基于智能手机的轮轨外形仪器研究

论文摘要

智能仪器是含有微型处理器的测量仪器（或系统）,近几年使用PDA或智能手机作为数据处理系统后,在便携性方面取得了长足的进步。但由于多方面的原因,在人机界面及数据深层处理等方面存在一些不足,为此论文针对便携轮轨仪器开展了如下研究：首先,研究了智能手机的发展现状,2010年的智能手机硬件资源（CPU主频1GHz,3MB二级缓存,内存RAM488MB+ROM512MB）,已和1996年的PC机相当；其软件资源完全能满足在智能仪器的需要；因此,智能手机如果和可提供蓝牙或WIFI接口的传感器（或数据采集子系统）结合,就可组成完整便携带的智能仪器或系统。其次,针对车轮外形测量仪的软件设计进行研究,通过对用户需求的详细分析,认为轮轨外形软件要具有如下特点：快速测量与计算、在界面上以较大比例显示测量曲线,便于测量人员判断；现场查看历史数据等。在对系统数据管理方面对比了文件管理和数据库管理两种方式的优缺点,结果表明针对本车轮外形测量仪,利用文件管理方式更为合理。再次,在对等效锥度的内涵与计算方法进行深入研究的基础上,确立了一种可靠的等效锥度的算法。通过平移、差值等方法把轮轨数据放置于同一坐标系下,循环查找轮轨之间最小距离值,利用在基数增加的方法累计侧滚角,得到与轨接触点处车轮的半径,从而可计算出不同横移量下的等效锥度值。应用上述研究结果,编写了完整的软件,在主频624MHz、Windows CE操作系统的智能手机上运行,测试结果表明：轮轨外形测量仪软件系统新增加了浏览历史数据的功能；更重要的是可在5秒内获得等效锥度值。多次测试表明仪器软件设计合理,运行中没有死机、速度慢、内存泄露等现象。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题背景和意义
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 基于PDA的人机界面
• 1.2.2 铁路轮轨外形智能仪器
• 1.4 本论文的工作
• 1.4.1 本论文主要完成的工作
• 1.4.2 本论文的内容
• 第2章 面向智能仪器的智能手机研究
• 2.1 测量仪器结构
• 2.2 硬件资源
• 2.2.1 智能手机的CPU类别
• 2.2.2 显示系统
• 2.3 软件资源
• 2.3.1 智能手机操作系统类别及特点
• 2.3.2 Windows CE操作系统
• 2.3.3 Windows CE操作系统的特点
• 2.4 编程资源
• 2.5 人机界面的研究
• 2.5.1 人机界面的设计原则
• 2.5.2 基于Windows CE的图形用户界面（GUI）
• 2.5.3 人机界面设计的评价
• 2.6 本章小结
• 第3章 车轮外形测量仪的软件设计
• 3.1 仪器总体
• 3.1.1 仪器系统架构
• 3.1.2 仪器测量原理
• 3.1.3 数据流
• 3.2 系统数据的组织与管理
• 3.2.1 两种数据管理的比较
• 3.2.2 系统数据管理方案
• 3.2.3 系统数据的组织
• 3.3 仪器终端的功能设置
• 3.4 车轮外形测量仪的软件设计
• 3.4.1 软件过程
• 3.4.2 系统结构
• 3.4.3 系统的软件架构
• 3.4.4 软件设计流程图
• 3.5 本章小结
• 第4章 等效锥度
• 4.1 等效锥度定义
• 4.2 等效锥度计算方法
• 4.2.1 应用Klingel公式计算等效锥度
• 4.2.2 Δr函数线性回归
• 4.3 等效锥度算法实现
• 4.3.1 算法思想
• 4.3.2 Matlab仿真
• 4.4 算法移值
• 4.5 本章小结
• 第5章 智能仪器测试实例
• 5.1 测试实验
• 5.2 等效锥度测试
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文