基于Zigbee技术的铁路智能铁鞋研究

论文摘要

铁鞋是铁路运输生产中一种应用非常广泛的常规防溜设备。特别是国内铁路,铁鞋是目前动态防溜措施中的首选设备。其因铁质、外形鞋状而得名,其制动原理是在钢轨上放置铁鞋,向前滚动的车轮压上铁鞋后便沿钢轨滑行,轮轨之间由滚动摩擦变为滑动摩擦,增大摩擦力,使溜行车组尽快减速以致停车,从而达到制动目的。[1]铁鞋体积小、设置灵活,防溜作用良好且成本相对低廉,是目前国内铁路正线、支线、专用线、货线等所有运营线路及车站等作业单位所采用的一种基本动态防溜设备,按全路5752个车站计算,每个五等中间站配备铁鞋4组8只,全路使用的铁鞋数量非常庞大。在广泛应用的同时,由于传统的铁鞋使用管理均是人工放置、撤除,其放置地点远离车站值班室,难以有效监控,存在容易撤除、移动、不便管理的问题,是铁路防溜安全管理中的一个难点。Zigbee技术,是基于IEEE802.15.4标准的,一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,主要适合于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能和识别功能,能较好地抵抗工业现场的各种电磁干扰。本文结合Zigbee技术的基本原理,对Zigbee技术的应用进行了研究,提出基于Zigbee技术的射频识别及无线通信技术思路,并围绕新一代智能铁鞋的设计原理、机械构造,分别就基于Zigbee技术的智能铁鞋传感装置、射频识别及无线通信技术的应用进行了研究。最后,研究了铁鞋管理系统的设计思想和业务框架,并结合多次现场实验测试结果,对该智能铁鞋及管理系统的实际应用情况进行了分析。在文章的最后,结合铁路历年来因防溜产生的事故统计数据,进一步阐明了应用新的Zigbee技术的铁路智能铁鞋的潜在经济效益和社会价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容、方法和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.3.3 技术路线
• 1.4 技术选型
• 1.4.1 产品的关键功能需求和技术选型方案
• 1.4.2 Zigbee技术与RFID技术的比较
• 第2章 Zigbee技术概述
• 2.1 Zigbee技术的由来和技术发展历程
• 2.2 Zigbee的技术原理和技术特性
• 2.3 Zigbee技术在无线传感领域的应用
• 第3章 基于Zigbee技术的铁路智能铁鞋及管理系统设计
• 3.1 基于Zigbee技术的铁路智能铁鞋设计
• 3.1.1 设计思想
• 3.1.2 外观结构
• 3.1.3 功能实现框架
• 3.1.4 Zigbee网络架构
• 3.2 智能铁鞋管理系统设计
• 3.2.1 智能铁鞋管理系统的功能需求
• 3.2.2 智能铁鞋实时监控管理系统的设计思路
• 3.2.3 智能铁鞋实时监控管理系统的技术选型与系统功能设计
• 3.2.4 智能铁鞋作业管理
• 第4章 基于Zigbee技术的智能铁鞋应用效益分析
• 4.1 基于Zigbee技术的智能铁鞋区别于传统铁鞋的优越性
• 4.2 基于Zigbee技术的铁路智能铁鞋产生的社会经济效益分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献