鋼軌狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感裝置的研究.pdf

1、無(wú)縫鋼軌作為高鐵速度提升的關(guān)鍵，其健康狀態(tài)至關(guān)重要，有必要對(duì)鋼軌的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。我國(guó)現(xiàn)有的以大型探傷車(chē)為主、小型探傷儀為輔的鋼軌探傷模式只能對(duì)鋼軌進(jìn)行不定期的安全檢測(cè)，無(wú)法做到長(zhǎng)期的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有一定的局限性。因此，有必要研究一種高效的、實(shí)時(shí)的鋼軌安全監(jiān)測(cè)手段來(lái)及時(shí)獲取鋼軌的狀態(tài)，對(duì)確保列車(chē)行車(chē)安全具有重大意義。
　　無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，簡(jiǎn)稱(chēng)WSN）的出現(xiàn)，為解決監(jiān)控與診斷中的分布數(shù)據(jù)

2、獲取和快速搶修、健康信息自動(dòng)識(shí)別、監(jiān)控系統(tǒng)快速擴(kuò)充等問(wèn)題提供了新的途徑和方法，WSN為鋼軌安全監(jiān)測(cè)進(jìn)一步發(fā)展提供了一個(gè)新的方向。為此，本文展開(kāi)了基于鋼軌動(dòng)態(tài)應(yīng)變和加速度的無(wú)線(xiàn)傳感裝置的研究，具體工作如下:
　　本文結(jié)合鋼軌安全監(jiān)測(cè)的需求以及無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，采用了分層模塊化的設(shè)計(jì)思路，開(kāi)發(fā)了可直接疊裝成節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模塊，供電模塊以及無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊。將各類(lèi)節(jié)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的傳感器進(jìn)行集成，成為一個(gè)可以直接在鋼軌上方便安裝的整體裝置。同

3、時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行抗電磁干擾的屏蔽設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了用于鋼軌安全監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感裝置的硬件設(shè)計(jì)。
　　本文對(duì)太陽(yáng)能和蓄電池供電的方案加以改進(jìn)。設(shè)計(jì)中選用防雷模塊和短信開(kāi)關(guān)，避免整個(gè)系統(tǒng)遭受雷擊，且能時(shí)刻查詢(xún)節(jié)點(diǎn)工作狀況及蓄電池充電情況。
　　基于Zigbee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和嵌入式技術(shù)，在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了多采樣率、多采集模式的動(dòng)態(tài)應(yīng)變和加速度的數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和發(fā)送，同時(shí)基于DS18B20實(shí)現(xiàn)鋼軌溫度采集