基于无线传感器网络的机车检修系统的设计

发布时间：2017-10-28 20:06

  本文关键词：基于无线传感器网络的机车检修系统的设计

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【摘要】：随着“和谐型”机车运输发展,我国机车检修管理办法逐渐向实时在线迈进,传统的已不能适应新要求,同时一套科学的检修管理系统更加被企业迫切需要。在机检修人员数量不足的情况下,控制缺陷漏查的情况在最小范围内,改善机车检修的质量,从而进一步缩减人力费用成本,提高可靠性。本文针对江岸机务段现阶段的机检方式进行研究,对部分项目的检测方法进行了改进,改进一是研制基于无线传感器网络的受电弓特性检测系统,改进二是采用图像处理与模式识别的方法检测走行部件的完整性,为后续实现检修高效管理夯实基础。论文中首先详细介绍无线传感器网络发展现状及ZigBee相关技术。在此基础上,一种基于无线传感器网络受电弓特性检测系统方案被建议提出。该装置有左右对称的两部分,两侧安装有滑动式可折叠支臂,通过可折叠支臂固定在受电弓滑板上。探针式阵列压力传感器、加速度传感器、红外传感器、超声波测距传感器、温度传感器被安装在装置上,可以用于测受电弓的升降高度、压力、滑板条厚度等值。无线通信单元与各个传感器连接,将获取的传感器数据发送给上位机,上位机对传感器数据进行处理,并进行预判。走行部件的检查用图像处理与模式识别方法进行检测,以扫石器、撒砂管为例,部件完整性的显著特征体现为其有水平直线轮廓,采用基于Harris角点的目标识别法,目标特征用边缘检测的方法来获得,目标的水平直线轮廓用Hough直线检测法来初步判别。把ZigBee网路应用在机车检修系统中是一种尝试,适于检修人员的受电弓检测系统的实现方案为:在工作间放置通讯计算机,检修人员携带受电弓检修装置到车顶,将检修装置安装在受电弓滑板上,随着升降弓的过程可以自动通过无线传感器网络向通讯计算机发送检测数据,从而提高了工作效率,数据精确率,同时可以监测检修人员是否漏检。对机车走行安全部件的完整性进行图像研究可以为检修人员减少工作量,减少机车行检时间,为机务段的日常工作提高了效率。
【关键词】：无线传感器网络 ZigBee 受电弓 机车走行部件 图像处理
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U269.32;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题的研究背景与意义10
• 1.2 机车检修的现状与技术进展10-13
• 1.2.1 机车检修现状10-11
• 1.2.2 机车检修技术进展11-13
• 1.3 论文研究内容及章节安排13-14
• 第2章 相关技术背景14-26
• 2.1 无线传感器网络14-18
• 2.1.1 无线传感器网络体系结构14-15
• 2.1.2 无线传感器网络拓扑分析15-16
• 2.1.3 无线传感器网络的特点及应用16-17
• 2.1.4 无线多媒体传感器网络17-18
• 2.2 本课题涉及的ZigBee协议分析18-21
• 2.2.1 ZigBee技术18-19
• 2.2.2 ZigBee协议结构分析19-21
• 2.3 图像处理与模式识别初步21-25
• 2.3.1 图像处理算法21-23
• 2.3.2 模式识别23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 受电弓性能检测系统设计26-41
• 3.1 受电弓的结构与性能检测内容26-29
• 3.1.1 受电弓的结构26-27
• 3.1.2 受电弓性能检测内容27-29
• 3.2 受电弓性能检测与实验装置29-31
• 3.2.1 实验装置29-30
• 3.2.2 检测原理及步骤30-31
• 3.3 单元电路设计31-40
• 3.3.1 检测项整体设计31-36
• 3.3.1.1 微控制器的选择32
• 3.3.1.2 传感器的选择32-36
• 3.3.2 节点硬件电路图设计36-40
• 3.3.2.1 CC2530外围电路设计36-37
• 3.3.2.2 传感器模块电路设计37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 受电弓检测系统软件设计与系统管理41-53
• 4.1 ZigBee协议网络组建41-44
• 4.2 传感器数据采集节点软件设计44-45
• 4.3 无线数据传输软件设计45-46
• 4.4 上位机数据处理与管理平台46-50
• 4.4.1 数据处理46-48
• 4.4.2 上位机管理平台48-50
• 4.5 试验初步50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 走行部件完整性的模式识别算法研究53-60
• 5.1 机车走行部部件53-54
• 5.2 部件建模方法54-56
• 5.3 部件识别与完整性判别算法研究56-57
• 5.4 仿真结果与分析57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 参考文献62-67
• 攻读硕士学位期间已发表的论文67
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目67-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 黄秀伟;姜涛;;HXD_(3C)型电力机车转向架加装走行部车载安全监测系统的研究[J];轨道交通装备与技术;2015年01期

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本文编号：1109729