基于GPS/GPRS的接触网载流安全红外检测装置的研制

摘要

接触网是电气化铁路的重要组成部分，承担着为电力机车供电的重要任务，它的运行状况与行车安全密切相关。带电运行的接触网发生异常会出现温度升高的现象，利用红外热成像技术，可对接触网进行带电检测，通过分析红外图像，能够准确地发现设备缺陷与故障隐患。现有的检测方法不适用于行车密集的客运专线和铁路的高架桥区段，而且现场采集的数据不能实现实时的远距离数据传输和共享，更无法实现检测点的准确定位。
　　本文针对以上情况，研制了一种基于GPS/GPRS的接触网载流安全红外检测装置。装置以LPC2368为核心处理器，结合RS485串口、RJ-45网口、GPS模块以及GPRS模块等为硬件基础.通过算法实现了现场图像数据的采集和XMODEM协议数据编码、GPS定位以及GPRS组网方式下的短信和彩信数据传输等功能。该装置与红外热像仪配合，对接触网进行车载检测。检测装置接收红外热像仪拍摄到的现场红外图像，采集检测点的GPS地理坐标信息，通过GPRS组网方式下的短信和彩信方式将信息上传到后台接收装置或相关人员的手机上，供生产信息分析中心的人员进行数据分析和存档。
　　同时针对装置车载检测时，由于外界环境和车速的影响而造成红外图像灰暗模糊的问题，提出运用一种基于小波变换和模糊对比度的图像增强算法，对图像的清晰度和信息量进行提高，提升图像的质量，以适应人眼视觉直观感应和计算机的分析要求，并利用RGB颜色空间对原始图像进行分割，通过图像融合完成对红外图像温度最高区域的位置标定，为分析接触网可能存在的隐患点及检修计划的制定提供参考。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 接触网检测的发展现状

1.3 GPRS通信技术和GPS全球定位系统概述

1.4 红外热像仪测温技术发展现状及分析

1.5 图像增强与分割概述

1.6 课题的目的及研究内容

1.7 本章小结

2 检测装置的硬件研究

2.1 装置整体框架及工作原理

2.2 处理器功能及设计

2.3 图像采集的电路设计

2.4 GPS模块的选择及外围电路设计

2.5 GPRS模块的选择及外围电路设计

2.6 本章小结

3 检测装置的软件开发与实验分析

3.1 开发工具简介

3.2程序整体框架

3.3 主程序设计

3.4 RS485串口接收程序设计

3.5 RJ-45接口以太网连接的实现

3.6 GPS定位程序开发

3.7 GPRS信息发送程序开发

3.8 实验分析

3.9 本章小结

4 红外图像的标定

4.1 红外图像的增强

4.2 红外图像的分割与融合

4.3 本章小结

5 总结及展望

5.1 论文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

附录一：参与项目情况

附录二：在校学习期间发表的论文