鋼軌狀態(tài)實時監(jiān)測的無線傳感裝置的研究.pdf

1、無縫鋼軌作為高鐵速度提升的關鍵，其健康狀態(tài)至關重要，有必要對鋼軌的狀態(tài)進行實時監(jiān)測。我國現(xiàn)有的以大型探傷車為主、小型探傷儀為輔的鋼軌探傷模式只能對鋼軌進行不定期的安全檢測，無法做到長期的實時監(jiān)測，具有一定的局限性。因此，有必要研究一種高效的、實時的鋼軌安全監(jiān)測手段來及時獲取鋼軌的狀態(tài)，對確保列車行車安全具有重大意義。
　　無線傳感網絡（Wireless Sensor Network，簡稱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、健康信息自動識別、監(jiān)控系統(tǒng)快速擴充等問題提供了新的途徑和方法，WSN為鋼軌安全監(jiān)測進一步發(fā)展提供了一個新的方向。為此，本文展開了基于鋼軌動態(tài)應變和加速度的無線傳感裝置的研究，具體工作如下:
　　本文結合鋼軌安全監(jiān)測的需求以及無線傳感器網絡的特點，采用了分層模塊化的設計思路，開發(fā)了可直接疊裝成節(jié)點的數(shù)據(jù)采集模塊，供電模塊以及無線發(fā)射模塊。將各類節(jié)點和對應的傳感器進行集成，成為一個可以直接在鋼軌上方便安裝的整體裝置。同

3、時對裝置進行抗電磁干擾的屏蔽設計，實現(xiàn)了用于鋼軌安全監(jiān)測的無線傳感裝置的硬件設計。
　　本文對太陽能和蓄電池供電的方案加以改進。設計中選用防雷模塊和短信開關，避免整個系統(tǒng)遭受雷擊，且能時刻查詢節(jié)點工作狀況及蓄電池充電情況。
　　基于Zigbee無線通信技術和嵌入式技術，在無線傳感網絡通信協(xié)議基礎上，實現(xiàn)了多采樣率、多采集模式的動態(tài)應變和加速度的數(shù)據(jù)采集軟件設計，并且對數(shù)據(jù)進行存儲和發(fā)送，同時基于DS18B20實現(xiàn)鋼軌溫度采集