基于单片机的路面平整度测试仪的研究

论文摘要

随着我国铁路的大面积提速和重载列车数量的不断增多,为确保铁路运输安全并提高列车运行的平稳性和舒适性,研制一种携带方便、价格低廉、车载式的可进行实时动态监测和定位的路轨平整度测试装置,及时查找出导致列车振动的故障点,具有较大的实用价值和社会效益。本文研发了由UPS电源、YZ-6型磁电式速度传感器、C8051F020单片机、HOLUX M-89 GPS接收模组以及笔记本电脑五个模块组成的路轨平整度测试装置,实现了对因路面不平引起振动的实时检测和故障点超限报警,并通过传感器和GPS联动,经卫星系统,在电子地图上对故障点进行定位。除了系统硬件结构的设计外,通过对C8051F020单片机寄存器、串口以及端口等片内功能部件的研究,结合使用单片机片内的模数转换器将外界的模拟信号转换成数字信号、将振动信号的电压值在LCD上显示并通过二极管报警。利用单片机的C语言完成了单片机的初始化、模数转换、显示以及报警程序的设计,并通过仿真软件Keil uVision3对程序进行了调试。采用VB的MSComm控件实现了计算机与单片机以及计算机与GPS之间的串口通信,完成了测振系统报警界面的设计。本文的研究内容为高速铁路和动车急需的路轨平整度测试设备的国产化提供了一个有参考价值的研究方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 传感器研究现状
• 1.2.2 振动测试仪研究现状
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 第2章 测振系统的硬件设计
• 2.1 系统实现的功能
• 2.2 测振系统组成
• 2.2.1 传感器模块
• 2.2.2 单片机模块
• 2.3 GPS 模块
• 2.4 本章小结
• 第3章 测振系统软件设计
• 3.1 测振系统软件结构设计
• 3.2 单片机系统时钟初始化
• 3.3 串口UART0 初始化
• 3.4 端口I/O 初始化
• 3.5 LCD 初始化
• 3.6 单片机的单通道数据采集
• 3.7 本章小结
• 第4章 串口通信显示界面的设计与实现
• 4.1 利用VB 对GPS 和单片机数据的提取和处理
• 4.1.1 VB 对GPS 数据的提取和处理
• 4.1.2 VB 对单片机数据的提取和处理
• 4.2 串口通信界面的设计
• 4.2.1 MSComm 控件的基本属性及使用
• 4.2.2 串口通信窗体的设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统软件的调试以及实验结果的分析
• 5.1 Keil uVision3 软件介绍
• 5.2 现场测量及其数据分析
• 5.2.1 测振仪测量结果
• 5.2.2 电子地图测量结果
• 5.3 测试结果
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢