便携式钢轨磨耗检测系统的研究

论文摘要

运营铁路的钢轨磨耗是铁路部门需要定期检测的重要参数。本文在分析了目前国内外钢轨磨耗检测技术的特点及方法的基础上，结合铁路工务段的实际检测需要，研究开发了一种便于携带、检测效率高、具有人机对话功能的智能化钢轨磨耗检测系统，解决了目前检测设备普遍体积过大、携带不方便及检测效率低等问题。系统采用上下位机的设计模式，整个系统由轨头检测仪、多功能控制器和上位机软件平台三部分组成。本文的主要研究工作如下：1、根据系统的检测要求与功能需求，提出了基于传感器技术、单片机控制技术和数据库技术的设计策略，以此确定了检测系统的总体方案。阐述了系统的工作原理与检测方法，完成了轨头检测仪设计。2、基于模块化的设计思想，以AT89C52单片机为核心将多功能控制器划分成6个功能模块，并完成各个模块的硬件电路设计。采用PDIUSBD12通信芯片和FLASH闪存技术设计了数据通信及存储模块，实现了检测数据的高效存储与传输。3、在Keil C51的编译环境下，编写完成了多功能控制器的整体软件设计，包括控制系统主程序、检测功能程序及通信模块的固件程序。并采取了相应的软件抗干扰技术，使得系统运行良好。4、对上位机数据管理分析系统进行了需求分析，采用Delphi开发了数据库系统、应用程序及用户操作界面，通过对数据库的ADO和SQL操作，实现数据报表输出、打印及绘制钢轨磨耗趋势图等功能。本文最后进行了实验并分析了实验结果。实验结果表明，检测系统具有检测速度快、检测精度好、性能可靠等特点，具有较好的实际运用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 钢轨磨耗检测的基本原理及主要目的
• 1.2.1 钢轨磨耗检测的基本原理
• 1.2.2 钢轨磨耗检测的主要目的
• 1.3 国内外相关研究综述
• 1.3.1 钢轨磨耗检测技术的发展现状
• 1.3.2 钢轨磨耗检测技术特点与不足
• 1.3.3 钢轨磨耗检测技术的发展趋势
• 1.4 课题来源、研究意义及本文主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 便携式钢轨磨耗检测系统的总体方案设计
• 2.1 检测要求与功能分析
• 2.1.1 检测系统的基本要求
• 2.1.2 检测系统的功能分析
• 2.2 系统的总体结构与检测原理分析
• 2.2.1 系统的总体结构原理
• 2.2.2 传感器检测原理
• 2.2.3 里程的检测原理
• 2.2.4 通信总线的实现方案
• 2.3 轨头检测仪及系统电源设计
• 2.3.1 检测基准面定位原理
• 2.3.2 轨头检测仪整体设计
• 2.3.3 系统电源模块设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 检测系统多功能控制器的硬件设计
• 3.1 多功能控制器的硬件结构原理
• 3.2 核心控制模块硬件设计
• 3.2.1 控制模块硬件结构
• 3.2.2 核心控制模块
• 3.2.3 实时时钟模块
• 3.2.4 系统监控与复位电路
• 3.3 数据检测功能模块设计
• 3.3.1 信号采集模块
• 3.3.2 人机接口模块
• 3.3.3 数据存储模块
• 3.4 通信模块的硬件设计
• 3.4.1 通信控制芯片 D12简介
• 3.4.2 通信模块的硬件电路设计
• 3.5 硬件电路抗干扰设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 检测系统多功能控制器的软件设计
• 4.1 控制系统的软件实现
• 4.1.1 控制系统的功能模块
• 4.1.2 控制系统的主控程序
• 4.1.3 检测功能的软件设计
• 4.2 通信模块的软件设计
• 4.2.1 USB总线的通信原理
• 4.2.2 D12通信程序设计
• 4.2.3 D12中断服务程序
• 4.2.4 数据传输控制程序
• 4.3 软件抗干扰技术的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 上位机数据管理分析系统的设计
• 5.1 开发平台及系统功能需求
• 5.1.1 开发平台的选择
• 5.1.2 系统功能需求分析
• 5.2 数据管理分析系统的设计
• 5.2.1 用户管理功能
• 5.2.2 通信应用程序
• 5.2.3 数据检索功能
• 5.2.4 数据分析处理
• 5.3 本章小结
• 第六章 实验与结果分析
• 6.1 实验目的与设备
• 6.2 实验方法与过程
• 6.3 实验结果分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 全文总结
• 7.1工作总结
• 7.2工作展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果