LED大屏幕在铁路行车监控系统的应用研究

论文摘要

在铁路运输生产中,大屏幕对于提高其运营水平起着至关重要的作用。DMIS(行车调度指挥系统)需要用大屏幕将各线路上各列车的运行状况直观、实时地表现出来,使调度人员如身临现场,高效地安排运输生产。结合LED高亮、发光均匀、节能等的优点,LED大屏幕构建灵活、可视角好及向更高发光密度、全彩高清化等的发展趋势,本文讨论并构建了适应铁路行车指挥调度的LED大屏幕显示系统。针对铁路行车指挥调度显示系统监控面大、实时性高的特点,论文研究讨论了基于铁路沙盘的LED大屏幕行车监控模拟显示系统构建:根据屏幕显示时间与输出速度的分析,设计各硬件电路模块;建立铁道信号的存储模型,实现信息图像到数据存储的转换;编写各底层模块,并解决运行显示任务与进行存储器数据更新时对MCU的占用矛盾,实现刷新与显示同步。文中重点阐述了基于SPI的驱动模块及可扩展RAM模块设计,利用SPI方式与计数器组结合,改变了RAM数据的读取及输出形式;通过控制信号的同步与复用,大大压缩了数据读取至输出到屏幕显示的时间。此方式的运用满足了屏幕显示面积的要求,保证了显示内容的实时刷新,解决了显示时输出速度的瓶颈问题。论文方案已在峨眉校区铁道信号实验基地中得到实现,这为该方案的改进及后续与行车监控模块的融合工作打下了基础,为对LED大屏幕在调度指挥系统中应用的深入研究提供了良好的平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 大屏幕显示技术分析
• 1.2 LED屏幕的发展趋势
• 1.3 课题的研究内容
• 1.3.1 课题的研究意义
• 1.3.2 课题的研究内容
• 第二章 整体方案分析
• 2.1 LED显示屏组成原理简介
• 2.1.1 LED单元板驱动电路原理介绍
• 2.1.2 LED屏体结构
• 2.2 基于铁路沙盘的 LED大屏幕显示系统组成
• 2.2.1 屏幕显示系统组成
• 2.2.2 系统整体任务分析
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 显示控制系统的硬件组成
• 3.2 主芯片选择及其介绍
• 3.3 核心电路设计
• 3.3.1 基于 SPI的输出控制电路设计
• 3.3.2 SPI概述
• 3.3.3 SPI运用的实现电路
• 3.4 其他电路模块
• 3.4.1 扫描保护电路
• 3.4.2 RAM外围电路
• 3.4.3 串口通信、电源电路
• 3.5 整体电路构架
• 第四章 显示数据的组织
• 4.1 LED屏显示基本数据关系
• 4.2 显示模式与坐标、内存的关系
• 4.2.1 静、动态显示模式与数据的关系
• 4.2.2 减方式运用时数据的组织
• 4.3 铁道信号标识的定义与显示
• 4.3.1 铁道信号显示定义
• 4.3.2 信号数组的定义
• 第五章 功能软件部分
• 5.1 下位机软件各模块功能介绍
• 5.2 铁道信号信息的写入
• 5.2.1 坐标与内存的对应关系
• 5.2.2 各铁道模拟信号的写入
• 5.3 显示子模块编写
• 5.3.1 RAM操作函数
• 5.3.2 终显示函数
• 5.3.3 主函数体的循环与调用
• 第六章 测试分析与总结
• 6.1 测试与分析
• 6.2 结语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文