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基于ZigBee的地铁列车轴温检测设计与实现

发布时间:2018-10-26 14:34
【摘要】:随着现今大都市人口的增多,地面公共设施承担的运输压力不断加大,地铁的高载客量、高效线路规划、运行时间准等特点逐渐显现出来。列车运行时,摩擦会导致列车车轴温度的升高。当车轴温度升高幅度较大时,意味着车轴处可能发生了故障。如果故障不能及时排除,就有可能造成热切轴现象,而现有的地铁列车测温方式,基本靠维护工人人工触碰测量。由于地铁运行环境的限制,在高架或隧道内安装轨旁安装红外测温探头较困难,因此,地铁车轴温度实时监测是有现实意义的。论文结合ZigBee无线通信技术、计算机技术和传感器网络技术,设计了地铁车轴温度的在线监测系统。论文内主要是实现温度采集节点温度监测与发送接收的设计部分。温度采集节点用于实时测量车轴温度,并将温度数据通过CC2530模块发送至集中器部分。考虑到温度采集节点所应该具备方便安装的特点,节点的供电方式为电池供电,并且整个采集节点能耗要尽可能低,如果不需要进行温度采集,温度采集节点可以保持低功耗运行,在需要时进行恢复。控制器结构主要包括CC2530检测值接收模块和MSP430单片机温度值处理模块。本论文通过可行性分析、需求分析,设计了对轴箱进行测温的温度采集节点,并设计了与集中器的接口方式,可以将采集信息传递给集中器加以处理。设计完成并通过了调试,能够实现对车轴温度的实时采集与传输,为整个车轴温度采集系统的后期扩展与研发奠定了底层基础。在后期系统的性能测试中,系统在数据传输质量,通信稳定性和节点能耗等方面均达到了预期要求。
[Abstract]:With the increase of the population of the metropolis, the transportation pressure of the ground public facilities is increasing, and the characteristics of the subway, such as high passenger capacity, efficient line planning and running time, are gradually emerging. When the train is running, friction will lead to the increase of the temperature of the axle of the train. When the axle temperature increases by a large extent, it means that the axle may be broken down. If the fault can not be eliminated in time, it is possible to cause the phenomenon of eager axle, and the existing subway train temperature measurement method basically depends on the manual contact measurement of maintenance workers. Due to the limitation of the subway operating environment, it is difficult to install the infrared temperature probe beside the rail in the elevated or tunnel. Therefore, it is of practical significance to monitor the temperature of the subway axle in real time. Combined with ZigBee wireless communication technology, computer technology and sensor network technology, the on-line monitoring system of subway axle temperature is designed in this paper. In this paper, the design of temperature monitoring and sending and receiving of temperature acquisition node is mainly carried out. The temperature acquisition node is used to measure the axle temperature in real time and send the temperature data to the concentrator by CC2530 module. Considering that the temperature collection node should have the characteristics of convenient installation, the node is powered by batteries and the energy consumption of the whole collection node should be as low as possible, if temperature collection is not required, The temperature acquisition node can maintain low power consumption and recover when needed. The controller structure mainly includes CC2530 detection value receiving module and MSP430 MCU temperature value processing module. Through feasibility analysis and demand analysis, this paper designs a temperature acquisition node for measuring the temperature of the axle box, and designs an interface with the concentrator, which can transfer the information to the concentrator for processing. The design is completed and debugged, which can realize the real-time acquisition and transmission of axle temperature, which lays the foundation for the later extension and development of the whole axle temperature acquisition system. In the later performance test, the system meets the expected requirements in terms of data transmission quality, communication stability and node energy consumption.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92;U270.7

【参考文献】

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本文编号:2296044

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