基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵路貨車行車狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng).pdf

1、安全是鐵路運(yùn)輸永恒的主題。隨著我國(guó)鐵路隨著“高速、重載”的方向發(fā)展，對(duì)運(yùn)行中的鐵路貨車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、及時(shí)掌握車輛的運(yùn)行安全狀況十分必要。由于鐵路貨車需要頻繁地解列編組，車輛間無(wú)通訊電纜，因此對(duì)無(wú)線監(jiān)測(cè)提出了較高的要求;此外，由于鐵路貨車無(wú)車載供電裝置，且難以通過(guò)電力線纜連接至機(jī)車進(jìn)行集中供電，需解決供電問(wèn)題。常規(guī)的地面監(jiān)測(cè)模式需要在軌邊進(jìn)行大規(guī)模的聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，不僅設(shè)備成本高、維護(hù)不方便，而且難以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)車輛的運(yùn)行狀態(tài)。近年來(lái)，新興的物

2、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)憑借其諸多優(yōu)勢(shì)，在智能家居、智能電網(wǎng)、智能農(nóng)業(yè)、智能交通等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到鐵路貨車，必將有力促進(jìn)鐵路運(yùn)輸安全事業(yè)的發(fā)展。
　　本文結(jié)合鐵路貨車的實(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵路貨車行車狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。論文主要從ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、機(jī)車監(jiān)控平臺(tái)和地面監(jiān)控中心上位機(jī)三部分展開(kāi)研究與設(shè)計(jì)。ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)以TI的CC2530射頻芯片為核心，包括車廂節(jié)點(diǎn)和機(jī)車節(jié)點(diǎn)兩種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其中，車

3、廂節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)路由器負(fù)責(zé)軸溫、煙霧和溫濕度傳感器數(shù)據(jù)的采集和傳輸，并擴(kuò)大ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信范圍;機(jī)車節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立、控制車廂節(jié)點(diǎn)的加入、接收各車廂節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)以及向或從機(jī)車監(jiān)控平臺(tái)上傳或接收數(shù)據(jù)。為了滿足鐵路貨車頻繁解列編組環(huán)境對(duì)列車組網(wǎng)的需求，本文設(shè)計(jì)了ZigBee MAC地址白名單驗(yàn)證算法，以實(shí)現(xiàn)車廂節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)的驗(yàn)證識(shí)別。
　　機(jī)車監(jiān)控平臺(tái)是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的核心，主要負(fù)責(zé)收集ZigBee

4、網(wǎng)絡(luò)上傳的各車廂監(jiān)視項(xiàng)的所有信息，然后以人機(jī)界面的方式實(shí)時(shí)顯示列車運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種故障信息，使得司乘人員能夠?qū)崟r(shí)掌握整列車的運(yùn)行狀況。本文采用ARM+Linux技術(shù)構(gòu)建了機(jī)車監(jiān)控平臺(tái)嵌入式軟硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境;采用Qt/Embedded圖形框架開(kāi)發(fā)了一款嵌入式平臺(tái)運(yùn)行的機(jī)車監(jiān)控軟件，該軟件可實(shí)現(xiàn)列車編組管理、串口數(shù)據(jù)接收處理、狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢、列車網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)控制等功能。地面監(jiān)控中心上位機(jī)基于Qt的TCP網(wǎng)絡(luò)