基于FPGA和DSP的擦傷檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、列車車輪踏面擦傷檢測(cè)是鐵路安全檢測(cè)的一個(gè)重要組成部分。車輪踏面擦傷是由于列車在運(yùn)行過(guò)程中的緊急制動(dòng)等情況下產(chǎn)生的踏面的損傷，它嚴(yán)重的影響了列車的安全運(yùn)行，所以及時(shí)有效的檢測(cè)出車輪擦傷具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文正是在這樣的背景下設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套車輪踏面擦傷的在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)大量調(diào)研國(guó)內(nèi)外已有的擦傷檢測(cè)系統(tǒng)，并分析其優(yōu)劣性，本文選擇了振動(dòng)式擦傷檢測(cè)原理來(lái)設(shè)計(jì)整套系統(tǒng)。它是利用列車在運(yùn)行過(guò)程中車輪踏面擦傷與鋼軌接觸時(shí)產(chǎn)生的較大振

2、動(dòng)信號(hào)來(lái)檢測(cè)車輪踏面擦傷的。 整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)主要由振動(dòng)加速度傳感器、光電開(kāi)關(guān)、電荷放大器、采集處理板卡以及上位機(jī)等組成。振動(dòng)加速度傳感器主要是捕捉列車運(yùn)行中的振動(dòng)信號(hào)，光電開(kāi)關(guān)作為檢測(cè)區(qū)間的開(kāi)始和結(jié)束信號(hào)，電荷放大器是將振動(dòng)加速度傳感器得到的電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，采集處理板卡是本系統(tǒng)中的核心，主要完成整個(gè)系統(tǒng)的采集控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、處理以及與外圍的通訊等功能，上位機(jī)主要是顯示檢測(cè)結(jié)果。 本文在確定檢測(cè)系統(tǒng)方

3、案后，重點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)硬件平臺(tái)包含兩塊板卡，采集擴(kuò)展板及控制處理核心板。其中采集擴(kuò)展板主要完成多路模擬信號(hào)、IO信號(hào)的輸入，前端信號(hào)調(diào)理，A/D轉(zhuǎn)換，通訊接口等功能?？刂铺幚砗诵陌宀捎昧薠ILINX Spartan3 xc3s1000 FPGA和TMS320C6713 DSP相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。FPGA作為系統(tǒng)的控制核心，主要完成A/D采集控制、開(kāi)關(guān)控制、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)通訊等，故根據(jù)其功能采用自頂向