【摘要】：預(yù)制箱梁廣泛應(yīng)用于鐵路客運(yùn)專線、橋梁等重要交通設(shè)施中,為了保證列車行駛的舒適性和安全性,對預(yù)制箱梁的質(zhì)量提出了嚴(yán)格的要求。為了進(jìn)一步提升箱梁的安全性和耐久性,箱梁混凝土澆筑完成后,需要進(jìn)行72小時(shí)的蒸汽養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)過程中根據(jù)溫度信息調(diào)整蒸汽量,如果溫度控制不好很容易使箱梁產(chǎn)生不同程度的裂縫,無法滿足工程需求。所以,溫度控制在預(yù)制箱梁蒸汽養(yǎng)護(hù)過程中極為重要,需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確測量梁體芯部、表層和周圍環(huán)境溫度。本文應(yīng)用ZigBee技術(shù)設(shè)計(jì)了預(yù)制梁無線溫度監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)囟刃畔?shí)時(shí)穩(wěn)定的傳送到監(jiān)控中心,方便工作人員隨時(shí)監(jiān)測溫度。以STM32處理器和AT86RF212射頻芯片為中心設(shè)計(jì)無線節(jié)點(diǎn)硬件電路;應(yīng)用DS18B20溫度傳感器采集關(guān)鍵點(diǎn)溫度信息,并通過無線節(jié)點(diǎn)將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器通過串口發(fā)送到上位機(jī);利用組態(tài)王軟件編程上位機(jī)監(jiān)測界面,對采集的溫度信息進(jìn)行分析處理,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和報(bào)警等功能。該設(shè)計(jì)使用開源的Contiki操作系統(tǒng)和FreakZ協(xié)議棧搭建無線傳感器網(wǎng)絡(luò),并移植到無線節(jié)點(diǎn)中。然后根據(jù)Zigbee標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議添加測溫程序,修改了Contiki和FreakZ協(xié)議棧代碼,通過調(diào)試使得修改后的協(xié)議棧更加穩(wěn)定,完成數(shù)據(jù)的無線收發(fā)。通過分析Zigbee路由協(xié)議,改進(jìn)了無線網(wǎng)絡(luò)的路由算法并對算法進(jìn)行仿真。使用終端仿真軟件對網(wǎng)絡(luò)命令調(diào)用和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,完成ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)測試;分析節(jié)點(diǎn)傳輸路徑完成路由算法測試;測溫系統(tǒng)經(jīng)過測試,實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對上傳信息的處理、實(shí)時(shí)顯示、記錄保存等功能,滿足預(yù)制箱梁多點(diǎn)無線測溫的設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U445.471
【圖文】：

圖 2-1 系統(tǒng)方案構(gòu)架圖部分：MCU 和射頻模塊在一個(gè)芯片上，如圖 2-2 所示。處理器中線通信協(xié)議和上層應(yīng)用程序，使用很少的外部元件就可以無線收發(fā)。I 公司的 CC2530 芯片，處理器和射頻模塊集成在一個(gè)芯片間小。但是相關(guān)傳輸?shù)膮f(xié)議棧是半開源的，并且被封裝，加大了難度。CC2530 芯片的工作頻段和 WiFi、無線 USB工作頻段相同都是 2.4 GHz。在同頻段下傳輸傳輸信號(hào)很容輸過程中使用的 CC2530 設(shè)備數(shù)量有限制，例如在智能家根據(jù)相關(guān)專業(yè)人士做實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，CC2530 芯片一旦超別不穩(wěn)定，傳輸效率也比較低。因此不適用于本系統(tǒng)。

圖 2-2 片上 SOC 設(shè)計(jì)方案處理器和射頻芯片分離的模式，靈活測試的難度。選擇當(dāng)前比較流行的 收發(fā)器。AT86RF212 無線射頻芯片符合比較遠(yuǎn)。該模塊工作在 780 MHz 頻段準(zhǔn)，特別開放了 780 MHz 頻段，信道準(zhǔn)也專門為中國頻段設(shè)定了物理層和1 芯片和 AT86RF212 芯片分離模式的

圖 2-4 DS18B20 不銹鋼封裝實(shí)物圖傳輸技術(shù)有藍(lán)牙（Bluetooth）、UWB各有優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域也各不相同。性表 2-1 無線通信技術(shù)的性能比較域 工作頻段最高速率傳輸范纜 2.4 GHz 1 Mb/s 10 m位3.1GHz-10.6GHz110Mb/s 10m、2.4GHz/5GHz 54Mb/s 10~300制2.4GHz/868MHz/915MHz250Kb/s 10~100

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2778903