铁路信号机械室环境监测系统

摘要

在各种各样的交通工具中，铁路运输是陆上交通工具中既方便又经济的运输方式。因此，作为中距离高速度的交通运输工具，铁路运输将长久保持其优越的地位，而在铁路运输中，信号控制是铁路设计人员非常关注的问题，客运尤为重要。在影响铁路信号的诸多因素中，机械室的信号检测及发送传输成为整个铁路信号检测的令人关注的问题。在很长一段时间内，设计人员投入了大量的人力、物力从事这项技术的研究，并且已经取得了一定的成果。 本课题所研究的内容就是利用控制系统对铁路机械室信号进行在线实时监测、记录、信号传输的研究和探讨。 本文完成的主要工作包括以下几个方面： 1．本文从理论上对机械室信号进行了分析，为系统的软硬件设计提供了理论依据。 2．在理论的指导下，并结合机械室的实际要求，设计了单片机控制铁路信号机械室环境监测系统的总体构成。 3．本设计重点给出了现场数据采集下位机系统的硬件结构设计和软件系统的设计。 4．在课题的设计中采用双隔离系统以提高系统可靠性的硬件设计方案。 5．采用了整体系统断电故障录波的设计方案，设计了RS-485自动换向电路，以硬件换向代替软件控制换向，发送/接收转换不用CPU干预，完全由硬件完成，可以避免多机处于发送状态而产生的总线死锁状态。 6．本文设计中采用了利用脉宽信号测量温度的传感器来测量温度。 7．在电压信号的测量中，利用电压信号经电压比较器整形后输出的方波来测量相序。 8．介绍了在多任务、强实时要求下的软件设计方案。总结了低档次单片机用于多任务大数据强实时系统的有益经验。 该系统的设计，使机械室信号的测量由单片机来实现，提高了测量的精度，加快了测量速度，为提高信号测量的速度和实时性做出了有意义的探索。

目录

文摘

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学位论文的主要创新点

第一章绪论

1.1项目的意义

1.2项目的技术要求

1.3系统的构成

第二章系统总体设计

2.1硬件功能需求分析

2.2信号的隔离

2.2.1光耦合隔离

2.2.2互感器隔离

2.3系统硬件总体框图

第三章电源模块

3.1概述

3.2器件介绍

第四章微机硬件系统

4.1概述

4.2 W77E58微处理器

4.3三态数据输入/输出锁存器74HC573

4.4数据存储器的扩展RAM存储器

4.5单片机和Flash存储器的连接

4.6时钟芯片DS12887

4.6.1 DS12887可编程定时/计数器概述

4.6.2 DS12887与W77E58的连接

4.7复位电路

4.8外部时钟电路

4.9其他

第五章数据采集部分硬件设计

5.1概述

5.2电压、湿度数据采集系统

5.2.1电压、湿度数据采集系统原理框图

5.2.2模数转换系统

5.2.3MAX125与W77E58单片机的连接

5.2.4湿度信号的采集

5.3烟雾信号、门禁信号和浸水信号的采集

5.4控制室内温度信号和电压相序的测量与采集

5.4.1温度信号的测量

5.4.2电压频率和相序的测量

5.4.3温度信号和电压频率的测量

第六章数据通信系统

6.1概述

6.2光电隔离器件

6.3 MAX485简介

6.3.1RS-485串行接口介绍

6.3.2MAX485

6.3.3自动换向电路

第七章软件系统设计

7.1软件系统总体设计

7.2温度测量的软件设计

7.3电压测量的软件设计

第八章系统硬件的抗干扰

8.1干扰源与噪声及其传播途径

8.2串扰分析

8.3接地技术

8.4去耦与滤波

8.5电路的合理布局

8.6电源和地线的处理

第九章总结与展望

9.1本文总结

9.1.1论文背景简单介绍

9.1.2本设计系统总结

9.2未来展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢