红外线轴温探测系统之串行通讯接口的设计与实现

摘要

红外线轴温探测技术是铁路车辆行车安全保障体系中重要技术之一,是一项高科技新产品.红外线轴温探测系统是发现车辆热轴、防止热切轴的安全保障设施,是确保铁路运输安全的重要设备.它利用红外线温度测试原理,对运行中的铁路车辆车轴状况进行动态检测,有效地发现了车辆热轴,防止了可能发生的车辆热切轴事故,对确保行车安全和运输畅通发挥了积极的作用.第二代红外轴温探测系统是一种远程计算机实时探测网络,为分层式多级管理方式,集中了计算机、光学、自动控制为一体,能对运行列车连续跟踪监测,自动检测各种类型的车辆的热轴故障,并进行语音报警.系统包括探测站、复示站、监测中心和查询终端四部分,由中央管理系统对各探测站、复示站进行网络管理,对通过列车的热轴进行跟踪,按微热、强热、激热三个等级来预报.系统具有识别机车、客货车辆、自动判别滚滑、自动判别热轴、语音报警、自动计轴计辆、检测列车速度、系统自检等功能,同时预留了平轮偏载、超限等检测接口.探测站部分是车辆轴温监测设备的主要组成部分之一.主要包括红外探头、车轮传感器、信息处理计算机、直流电源、交流净化电源和设备的防护装置等.探测站主机是红外系统探测的核心.探测站主要功能有采集原始数据、计轴计辆、滚滑判别、热轴判别、数据贮存、系统自检、形成报文与中央通信.它配有键盘控制板、车轮传感器板(磁钢板)、轴温输入板(探头板)、输出控制板、串口板、数传板.探测站的串行接口板以RS—232C或电流环方式传输数据.RS—232C方式时此板可以通过板上的串行分配电路连接另外两块串行接口板.串行通讯接口电路(即串行接口板)主要由8251A异步串行通信接口及配套电路构成,可编程8253计数/定时器为主、副8251A提供收发波特率,数据的收发通过对8251A的控制实现.电流环传输时由光电耦合器件对信号进行隔离串行传送,隔离部分电路的电源由隔离型DC-DC变换器提供.

目录

摘要

摘要(英文)

第一章概述

1.1任务来源及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.3本人研究内容

第二章红外线轴温探测系统

2.1轴箱温度场分析及轴温规律

2.2系统网络设计及构成

2.2.1系统网络结构

2.2.2网络协议及管理

2.3系统硬件构成

2.3.1中央系统主机

2.3.2复示站

2.3.3探测站

2.4系统设计原则及性能

2.4.1系统设计原则

2.4.2系统主要性能及使用条件

第三章STD总线

3.1 STD总线的模块化模板结构

3.2 STD总线的控制及引脚

3.3 STD总线的存储器、输入和输出

3.4 STD总线与CPU的兼容性

3.5 STD总线中断和总线优先级

第四章RS-232C接口标准

4.1串行传送概述

4.1.1串行传送的特点

4.1.2串行数据传送

4.1.3串行通信的基本方式

4.1.4串行通信的数据格式

4.2 RS-232C接口标准

4.2.1 EIA-RS-232C标准的信号线

4.2.2电气特性

4.2.3机械特性

4.3串行通信接口的基本任务

4.4串行通信接口电路的组成

第五章串行通讯接口电路采用的主要器件

5.1可编程串行接口芯片8251A

5.1.1 8251A的结构、内部逻辑及特性

5.1.2 8251A的功能及原理

5.2可编程定时/计数器8253

5.2.1 8253的外部特性与内部逻辑

5.2.2 8253的计数初值

5.2.3 8253的程序编制、工作方式及读写过程

第六章串行通讯接口电路的设计

6.1探测站原理与功能

6.1.1等待接车

6.1.2列车压至开机磁钢时

6.1.3来车压至2#、3#磁钢时

6.1.4列车全部通过

6.1.5探测站系统工作原理框图

6.2串行通讯接口电路

6.2.1串行通讯接口电路的主要技术参数

6.2.2串行通讯接口电路的原理框图

6.2.3串行通讯接口电路的主要功能模块

6.2.4串行通讯接口电路的地址译码及地址分

6.2.5接口信号及开关位置意义

6.2.6软件部分

第七章串行通讯接口电路的制作

7.1串行通讯接口电路制作原则

7.2串行通讯接口电路原理图

7.3串行通讯接口电路PCB板图

7.4串行通讯接口电路完成情况

第八章总结与展望

参考文献

致谢