基于无线通信的机车信号自动测试与数据传输系统设计

摘要

本文首先介绍了当前我国铁路机车信号测试与运行记录数据转录传输的方法，对传统测试与记录数据传输方法和基于IEEE802.11无线局域网标准的嵌入式无线网络通信技术进行了深入的分析，在此基础上提出了一种新的基于IEEE802.11无线局域网和嵌入式网络通信技术的铁路机车信号自动测试与运行记录数据传输系统的设计与实现方法。分析了利用嵌入式无线网络通信技术实现该系统的可行性，给出了系统的结构、系统中各模块软硬件和组网方式的设计思路与实现方法，最后对系统的性能做了分析。 本系统对于目前我国铁路大提速背景下，机车信号主体化进程中对机车信号安全性、可靠性日益提高的实际需求有很强的针对性，具有重要的现实意义和实用价值。

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致谢

1 引言

1.1机车信号的测试与数据传输

1.1.1机车信号

1.1.2机车信号的测试

1.1.3机车信号记录数据的传输

1.2无线数据通信技术

1.2.1无线数据通信技术的基本概念

1.2.2无线数据通信技术的特点

1.2.3常见的无线数据通信技术

1.3本文解决的问题和论文的结构

2 嵌入式无线网络通信技术

2.1计算机网络通信

2.1.1计算机网络通信概述

2.1.2 TCP/IP协议族

2.1.3计算机网络的接入方式和传输媒介

2.2 IEEE802.11无线局域网技术

2.2.1无线局域网技术

2.2.2 IEEE802.11协议

2.2.3 IEEE802.11无线局域网的安全性

2.3嵌入式无线网络通信

2.3.1嵌入式系统

2.3.2嵌入式无线网络通信的基本概念

2.3.3嵌入式无线网络通信的特点与实现

2.3.4 LwIP TCP/IP嵌入式网络通信协议栈

3 系统平台设计

3.1系统构想与设计思路

3.2利用嵌入式无线网络通信实现系统的可行性

3.3系统平台总体结构设计

3.4系统通信网络规划

3.4.1系统网络规划

3.4.2无线通信网络规划

3.5中心控制计算机

3.5.1中心控制计算机概述

3.5.2机车信号管理

3.5.3数据远程共享

3.6测试环线信号设计

3.6.1测试信号设计

3.6.2系统启动方式与启动信号设计

3.6.3环线信号发码器的设计

4 无线数据通信模块设计

4.1模块总体设计

4.1.1模块的作用与功能

4.1.2模块安装位置的选择

4.1.3模块与机车信号之间的接口

4.2模块硬件设计

4.2.1硬件结构设计

4.2.2控制单元电路设计

4.2.3 WLAN无线网络通信单元电路设计

4.2.4 CAN总线通信单元电路设计

4.2.5电源电路设计

4.3模块软件与系统通信方式设计

4.3.1软件结构与模块工作流程设计

4.3.2 LwIP TCP/IP协议栈的移植与网络接口程序设计

4.3.3模块通信协议与网络通信程序设计

4.3.4 CAN总线通信程序设计

5 系统功能设计

5.1机车信号自动测试功能设计

5.1.1自动测试系统概述

5.1.2机车信号自动测试系统结构

5.1.3机车信号自动测试系统通信方式

5.1.4机车信号自动测试过程控制

5.2机车信号运行记录数据传输功能设计

5.2.1机车信号运行记录数据

5.2.2运行记录数据传输过程控制

5.3系统性能分析

5.3.1自动测试系统性能分析

5.3.2运行记录数据转录传输系统性能分析

5.3.3系统安全性分析

6 结论

参考文献

作者简历

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