力,是铁路信号控制系统最重要的设备之一。为了保证稳定可靠工作,电源屏的输入由Ⅰ路和Ⅱ路通过倒切并联提供。为了完成电源屏的两路输入的倒切,需要人工到设备现场通过按压切换按钮完成,这项简单的工作却消耗大量人力在路上,严重影响工作效率,大幅提供高了劳动成本。本文研制的铁路智能电源屏远动系统为这种现状提供了解决方案,对我国铁路的信息化建设具有一定现实意义。本文首先分析了电源屏的工作原理,在电源屏原有电路基础上设计了系统的整体方案;其次,选用ARM工业核心控模块作为嵌入式系统的逻辑核心控制单元,设计了系统外围功能电路,包括:启动配置电路、电源电路、以太网通信电路、串口调试电路等,完成了嵌入式硬件系统的设计;接着,选择Linux系统作为嵌入式的操作系统,编译了 Linux系统启动需要的Uboot,裁剪、编译了 Linux系统,并移植Linux系统到工控核心板,开发了系统用到的底层驱动程序,利用多线程编程技术开发了嵌入式系统的应用程序;然后,使用面向对象的编程语言C++、Microsoft Visual C++6.0开发环境及MFC开发框架,开发了与嵌入式系... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 概述
        1.2.2 研究现状
    1.3 研究目标及研究内容
    1.4 本章小结
2 智能电源屏远动系统总体方案
    2.1 系统总体方案
    2.2 电源屏双路电源切换原理及改造
        2.2.1 电源屏切换原理
        2.2.2 远动系统接入电源屏
        2.2.3 继电器、电源屏及控制设备的部署
    2.3 嵌入式控制系统的设计
        2.3.1 嵌入式硬件平台M6G2C
        2.3.2 嵌入式软件系统
    2.4 本章小结
3 嵌入式硬件系统的设计与实现
    3.1 启动配置电路和复位电路
        3.1.1 启动配置电路
        3.1.2 复位(看门狗)电路
    3.2 电源电路
    3.3 以太网通信电路
        3.3.1 PHY芯片与网络变压器的选型
        3.3.2 原理图的设计
    3.4 驱动输出接口
        3.4.1 脉冲变压器变换电路
        3.4.2 脉冲变压器变换电路的分析
    3.5 串口调试电路
    3.6 USB接口电路
    3.7 继电器状态监测电路
    3.8 状态运行指示灯电路
    3.9 控制设备的实现
    3.10 本章小结
4 智能电源屏远动系统嵌入式软件设计
    4.1 搭建交叉编译环境
    4.2 嵌入式操作系统LINUX的移植
        4.2.1 烧录工具简介
        4.2.2 Bootloader移植
        4.2.3 Linux内核的配置和移植
        4.2.4 根文件系统移植
    4.3 驱动程序的开发
    4.4 安全通信模块开发
        4.4.1 UDP通信帧设计
        4.4.2 CRC校验算法
    4.5 远动系统嵌入式程序开发
        4.5.1 开发平台Eclipse简介
        4.5.2 程序功能需求分析
        4.5.3 程序多线程设计
        4.5.4 配置文件管理模块开发
        4.5.5 通信子线程开发
        4.5.6 脉冲时序子线程开发
        4.5.7 看门狗子线程开发
    4.6 本章小结
5 智能电源屏远动系统交互控制软件设计
    5.1 VC++6.0和面向对象编程
    5.2 软件功能需求分析
    5.3 软件功能设计
        5.3.1 信息反馈显示模块
        5.3.2 设备信息管理模块
        5.3.3 电源切换管理模块
        5.3.4 操作权限管理模块
        5.3.5 操作记录管理模块
    5.4 软件界面设计与功能模块的实现
        5.4.1 软件主界面
        5.4.2 车站管理界面
        5.4.3 车站选择界面
        5.4.4 操作记录管理界面
        5.4.5 用户管理界面
    5.7 本章小结
6 系统调试与功能验证
    6.1 系统硬件测试
        6.1.1 短路测试
        6.1.2 硬件功能测试
    6.2 系统整体测试
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 现场应用
    7.3 系统展望
参考文献
图索引
表索引
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]故障-安全原则在铁路信号系统的应用[J]. 赵德生.  铁道运营技术. 2018(03)
[2]基于嵌入式ARM9的Linux系统移植的研究和实现[J]. 陈平.  洛阳师范学院学报. 2018(02)
[3]嵌入式Linux系统移植中SMP的实现研究[J]. 金刚,吴军,马鹏,任敏华.  信息技术. 2016(08)
[4]浅谈安全型继电器及检修[J]. 李兰.  低碳世界. 2016(22)
[5]铁路信号电源远程切换控制设计与施工[J]. 朱利东,杨耀.  铁道通信信号. 2016(07)
[6]电源EMI滤波器的选用原则及安装注意事项[J]. 庞彬,陈玲,张鹏,丁久辉.  安全与电磁兼容. 2013(05)
[7]安全继电器在工业生产过程中的分析与应用[J]. 费国,葛自江,马矜.  起重运输机械. 2013(06)
[8]基于ARM9的远程图像传输系统设计[J]. 刘勇军.  南阳理工学院学报. 2013(03)
[9]浅谈我国铁路信号电源屏发展历程[J]. 郝延春.  才智. 2013(03)
[10]基于VC的Socket通信系统的抗干扰分析与实现[J]. 董耀伟.  电脑编程技巧与维护. 2012(24)

硕士论文
[1]基于Linux的城市智能交通信号控制机的优化实现[D]. 孟首业.东南大学 2017
[2]铁路信号双路电源远程监控系统的设计与应用[D]. 陈康.北京交通大学 2017
[3]基于ARM9的智能眼镜设计[D]. 江慧强.河北工业大学 2016



本文编号：3709962