基于嵌入式VxWorks的铁路信号微机监测数据采集系统设计

论文摘要

铁路信号微机监测数据采集系统的开发是为了能实时监测各种铁路设备信号的运行状态、发现各种铁路设备信号安全隐患、保证火车行车安全。铁路信号微机监测数据采集系统把现代最新技术、传感器、现场总线、计算机网络通讯、数据库及软件工程融为一体,通过监测并记录各种铁路设备信号的主要运行状态,为电务部门掌握设备的当前状态和进行事故分析提供科学依据。铁路信号微机监测数据采集系统是铁路装备现代化的重要组成部分。本文将根据来自不同铁路设备信号的数据特点,选择不同性能的单片机,如Atmel公司的AT89S52型及新华龙公司的C8051F046型单片机进行数据采集,在单片机内部将数据修正整理后,通过RS485、CAN现场总线,将数据传送至基于Atmel公司的ARM核心板AT91RM9200的VxWorks实时操作系统。因为嵌入式操作系统VxWorks具有多任务性,抢占调度等高性能机制,所以能将大量来自不同总线、不同类型的数据准确地第一时间完整采集,并根据上位机对数据采集的要求,快速根据TCP/IP协议,通过网络传送给上位机。上位机通过界面将各数据通过图文的形式清晰明了地显示给用户,用户则能够通过对上位机的操作,准确地掌握整个各种铁路设备信号的运行状况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目盼
• 1.3 课题意义
• 1.4 课题主要工作
• 第2章 系统开发平台及相关综述
• 2.1 485总线简介
• 2.2 CAN总线简介
• 2.3 AT91RM9200核心板简介
• 2.3.1 ARM920T处理器简介
• 2.3.2 主要片内外围模块简介
• 2.4 新华龙单片机C8051F046简介
• 2.5 Atmel单片机AT89S52简介
• 2.6 Modbus协议概述
• 第3章 单片机实现数据采集与发送的详要设计
• 3.1 轨道电压/相角数据的采集与发送
• 3.1.1 轨道电压/相角数据的采集
• 3.1.2 轨道电压/相角数据的发送
• 3.2 道岔电流数据的采集与发送
• 3.2.1 道岔电流的采集
• 3.2.2 道岔电流数据的发送
• 第4章 VxWorks实现数据收集与传送的详要设计
• 4.1 嵌入式操作系统VxWorks
• 4.1.1 VxWorks组成
• 4.1.2 VxWorks内核分析
• 4.1.3 VxWorks BSP
• 4.2 基于AT91RM9200核心板VxWorks的485通信的设计
• 4.2.1 硬件设计
• 4.2.2 软件设计
• 4.3 基于AT91RM9200核心板VxWorks的CAN通信的设计
• 4.3.1 硬件设计
• 4.3.2 软件设计
• 4.4 基于AT91RM9200核心板VxWorks的网络通信的设计
• 4.4.1 硬件设计
• 4.4.2 软件设计
• 第5章 上位机人机界面
• 5.1 上位机主界面
• 5.2 道岔转动电流曲线界面
• 5.3 电源屏对地泄漏电流曲线界面
• 5.4 开关量/模拟量查询界面
• 第6章 总结
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A1 道岔电流采集部分程序
• A2 VxWorks软件开发部分程序
• B1 道岔电流采集原理图
• B2 ARM原理图
• C1 道岔电流采集板
• C2 AT91RM9200核心板
• C3 ARM板
• 攻读学位期间的研究成果