基于GSM和ZigBee技術的橋隧貫通地線監(jiān)測的研究.pdf

1、鐵路貫通地線作為安全地線、屏蔽地線和防雷地線的綜合地線，已被廣泛鋪設于各鐵路沿線。然而，由于鐵路專用貫通地線多采用帶有金屬合金或高分子材料護套的銅質(zhì)導線，在橋梁、隧道等不能埋地鋪設處經(jīng)常出現(xiàn)被盜或損壞的情況。鐵路貫通地線一旦丟失或損壞后，將會對鐵路行車安全和鐵路作業(yè)人員人身安全造成極大的威脅。因此，亟待研究出一種在貫通地線出現(xiàn)缺失或損壞故障時，能集中完成報警和信息傳輸功能的貫通地線監(jiān)測系統(tǒng)，以供防護和維護人員及時發(fā)現(xiàn)并對地線增補及維修，

2、從而保證列車行車安全。
　　針對上述情況，本文在分析采用既有監(jiān)測方案存在的不足之后，根據(jù)GSM和ZigBee技術的迅速發(fā)展以及在工程監(jiān)測中的應用，設計了基于GSM技術的貫通地線單點監(jiān)測系統(tǒng)，進一步開發(fā)了基于ZigBee和GSM技術的室外信號區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)。
　　論文的重點是貫通地線單點監(jiān)測系統(tǒng)的設計。在完成了單點監(jiān)測系統(tǒng)的整體方案設計之后，作者分別完成了室內(nèi)單元和室外單元的硬件設計、軟件設計和低功耗設計。單點監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設計

3、是基于Keilμvision4開發(fā)平臺采用C語言進行開發(fā)的，硬件設計是基于Protel99SE開發(fā)平臺進行開發(fā)的，低功耗設計則從硬件低功耗設計和軟件低功耗設計兩方面來進行。
　　貫通地線單點監(jiān)測系統(tǒng)的室內(nèi)模擬測試和鐵路現(xiàn)場實測表明，系統(tǒng)可通過電流監(jiān)測和機械監(jiān)測兩種方式實現(xiàn)對某橋梁或隧道處貫通地線電流和機械完整性狀態(tài)的實時性、遠距離的穩(wěn)定監(jiān)測，測量準確度高、功耗低，適用于長期性的遠程監(jiān)測。
　　對于貫通地線區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)，在確定

4、了區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)的整體方案之后，作者分別完成了系統(tǒng)室外硬件配置和軟件調(diào)試、室內(nèi)硬件配置和軟件設計，并對ZigBee的路由協(xié)議進行了優(yōu)化仿真。區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)的室內(nèi)模擬測試表明，系統(tǒng)可實現(xiàn)對某橋梁或隧道處包括貫通地線在內(nèi)的一些鐵路信號設備的電流狀態(tài)的遠程監(jiān)測。
　　最后，本文對所設計的兩種監(jiān)測系統(tǒng)進行了總結和展望。對于單點監(jiān)測系統(tǒng)，要求最終能夠?qū)崿F(xiàn)一對多的監(jiān)測:一個室內(nèi)單元實現(xiàn)對多個橋梁或者隧道處的貫通地線的實時、遠程的監(jiān)測。對于區(qū)域監(jiān)測