發(fā)布時間：2017-05-31 07:15

  本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的城軌列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市軌道交通的快速發(fā)展,能源消耗總量也隨之增長。我國城市軌道交通的能耗主要是電力消耗,其中列車牽引能耗占總能耗的50%左右。降低列車牽引能耗的方式很多,一般為了驗(yàn)證節(jié)能效果,需要準(zhǔn)確采集列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)。獲得列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù),是評估節(jié)能方法優(yōu)劣,選擇最佳節(jié)能措施的重要手段。目前國際上已開發(fā)了基于車地?zé)o線通信的列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集裝備,而國內(nèi)則利用現(xiàn)有故障檢測裝置進(jìn)行電量的粗放式統(tǒng)計,該方式統(tǒng)計的數(shù)據(jù)不便于節(jié)能效果的評估,計量的結(jié)果也不符合電能計量標(biāo)準(zhǔn)。本文基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了城軌列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),通過采集符合電能計量標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù),并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,提供了一種評估列車運(yùn)行能耗的工具,為城市軌道交通系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行研究創(chuàng)造了便利條件。 本文設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),采用ZigBee技術(shù)對列車牽引電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,通過ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)經(jīng)Internet傳送至上位機(jī),基于C++Builder6.0設(shè)計的上位機(jī)界面提供數(shù)據(jù)的顯示和查詢功能。在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際列車環(huán)境設(shè)計了數(shù)據(jù)采集存儲模塊,實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的采集與存儲。主要工作包括以下幾個方面： 首先,對課題的研究背景和研究意義進(jìn)行了說明,對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、城軌能耗管理系統(tǒng)以及列車運(yùn)行能耗計算的研究狀況、發(fā)展趨勢進(jìn)行了闡述,分析了城軌列車牽引供電系統(tǒng)以及電能的計量,明確采集的數(shù)據(jù)對象,并提出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計的總體要求。 其次,對列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)采用模塊化思想對系統(tǒng)的硬件和軟件分別進(jìn)行設(shè)計,包括傳感器模塊、ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊、網(wǎng)關(guān)模塊、上位機(jī)顯示模塊的設(shè)計。 再次,為了使系統(tǒng)符合實(shí)際應(yīng)用的要求,對設(shè)計的列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),包括能量均衡的ZigBee路由算法的改進(jìn)、ZigBee節(jié)點(diǎn)間時間同步的實(shí)現(xiàn)以及列車數(shù)據(jù)采集存儲模塊的設(shè)計。 最后,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境搭建平臺對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組建、網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和上位機(jī)界面的顯示進(jìn)行了測試,測試表明方案可行,但存在傳輸速率低和傳輸延時大的問題。根據(jù)城軌列車實(shí)際環(huán)境確定互感器和存儲模塊的安裝位置,構(gòu)建列車模擬供電環(huán)境對數(shù)據(jù)采集存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲測試,結(jié)果表明模塊能夠很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和存儲功能,但數(shù)據(jù)的精度需進(jìn)一步提高,輔助功能需進(jìn)一步完善。圖58幅,表10個,參考文獻(xiàn)56篇。
【關(guān)鍵詞】：列車運(yùn)行能耗 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ZigBee CC2530
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U29-39;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 目錄10-12
• 1、引言12-20
• 1.1 研究背景12-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢15-17
• 1.3 目的和意義17
• 1.4 主要研究內(nèi)容17-20
• 2、列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計要求20-26
• 2.1 列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述20
• 2.2 城市軌道交通列車牽引供電系統(tǒng)20-22
• 2.3 電能計量22-24
• 2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體要求24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3、列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計26-46
• 3.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計26-27
• 3.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計27-34
• 3.2.1 傳感器模塊27-29
• 3.2.2 ZigBee模塊29-32
• 3.2.3 網(wǎng)關(guān)模塊32-34
• 3.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計34-45
• 3.3.1 ZigBee程序設(shè)計35-40
• 3.3.2 網(wǎng)關(guān)程序設(shè)計40-42
• 3.3.3 上位機(jī)軟件設(shè)計42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4、列車運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的改進(jìn)46-60
• 4.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的改進(jìn)46-53
• 4.1.1 路由算法的優(yōu)化46-50
• 4.1.2 時鐘同步50-53
• 4.2 數(shù)據(jù)采集存儲模塊設(shè)計53-58
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集存儲模塊硬件要求54-56
• 4.2.2 能耗數(shù)據(jù)存儲格式56-57
• 4.2.3 能耗計算的標(biāo)準(zhǔn)化57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-60
• 5、系統(tǒng)測試及分析60-74
• 5.1 實(shí)驗(yàn)室條件下系統(tǒng)測試60-67
• 5.1.1 ZigBee組網(wǎng)測試60-61
• 5.1.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量測試61-63
• 5.1.3 系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)測試63-65
• 5.1.4 上位機(jī)界面測試65-66
• 5.1.5 系統(tǒng)整體測試66-67
• 5.2 數(shù)據(jù)采集存儲模塊測試67-71
• 5.2.1 互感器及模塊安裝位置選擇67-68
• 5.2.2 模擬測試環(huán)境的搭建68-69
• 5.2.3 數(shù)據(jù)采集存儲測試69-71
• 5.3 測試結(jié)果的分析71-73
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)室測試分析71-72
• 5.3.2 數(shù)據(jù)存儲模塊測試分析72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 6、總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 索引80-84
• 作者簡歷84-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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1 王玉明;城市軌道交通系統(tǒng)能耗影響因素的量化分析[D];北京交通大學(xué);2011年

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本文編號：408880