【摘要】：隨著高速鐵路事業(yè)迅猛發(fā)展,投入運行的動車組數(shù)量越來越多,運行速度也越來越快。動車組高速運行過程中牽引傳動設(shè)備的溫度會隨之上升,對于牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機及齒輪箱等關(guān)鍵設(shè)備,過高的溫度或過快的溫升會影響其工作性能,甚至可能造成設(shè)備的損毀,進而引發(fā)事故。由于動車組車體結(jié)構(gòu)全封閉的特點,傳統(tǒng)的有線溫度監(jiān)測系統(tǒng)存在線路不易布置,信號傳輸距離過長造成數(shù)據(jù)精度低等問題。本文提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度監(jiān)測方案,可實現(xiàn)動車組設(shè)備溫度的長期監(jiān)測,并具有布置方便、不受車體結(jié)構(gòu)影響、成本低、安全穩(wěn)定等特點。采用ZigBee協(xié)議構(gòu)建車載無線測溫網(wǎng)絡(luò),使用樹狀拓撲結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)中包括協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由節(jié)點和終端節(jié)點,協(xié)調(diào)器節(jié)點負責(zé)網(wǎng)絡(luò)的啟動和維護,路由節(jié)點實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的路由中轉(zhuǎn),終端節(jié)點進行溫度數(shù)據(jù)的測量。根據(jù)實際需求在被測設(shè)備上布置若干個終端節(jié)點,終端節(jié)點由CC2530微控制器、DS18B20溫度傳感器及電源管理模塊構(gòu)成,終端節(jié)點測量溫度數(shù)據(jù)后通過路由節(jié)點以多跳、中繼的方式將數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調(diào)器節(jié)點,協(xié)調(diào)器節(jié)點將溫度數(shù)據(jù)整理匯總后傳送給STM32網(wǎng)關(guān)節(jié)點,網(wǎng)關(guān)節(jié)點連接SD卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地存儲,利用TFTLCD液晶實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的顯示,采用ESP8266WIFI模塊構(gòu)建一個局域網(wǎng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布,在車廂內(nèi)可通過各種PDA設(shè)備接入該網(wǎng)絡(luò)實時的查看溫度數(shù)據(jù)。
【圖文】：

個協(xié)調(diào)器節(jié)點外，其他的節(jié)點都是ＦＦＤ，具有路由功能，可以互相通信、自動選擇能耗最低的最優(yōu)路徑。和樹狀網(wǎng)絡(luò)一樣，多跳的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)解決了的問題，且節(jié)點都具有路由功能，組網(wǎng)方式更加靈活、多變，一個節(jié)點出自動生成新的數(shù)據(jù)鏈路，，網(wǎng)絡(luò)的自愈性和穩(wěn)定性較強。與此同時，由于多樣了，相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息也變多了，且很多數(shù)據(jù)鏈路信息是重復(fù)的，對空間要求較高。逡逑ｅｅ網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備的地址按照一定的分配方案進行設(shè)置，每個具有路由功能的給一段網(wǎng)絡(luò)地址，這段有限的地址在ＺｉｇＢｅｅ網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，由相應(yīng)的給它的子節(jié)點。協(xié)調(diào)器決定網(wǎng)絡(luò)的整體容量和網(wǎng)絡(luò)的深度，網(wǎng)絡(luò)深度指一傳送給協(xié)調(diào)器經(jīng)過的最小跳數(shù)，協(xié)調(diào)器的深度為0，與它相連的設(shè)備深度為１。設(shè)定路由設(shè)備的最大子節(jié)點數(shù)ｎｗｋＭａｘＣｈｉｌｄｒｅｎ為Ｃｍ，網(wǎng)絡(luò)最大深度ｎ為Ｌｍ，子節(jié)點中具有路由功能的設(shè)備數(shù)ｎｗｋＭａｘＲｏｕｔｅｒｓ為Ｒｍ，則Ｃｓｋｉｐ（ｄ式為［｜５］：逡逑Ｃｓｋ邋（ｄ）邐＝邋ｉ＋ｃｍ－Ｒｍ－ｃｍＸＲ＾－＿ｄ：！逡逑Ｋ邐１－Ｒｍ逡逑＝＝

邐第二章ＺｉｇＢｅｅ協(xié)議簡介逡逑２．５邋Ｚ；ｉｇＢｅｅ協(xié)議中的幾種幀結(jié)構(gòu)逡逑協(xié)議棧層與層之間的數(shù)據(jù)是以幀的形式傳輸?shù)�，每層的�?shù)據(jù)幀都有不同的幀頭和幀逡逑尾以便識別和處理，在整個協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中主要定義了４種幀結(jié)構(gòu)。逡逑（１）信標(biāo)幀逡逑信標(biāo)幀是由ＭＡＣ層產(chǎn)生的，由協(xié)調(diào)器發(fā)出，廣播給整個網(wǎng)絡(luò)。主要功能是保證系逡逑統(tǒng)整體的同步性，降低系統(tǒng)維護的成本，減少節(jié)點的能耗。ＭＡＣ幀的結(jié)構(gòu)如圖２．３所示，逡逑由ＭＡＣ層幀頭（ＭＨＲ）、ＭＡＣ層服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ＭＳＤＵ）和ＭＡＣ層幀尾（ＭＦＲ）逡逑三部分組成，包括控制字段、序列碼（ＢＳＮ）、信標(biāo)載荷和幀校驗序列（ＦＣＳ）等信息逡逑［｜８］，邋ＭＡＣ層產(chǎn)生的信標(biāo)幀需通過ＰＨＹ層發(fā)送，在ＰＨＹ層加上相應(yīng)的物理層幀頭ＣＰＨＲ）逡逑構(gòu)成完整的網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)幀。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U266;TP212.9;TN929.5

【參考文獻】

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本文編號：2683241