铁路信号电源监测系统的研究与开发

论文摘要

铁路信号电源监测系统是根据天津铁路信号厂提出的技术要求而研制开发的。此系统是集电压自动记录仪、铁路信号电源屏监测和铁路机械室环境监测于一体的智能监测系统。系统适应了信号技术发展的要求，实现了智能化、信息化、模块组合化，较好地解决了设备扩容、实时监控、集中管理等不断发展的需要，而且功能完备、配置灵活，可以满足不同层次的系统需求。铁路信号电源监测系统的CPU采用了Winbond的8位单片机W77E516。系统的软件设计采用了C语言与MCS-51汇编语言混合编程的开发方法。此系统能实时监测电源系统的各项运行参数，及时对故障进行分析、报警和记录，并可以和微机设备进行通讯，实现对数据的综合管理。为了操作方便，系统配备了键盘、液晶显示屏和微型打印机，此外系统还扩展了一片Flash芯片39SF040，以实现对大量数据的存储。为了增加系统的抗干扰能力、提高可靠性，在硬件方面采用了光电隔离技术，将每个功能模块尽量分散独立开来以避免相互干扰；在软件设计方面使用了看门狗技术。系统的软件设计分别采用了传统的主循环控制方法以及嵌入式实时操作系统RTX51 Tiny和μC/OS-Ⅱ，并对它们在铁路信号电源监测系统中的应用分别进行了研究。铁路信号电源监测系统已经得到了批量生产和应用，经实际应用证明，此系统安全可靠、性能价格比高、功能完备，是铁路电务及电力部门提高管理水平、保障电源质量、保障安全生产、提高运行效益、保证列车安全运行的有效工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题开发的背景
• 1.2 国内外现状
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 推广应用前景
• 第二章 系统总体概述
• 2.1 系统总体结构
• 2.2 系统的功能参数和技术指标
• 2.2.1 功能概述
• 2.2.2 系统的主要功能
• 2.2.3 设置功能
• 2.2.4 显示功能
• 2.2.5 使用条件
• 2.3 通信协议
• 2.3.1 信号电源监测系统与采集器的通信协议
• 2.3.2 信号电源监测系统与微机监测设备的通信协议
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统的硬件设计
• 3.1 系统硬件结构框图
• 3.2 系统的CPU
• 3.3 液晶模块
• 3.4 微型打印机
• 3.5 Flash芯片
• 3.6 扩展外部RAM
• 3.7 地址译码电路
• 3.8 RS-485通讯电路
• 3.9 本章小结
• 第四章 系统的软件设计
• 4.1 主程序
• 4.2 液晶显示
• 4.3 故障数据处理
• 4.4 历史数据存储
• 4.5 键盘操作
• 4.5.1 软件去抖动处理
• 4.5.2 连击的处理
• 4.6 数据打印
• 4.7 与微机监测设备通讯
• 4.8 看门狗的应用
• 4.9 本章小结
• 第五章 RTX51 Tiny在监测系统中的应用研究
• 5.1 RTX51基本概念
• 5.2 任务管理
• 5.2.1 任务定义
• 5.2.2 任务状态
• 5.2.3 调度规则
• 5.3 事件
• 5.4 系统配置
• 5.5 RTX51 Tiny在监测系统中的应用
• 5.6 应用注意事项
• 5.7 本章小结
• 第六章 μC/OS-Ⅱ在监测系统中的应用研究
• 6.1 μC/OS-Ⅱ简介
• 6.2 任务管理
• 6.2.1 任务的基本概念
• 6.2.2 任务的状态
• 6.2.3 任务控制块
• 6.2.4 任务就绪表
• 6.2.5 任务调度
• 6.3 中断管理
• 6.4 时间管理
• 6.4.1 时钟节拍
• 6.4.2 任务的延时
• 6.5 任务的同步与通讯
• 6.5.1 事件控制块
• 6.5.2 信号量
• 6.5.3 邮箱
• 6.5.4 消息队列
• 6.6 μC/OS-Ⅱ在W77E516上的移植
• 6.7 移植过程中的注意事项
• 6.8 μC/OS-Ⅱ在监测系统中的应用
• 6.9 本章小结
• 第七章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录 铁路信号电源监测系统的显示界面
• 致谢