机车安全监测装置中嵌入式检测仪的设计与实现

摘要

随着铁路运输行业的快速发展，列车运行速度不断提高，客、货运输对于列车运行安全设备在其功能、可靠性及安全性等方面的要求越来越高。车载系统的信息化集合了众多与机车运行有关的安全信息检测和数据传输设备，如轨道动态检测设备、弓网检测设备、语音录音设备、列车运行信息传输设备等，这些设备作为机车安全信息监测装置的插件，在监测平台上工作。如果能够确保这些设备的平台环境保持稳定性和可靠性，便可在很大程度上提高列车运行的安全性。
　　 为了使安全信息检测和传输设备拥有一个正常运行的工作平台，保障整个列车运行安全控制系统良好运转，本文提出了机车安全监测装置嵌入式检测仪的设计思路，该思路采用在线方式对监测装置进行检测，在保证监测装置正常工作的条件下，无破坏性地检测多种重要性能数据，并将测试结果送入终端实时显示。
　　 本文以嵌入式ARM芯片LPC2294为核心，设计了嵌入式检测仪的电源模块、电压检测模块、RS485通信模块、CAN通信模块和无线通信模块等硬件电路，配合手持通信终端，开发出监测装置在线检测软件系统，实现了监测装置电压检测、监控信息侦听、RS485通信质量判断等功能，并通过无线方式向手持通信终端转发监测装置的这些状态信息。
　　 机车安全监测装置嵌入式检测仪利用上位机软件，在线检测机车安全信息监测装置工作状况，同时可将通信数据导入分析软件，建立机车设备运行信息的历史档案，为技术人员及早识别故障隐患提供科学依据。嵌入式检测仪的设计与实现，对信息监测平台稳定可靠性的提高和早期故障识别具有重要的现实意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 论文主要内容与结构安排

2 系统方案设计

2．1 监测装置及监控装置介绍

2．1．1 TAX监测装置

2．1．2 LKJ监控装置

2．2 系统方案概述

2．3 设计方案详细说明

2．3．1 总体描述

2．3．2 实现方案

2．3．3 系统参数及适用范围

2．4 本章小结

3 硬件设计

3．1 LPC2294芯片介绍

3．2 电源供电模块设计

3．3 系统时钟和复位电路

3．4 电压检测模块设计

3．4．1 继电器切换及带载能力测试电路

3．4．2 A／D转换电路

3．5 串口通信模块

3．5．1 RS232串行接口电路

3．5．2 RS485通信模块设计

3．5．3 CAN通信模块设计

3．6 无线通信模块设计

3．6．1 外部扩展串口设计

3．6．2 无线通信接口电路

3．7 JTAG接口电路

3．8 USB接口电路

3．9 本章小结

4 软件设计

4．1 系统软件模块

4．2 主函数模块

4．3 校准模块

4．4 电压检测模块

4．5 通信侦听检测模块

4．6 无线模块

4．7 本章小结

5 系统调试与测试

5．1 开发环境与调试工具

5．1．1 开发环境

5．1．2 调试工具

5．2 单板调试实验

5．2．1 调试连接及流程

5．2．2 调试实验具体内容及操作

5．3 整机调试实验

5．3．1 整机连接图及调试流程

5．3．2 系统功能测试

5．4 本章小结

6 总结

参考文献

附录

个人简历

致谢