轨道检查仪平板电脑应用平台设计

摘要

轨检仪作为当前轨道检查设备的重要一员，已经广泛应用于我国轨道的养修维护作业中。但现有的轨检仪因其成本高昂的数据处理终端及限制操作范围的上下位机有线串口连接，已不适应轨检仪的发展要求。为了降低轨检仪的成本，推动轨检仪在轨道养修维护作业的普及应用，提高轨检仪的操作便携性，本文提出一种基于工业平板应用平台的轨检仪系统。
　　 该新型轨检仪以江西日月明公司生产的GJY-T型轨检仪作为原型。系统采用价格低廉的工业级平板电脑替代原轨检仪的CF-19军用级PC作为上位机数据处理终端，以技术成熟的蓝牙技术作为通信方案替代原有的有线串口通信方案，实现移动便携地采集轨道几何参数数据。
　　 论文详细介绍了基于工业平板应用平台轨检仪的开发过程。新型轨检仪仍采用原型轨检仪的机械结构，对原轨检仪硬件电路部分改进，加入蓝牙串口模块，达到串口数据与蓝牙数据转换的目的。针对新型轨检仪系统应用软件的开发过程，文章首先介绍了Android操作平台的架构及一系列工作机制，以及Android开发环境的搭建，然后对整个应用程序进行了功能模块分析，设计应用程序框架。将系统应用软件的开发分为多个功能模块的设计:用户界面设计，Android操作系统下蓝牙模块的设备搜索、配对、连接及数据的收发实现，轨检仪现场及文件两种标定方式的实现，轨道几何参数数据的分析处理，轨道几何参数数据变化的实时曲线描述及数据的文件保存。
　　 本文完成了采用工业平板应用平台的轨检仪样机制作，在标定台对样机进行了标定，并在实际轨道上对样机进行了测试。测试结果曲线对比和线性相关性分析结果表明，基于工业平板应用平台轨检仪能稳定可靠的实现轨道几何参数检查作业，并具有较好的可操作性，可以替代原系统的CF-19军用笔记本，简化系统降低开发成本，提高便携性。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 轨道几何状态

1．2 国内外轨检仪研究现状

1．2．1 国外轨检仪现状

1．2．2 国内轨检仪现状

1．3 轨检仪系统前景分析

1．4 课题来源及意义

1．4．1 课题来源

1．4．2 课题主要研究内容

1．5 本章小结

第2章 系统需求及总体设计方案

2．1 系统功能分析

2．2 系统方案分析

2．2．1 原系统总体方案

2．2．2 无线通信方案选择

2．2．3 数据处理终端

2．3 系统总体方案

2．3．1 机械结构

2．3．2 下位机系统

2．3．3 上位机系统

2．3．4 上下位机通信协议

2．4 本章小结

第3章 应用平台软件环境

3．1 Android平台架构

3．2 Android应用程序组件

3．3 Android消息机制

3．4 Android广播机制

3．5 Android应用程序生命周期

3．6 Android开发环境搭建

3．6．1 下载Android开发工具

3．6．2 配置开发环境

3．6．3 创建并运行AVD

3．7 本章小结

第4章 系统软件设计与开发

4．1 系统软件功能解析

4．1．1 数据采集系统

4．1．2 系统标定

4．1．3 数据曲线图

4．2 系统软件框架设计

4．2．1 整体框架设计

4．2．2 创建程序项目

4．2．3 程序资源管理

4．3 系统软件界面设计

4．3．1 主界面

4．3．2 蓝牙设备连接界面

4．3．3 系统标定界面

4．3．4 新工程界面

4．4 系统主程序模块设计

4．4．1 蓝牙设备搜索与连接

4．4．2 系统标定

4．4．3 数据采集

4．5 本章小结

第5章 应用平台测试与效果

5．1 平台测试

5．2 测试数据及分析

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 课题创新之处

6．3 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果