【摘 要】
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制动系统是铁路列车非常重要的系统,传统制动系统检测只能通过定时定点的站点检修方式,占用了较多的人力物力,这种方法无法获取列车运行过程中的状态信息,也无法分析列车故障是否由制动系统故障造成。通过部署铁路列车制动状态监测系统,省去了站点检修工作,能够极大减少货车列检工作量,另外将监测方式转换为实时监测,改进了制动系统监测技术,提高了制动系统监测能力,为保障列车安全提供了技术手段。本文针对未实现智能化和
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制动系统是铁路列车非常重要的系统,传统制动系统检测只能通过定时定点的站点检修方式,占用了较多的人力物力,这种方法无法获取列车运行过程中的状态信息,也无法分析列车故障是否由制动系统故障造成。通过部署铁路列车制动状态监测系统,省去了站点检修工作,能够极大减少货车列检工作量,另外将监测方式转换为实时监测,改进了制动系统监测技术,提高了制动系统监测能力,为保障列车安全提供了技术手段。本文针对未实现智能化和信息化的铁路重载货车,为改变重载货车制动系统监测方式,提供了一套行之有效的铁路列车制动状态检测的系统解决方案,主要工作包括如下四个方面:1.系统方案设计。本文分析了项目背景,构建了系统模型,系统可以抽象为三个部分:数据采集部分、数据传输部分和数据管理部分。在数据采集部分,分别确定了闸瓦厚度测量和温度测量的方案,为满足两种场景的需求数据传输部分选择了RFID和Zigbee-LTE两种传输模式结合的方式。2.硬件电路实现。在工况数据采集方面,本文设计了一种闸瓦厚度的检测方法,该方法使用CPLD监测外部电路参数的变化情况获取厚度变化值。首先完成了精度为1mm的闸瓦厚度测量传感器的硬件设计与实现,并在此基础上对闸瓦厚度测量传感器进行了改进,将精度提高为0.5mm,同时降低了功耗,并且具有电源管理模块和使能接口。另外完成了RFID节点MCU模块和标签模块的硬件设计与实现。3.软件程序编写。在RFID传输模式中,设计了节点的测量流程,完成了节点上NFC通信和I~2C通信功能,另外完成了基于RFID读写器具有数据展示和管理功能的数据管理软件。在Zigbee-LTE传输模式中,根据Zigbee协议栈,设计了数据回传节点和测量节点的工作流程,数据回传节点通过AT命令与阿里云物联网平台进行通信。4.系统测试。本文首先对闸瓦厚度测量传感器、RFID测量节点MCU模块和标签模块进行了测试,其次分别完成了RFID和Zigbee-LTE两种传输模式的测试。测试结果显示,闸瓦厚度测量传感器精度最高为0.5mm,工作电流最低为1m A,RFID标签模块最大读取距离可达5米。
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