接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究.pdf

1、電氣化鐵路的快速發(fā)展，使得作為關(guān)鍵設(shè)備的接觸網(wǎng)系統(tǒng)顯得尤為重要，接觸網(wǎng)的可靠性影響鐵路的安全運(yùn)營。接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)有效的檢測(cè)接觸網(wǎng)參數(shù)，對(duì)異常情況能及時(shí)預(yù)警，保障接觸網(wǎng)的可靠運(yùn)行。接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備工作在野外，環(huán)境惡劣，檢測(cè)設(shè)備供電的可靠性以及數(shù)據(jù)信息的傳輸是亟需解決的問題。
　　本文首先分析比較了在鐵路沿線可以采用的供電方式和數(shù)據(jù)傳輸方法，提出了供電方式采用太陽能供電，數(shù)據(jù)傳輸方式采用有線傳輸與無線傳輸相結(jié)合

2、的方式，并分別介紹了太陽能發(fā)電和ZigBee的發(fā)展及應(yīng)用。然后介紹了接觸網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體框架，以及太陽能光伏發(fā)電和ZigBee的基礎(chǔ)理論知識(shí)。太陽能電源設(shè)計(jì)中采用基于擾動(dòng)觀察法的最大功率跟蹤(MPPT)技術(shù)，可以充分利用太陽能電池板產(chǎn)生的能量。從硬件和軟件兩個(gè)方面介紹了太陽能電源的設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)包括Buck電路參數(shù)、采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路、充電電路和單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)等，軟件設(shè)計(jì)包括主程序流程、A/D轉(zhuǎn)換子程序、PWM子程序和MPP工

3、程序。無線傳輸介紹了ZigBee的組網(wǎng)流程和路由方法、地址的設(shè)置及分配和軟件的具體設(shè)計(jì)。無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括Z-Stack協(xié)議棧底層程序的修改和應(yīng)用層程序的設(shè)計(jì)，而應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)包括協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)、路由器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)和終端節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)。
　　最后對(duì)太陽能電源的硬件和軟件進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果顯示硬件電路能正確工作，最大功率跟蹤算法滿足要求，能實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池的充電。在ZigBee無線傳輸?shù)臏y(cè)試中，測(cè)試了網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、丟包率和傳輸距離