基于嵌入式Linux的智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)的研制
發(fā)布時間:2022-12-05 07:28
鐵路電源屏為室內(nèi)所有信號電子設(shè)備提供電源動力,是鐵路信號控制系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一。為了保證穩(wěn)定可靠工作,電源屏的輸入由Ⅰ路和Ⅱ路通過倒切并聯(lián)提供。為了完成電源屏的兩路輸入的倒切,需要人工到設(shè)備現(xiàn)場通過按壓切換按鈕完成,這項(xiàng)簡單的工作卻消耗大量人力在路上,嚴(yán)重影響工作效率,大幅提供高了勞動成本。本文研制的鐵路智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)為這種現(xiàn)狀提供了解決方案,對我國鐵路的信息化建設(shè)具有一定現(xiàn)實(shí)意義。本文首先分析了電源屏的工作原理,在電源屏原有電路基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體方案;其次,選用ARM工業(yè)核心控模塊作為嵌入式系統(tǒng)的邏輯核心控制單元,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)外圍功能電路,包括:啟動配置電路、電源電路、以太網(wǎng)通信電路、串口調(diào)試電路等,完成了嵌入式硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì);接著,選擇Linux系統(tǒng)作為嵌入式的操作系統(tǒng),編譯了 Linux系統(tǒng)啟動需要的Uboot,裁剪、編譯了 Linux系統(tǒng),并移植Linux系統(tǒng)到工控核心板,開發(fā)了系統(tǒng)用到的底層驅(qū)動程序,利用多線程編程技術(shù)開發(fā)了嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序;然后,使用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言C++、Microsoft Visual C++6.0開發(fā)環(huán)境及MFC開發(fā)框架,開發(fā)了與嵌入式系...
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 概述
1.2.2 研究現(xiàn)狀
1.3 研究目標(biāo)及研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
2 智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)總體方案
2.1 系統(tǒng)總體方案
2.2 電源屏雙路電源切換原理及改造
2.2.1 電源屏切換原理
2.2.2 遠(yuǎn)動系統(tǒng)接入電源屏
2.2.3 繼電器、電源屏及控制設(shè)備的部署
2.3 嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.3.1 嵌入式硬件平臺M6G2C
2.3.2 嵌入式軟件系統(tǒng)
2.4 本章小結(jié)
3 嵌入式硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1 啟動配置電路和復(fù)位電路
3.1.1 啟動配置電路
3.1.2 復(fù)位(看門狗)電路
3.2 電源電路
3.3 以太網(wǎng)通信電路
3.3.1 PHY芯片與網(wǎng)絡(luò)變壓器的選型
3.3.2 原理圖的設(shè)計(jì)
3.4 驅(qū)動輸出接口
3.4.1 脈沖變壓器變換電路
3.4.2 脈沖變壓器變換電路的分析
3.5 串口調(diào)試電路
3.6 USB接口電路
3.7 繼電器狀態(tài)監(jiān)測電路
3.8 狀態(tài)運(yùn)行指示燈電路
3.9 控制設(shè)備的實(shí)現(xiàn)
3.10 本章小結(jié)
4 智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)嵌入式軟件設(shè)計(jì)
4.1 搭建交叉編譯環(huán)境
4.2 嵌入式操作系統(tǒng)LINUX的移植
4.2.1 燒錄工具簡介
4.2.2 Bootloader移植
4.2.3 Linux內(nèi)核的配置和移植
4.2.4 根文件系統(tǒng)移植
4.3 驅(qū)動程序的開發(fā)
4.4 安全通信模塊開發(fā)
4.4.1 UDP通信幀設(shè)計(jì)
4.4.2 CRC校驗(yàn)算法
4.5 遠(yuǎn)動系統(tǒng)嵌入式程序開發(fā)
4.5.1 開發(fā)平臺Eclipse簡介
4.5.2 程序功能需求分析
4.5.3 程序多線程設(shè)計(jì)
4.5.4 配置文件管理模塊開發(fā)
4.5.5 通信子線程開發(fā)
4.5.6 脈沖時序子線程開發(fā)
4.5.7 看門狗子線程開發(fā)
4.6 本章小結(jié)
5 智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)交互控制軟件設(shè)計(jì)
5.1 VC++6.0和面向?qū)ο缶幊?br> 5.2 軟件功能需求分析
5.3 軟件功能設(shè)計(jì)
5.3.1 信息反饋顯示模塊
5.3.2 設(shè)備信息管理模塊
5.3.3 電源切換管理模塊
5.3.4 操作權(quán)限管理模塊
5.3.5 操作記錄管理模塊
5.4 軟件界面設(shè)計(jì)與功能模塊的實(shí)現(xiàn)
5.4.1 軟件主界面
5.4.2 車站管理界面
5.4.3 車站選擇界面
5.4.4 操作記錄管理界面
5.4.5 用戶管理界面
5.7 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)證
6.1 系統(tǒng)硬件測試
6.1.1 短路測試
6.1.2 硬件功能測試
6.2 系統(tǒng)整體測試
6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
7.1 論文總結(jié)
7.2 現(xiàn)場應(yīng)用
7.3 系統(tǒng)展望
參考文獻(xiàn)
圖索引
表索引
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]故障-安全原則在鐵路信號系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 趙德生. 鐵道運(yùn)營技術(shù). 2018(03)
[2]基于嵌入式ARM9的Linux系統(tǒng)移植的研究和實(shí)現(xiàn)[J]. 陳平. 洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]嵌入式Linux系統(tǒng)移植中SMP的實(shí)現(xiàn)研究[J]. 金剛,吳軍,馬鵬,任敏華. 信息技術(shù). 2016(08)
[4]淺談安全型繼電器及檢修[J]. 李蘭. 低碳世界. 2016(22)
[5]鐵路信號電源遠(yuǎn)程切換控制設(shè)計(jì)與施工[J]. 朱利東,楊耀. 鐵道通信信號. 2016(07)
[6]電源EMI濾波器的選用原則及安裝注意事項(xiàng)[J]. 龐彬,陳玲,張鵬,丁久輝. 安全與電磁兼容. 2013(05)
[7]安全繼電器在工業(yè)生產(chǎn)過程中的分析與應(yīng)用[J]. 費(fèi)國,葛自江,馬矜. 起重運(yùn)輸機(jī)械. 2013(06)
[8]基于ARM9的遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉勇軍. 南陽理工學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(03)
[9]淺談我國鐵路信號電源屏發(fā)展歷程[J]. 郝延春. 才智. 2013(03)
[10]基于VC的Socket通信系統(tǒng)的抗干擾分析與實(shí)現(xiàn)[J]. 董耀偉. 電腦編程技巧與維護(hù). 2012(24)
碩士論文
[1]基于Linux的城市智能交通信號控制機(jī)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)[D]. 孟首業(yè).東南大學(xué) 2017
[2]鐵路信號雙路電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 陳康.北京交通大學(xué) 2017
[3]基于ARM9的智能眼鏡設(shè)計(jì)[D]. 江慧強(qiáng).河北工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:3709962
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 概述
1.2.2 研究現(xiàn)狀
1.3 研究目標(biāo)及研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
2 智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)總體方案
2.1 系統(tǒng)總體方案
2.2 電源屏雙路電源切換原理及改造
2.2.1 電源屏切換原理
2.2.2 遠(yuǎn)動系統(tǒng)接入電源屏
2.2.3 繼電器、電源屏及控制設(shè)備的部署
2.3 嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.3.1 嵌入式硬件平臺M6G2C
2.3.2 嵌入式軟件系統(tǒng)
2.4 本章小結(jié)
3 嵌入式硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1 啟動配置電路和復(fù)位電路
3.1.1 啟動配置電路
3.1.2 復(fù)位(看門狗)電路
3.2 電源電路
3.3 以太網(wǎng)通信電路
3.3.1 PHY芯片與網(wǎng)絡(luò)變壓器的選型
3.3.2 原理圖的設(shè)計(jì)
3.4 驅(qū)動輸出接口
3.4.1 脈沖變壓器變換電路
3.4.2 脈沖變壓器變換電路的分析
3.5 串口調(diào)試電路
3.6 USB接口電路
3.7 繼電器狀態(tài)監(jiān)測電路
3.8 狀態(tài)運(yùn)行指示燈電路
3.9 控制設(shè)備的實(shí)現(xiàn)
3.10 本章小結(jié)
4 智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)嵌入式軟件設(shè)計(jì)
4.1 搭建交叉編譯環(huán)境
4.2 嵌入式操作系統(tǒng)LINUX的移植
4.2.1 燒錄工具簡介
4.2.2 Bootloader移植
4.2.3 Linux內(nèi)核的配置和移植
4.2.4 根文件系統(tǒng)移植
4.3 驅(qū)動程序的開發(fā)
4.4 安全通信模塊開發(fā)
4.4.1 UDP通信幀設(shè)計(jì)
4.4.2 CRC校驗(yàn)算法
4.5 遠(yuǎn)動系統(tǒng)嵌入式程序開發(fā)
4.5.1 開發(fā)平臺Eclipse簡介
4.5.2 程序功能需求分析
4.5.3 程序多線程設(shè)計(jì)
4.5.4 配置文件管理模塊開發(fā)
4.5.5 通信子線程開發(fā)
4.5.6 脈沖時序子線程開發(fā)
4.5.7 看門狗子線程開發(fā)
4.6 本章小結(jié)
5 智能電源屏遠(yuǎn)動系統(tǒng)交互控制軟件設(shè)計(jì)
5.1 VC++6.0和面向?qū)ο缶幊?br> 5.2 軟件功能需求分析
5.3 軟件功能設(shè)計(jì)
5.3.1 信息反饋顯示模塊
5.3.2 設(shè)備信息管理模塊
5.3.3 電源切換管理模塊
5.3.4 操作權(quán)限管理模塊
5.3.5 操作記錄管理模塊
5.4 軟件界面設(shè)計(jì)與功能模塊的實(shí)現(xiàn)
5.4.1 軟件主界面
5.4.2 車站管理界面
5.4.3 車站選擇界面
5.4.4 操作記錄管理界面
5.4.5 用戶管理界面
5.7 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)調(diào)試與功能驗(yàn)證
6.1 系統(tǒng)硬件測試
6.1.1 短路測試
6.1.2 硬件功能測試
6.2 系統(tǒng)整體測試
6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
7.1 論文總結(jié)
7.2 現(xiàn)場應(yīng)用
7.3 系統(tǒng)展望
參考文獻(xiàn)
圖索引
表索引
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]故障-安全原則在鐵路信號系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 趙德生. 鐵道運(yùn)營技術(shù). 2018(03)
[2]基于嵌入式ARM9的Linux系統(tǒng)移植的研究和實(shí)現(xiàn)[J]. 陳平. 洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]嵌入式Linux系統(tǒng)移植中SMP的實(shí)現(xiàn)研究[J]. 金剛,吳軍,馬鵬,任敏華. 信息技術(shù). 2016(08)
[4]淺談安全型繼電器及檢修[J]. 李蘭. 低碳世界. 2016(22)
[5]鐵路信號電源遠(yuǎn)程切換控制設(shè)計(jì)與施工[J]. 朱利東,楊耀. 鐵道通信信號. 2016(07)
[6]電源EMI濾波器的選用原則及安裝注意事項(xiàng)[J]. 龐彬,陳玲,張鵬,丁久輝. 安全與電磁兼容. 2013(05)
[7]安全繼電器在工業(yè)生產(chǎn)過程中的分析與應(yīng)用[J]. 費(fèi)國,葛自江,馬矜. 起重運(yùn)輸機(jī)械. 2013(06)
[8]基于ARM9的遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉勇軍. 南陽理工學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(03)
[9]淺談我國鐵路信號電源屏發(fā)展歷程[J]. 郝延春. 才智. 2013(03)
[10]基于VC的Socket通信系統(tǒng)的抗干擾分析與實(shí)現(xiàn)[J]. 董耀偉. 電腦編程技巧與維護(hù). 2012(24)
碩士論文
[1]基于Linux的城市智能交通信號控制機(jī)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)[D]. 孟首業(yè).東南大學(xué) 2017
[2]鐵路信號雙路電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 陳康.北京交通大學(xué) 2017
[3]基于ARM9的智能眼鏡設(shè)計(jì)[D]. 江慧強(qiáng).河北工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:3709962
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3709962.html
最近更新
教材專著