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EPC和RFID技术课程设计(论文)火车车速监控系统设计院（系）名称电子与信息工程学院专业班级物联网121班学号120402007学生姓名薛红见指导教师贾旭副教授起止时间：2015.12.21—2016.1.1课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：物联网工程本科生课程设计（论文）目录第1章绪论 (1)1.1我国铁路的发展史 (1)1.2系统设计思想 (2)1.3方案的提出 (3)第2章需求分析 (4)2.1系统的设计分析 (4)2.2 系统组成 (5)2.3 系统网络连接 (5)2.4 系统器件分析 (6)第3章ZigBee技术 (8)3.1ZigBee技术 (8)3.2 ZigBee技术特点 (8)3.3 ZigBee的应用 (9)3.4 标准限定 (9)第4章系统详细设计与编码 (11)4.1系统设计模块 (11)4.2程序代码 (12)第5章系统的维护 (17)第6章总结 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1我国铁路的发展史中国铁路迄今已有100多年的历史：从其第一条营业铁路——上海吴淞铁路——1876年通车之时算起，是123年；从其自办的第一条铁路——唐胥铁路——1881年通车之时算起，也有118年了。
百余年来，中国的铁路事业经历了新旧两个根本性质不同的社会。
无论从政治上还是从经济上，这都决定了它在其发展历程中必然会遭遇到两种迥然不同的命运和前途。
旧中国的铁路事业，虽是史无前例的产业，但却带有半封建半殖民地的性质。
它的建设、发展和经营都被控制在帝国主义、封建主义和官僚资本主义的手里，其发展之缓慢和经营之惨淡，自不待言。
新中国的铁路事业虽以旧中国的铁路设备为其物质基础，但由于在共产党和人民政府领导下，一贯坚持自力更生、艰苦奋斗、勤俭建国的方针，70年代后期以来又贯彻执行改革开放的政策，不仅迅速而彻底地改变了旧铁路的半封建半殖民地性质，而且取得了前所未有的辉煌成就。
高速列车安全监测与故障预警系统设计随着科技的不断发展，高速列车在城市之间提供了便捷的交通方式。
然而，高速列车在长时间运行中可能会遇到各种各样的故障，这些故障可能会对乘客和列车本身产生风险。
因此，设计一个高速列车安全监测与故障预警系统至关重要。
本文将讨论如何设计一个有效的系统来监测高速列车的安全性，并及时预警系统故障。
首先，我们需要安装高速列车监测系统，该系统能够实时监测列车的各项参数。
这些参数包括列车速度、加速度、温度、压力等等。
所有这些数据将被传输到一个中央监控中心，以便工程师和技术人员能够及时获得有关列车状态的信息。
为了确保系统的准确性和及时性，我们需要使用最先进的传感器和设备。
这些设备可以在高速列车上安装，以便随时监测列车的运行状况。
传感器可以通过无线网络连接到监控中心，以传输数据并预警任何可能发生的故障。
为了提高故障预警的准确性，我们可以使用机器学习算法来分析大量数据。
通过收集和分析历史故障数据，我们可以建立一个模型，以帮助我们预测潜在的故障和问题。
这样可以提前通知技术人员并采取相应的措施，从而避免任何可能发生的事故和故障。
此外，我们还可以使用可视化工具来显示列车状态和故障信息。
这些工具可以以图表、地图或其他形式呈现，以便工程师和技术人员能够更直观地了解列车的情况。
这样他们可以迅速做出决策和采取行动，以确保列车的安全性和正常运行。
在系统设计中，我们还需要考虑到网络安全和数据保护。
高速列车监测系统将传输大量敏感数据，因此必须采取相应的安全措施来防止黑客攻击和数据泄露。
这可以包括使用加密技术、访问控制和身份验证等安全措施。
最后，为了确保高速列车监测系统的可靠性和持久性，我们需要进行定期维护和更新。
这意味着对传感器和设备进行检查和维修，并不断改进系统以适应未来的技术发展和列车运行要求的变化。
总之，设计一个高速列车安全监测与故障预警系统是确保列车安全和顺畅运行的关键。
通过使用先进的传感器和设备、机器学习算法和可视化工具，并采取安全保护措施，我们可以及时预警并快速采取措施，以防止可能发生的故障和问题。
高速列车车辆状态监测与故障预警系统设计高速列车作为现代交通运输的主力军，承载着大量的人员和物品的移动。
为了确保列车运行的安全和高效，车辆状态监测与故障预警系统的设计变得至关重要。
本文将讨论如何设计一套高速列车车辆状态监测与故障预警系统，以满足现代交通运输的需求。
首先，一个好的高速列车车辆状态监测系统需要能够全面监测列车的各项参数，并能够对这些参数进行准确的测量和分析。
为了实现这一目标，系统需要包括多种传感器，以监测列车的速度、温度、压力、振动等参数。
这些传感器应该具有高灵敏度和高可靠性，能够在各种环境条件下正常工作。
此外，系统还应该能够将传感器采集到的数据进行实时传输和处理，以便及时发现异常情况。
其次，故障预警系统是车辆状态监测系统的核心部分。
该系统应该能够通过对传感器数据进行实时分析，准确判断是否存在潜在的故障风险，并及时发出警报。
为了实现这一目标，系统可以采用机器学习和人工智能算法，以训练模型来识别和预测故障。
这样的模型可以根据历史数据和实时数据进行学习，从而提高准确度和可靠性。
当系统检测到潜在的故障风险时，可以通过声音、图像或文字等方式向驾驶员和维修人员发送警报，以便及时采取措施。
此外，为了更好地实现故障预警功能，系统还应该能够对故障进行分类和评估。
通过对历史故障数据的分析，可以建立故障分类和评估模型，以辅助维修人员进行判断和决策。
这样的模型可以帮助维修人员更快速地定位故障并采取相应的维修措施，从而提高列车故障处理的效率。
另外，高速列车车辆状态监测与故障预警系统还应该具备远程监控和管理的功能。
通过网络连接，可以将列车的实时运行状态和故障信息发送到远程监控中心。
监控中心可以对多列车进行实时监控，并及时响应异常情况。
同时，监控中心还可以对列车进行远程管理和配置，以提高系统的灵活性和可维护性。
例如，可以通过远程升级固件的方式对系统进行功能扩展和优化。
最后，为了确保高速列车车辆状态监测与故障预警系统的可靠性和安全性，系统应该采用多级备份和故障恢复机制。
测速报警系统设计开题报告测速报警系统设计开题报告一、引言随着交通工具的普及和道路交通的繁忙，交通安全问题日益凸显。
超速行驶是道路交通事故的主要原因之一，因此，开发一种高效的测速报警系统对于道路交通安全具有重要意义。
本文旨在设计一种基于先进技术的测速报警系统，以提高交通安全水平。
二、背景目前，传统的测速设备主要依靠交警手持测速仪器进行监测，存在人力不足、效率低下等问题。
因此，设计一种自动化、高效的测速报警系统势在必行。
三、系统设计1. 硬件设计测速报警系统的硬件设计主要包括传感器、数据处理器和显示器等组成部分。
传感器用于实时监测车辆的速度，数据处理器负责对传感器采集的数据进行处理和分析，显示器则用于向驾驶员发出报警信号。
2. 传感器选择传感器是测速报警系统的核心组件，其准确性和稳定性直接影响系统的性能。
常见的传感器包括雷达传感器、激光传感器和摄像头传感器等。
根据实际需求和成本考虑，我们选择了激光传感器作为主要传感器。
3. 数据处理器数据处理器是测速报警系统的大脑，负责接收传感器采集的数据，并进行实时处理和分析。
为了提高系统的准确性和响应速度，我们将采用先进的数字信号处理技术，结合机器学习算法对数据进行处理和分析。
4. 显示器设计显示器是测速报警系统的输出界面，用于向驾驶员发出报警信号。
我们将设计一个直观明了的显示界面，以便驾驶员能够清晰地看到当前车速以及是否超速。
同时，为了避免驾驶员对系统的过度依赖，我们将设计一个可调节的报警阈值，以提醒驾驶员保持适当的车速。
四、系统优势相较于传统的测速设备，本设计具有以下优势：1. 自动化：传感器实时监测车速，无需人工干预，减少了人力成本。
2. 高效性：采用先进的数据处理技术，能够实时准确地判断车速是否超过限制。
3. 易操作：直观明了的显示界面，驾驶员能够快速理解系统的工作状态。
4. 可调节性：可根据实际需要调整报警阈值，提醒驾驶员保持适当的车速。
五、预期成果和挑战本设计预期能够开发出一种高效、准确的测速报警系统，提高道路交通安全水平。
高速列车中的轴箱温度监测与报警系统设计随着高速列车的快速发展，轴箱温度监测与报警系统的设计成为保障列车运营安全的重要一环。
轴箱温度监测与报警系统的作用是实时监测车轴温度，及时发现异常情况，并向驾驶员和维修人员发出报警信号，以保障列车运行的安全和可靠性。
本文将介绍高速列车中轴箱温度监测与报警系统的设计原理、关键技术和系统构成。
一、设计原理高速列车的轴箱承载着整个车辆的重量，所以轴箱温度的监测对于列车的正常运行至关重要。
轴箱温度监测与报警系统的设计原理基于以下几个方面：1. 温度传感器：通过安装在轴箱上的温度传感器实时监测轴承温度。
2. 数据采集与传输：将传感器采集到的温度信号转换成数字信号，并通过数据线或无线网络传输到监测中心。
3. 数据处理与分析：监测中心通过对采集到的数据进行处理和分析，实时监测轴箱温度的变化情况。
4. 报警系统：当系统检测到轴箱温度超过设定阈值时，会及时向驾驶员和维修人员发出报警信号，以促使他们采取相应的措施。
二、关键技术在高速列车中，轴箱温度监测与报警系统设计需要应用一些关键技术来确保系统的可靠性和稳定性：1. 温度传感器选择：需要选择适用于高速列车环境的温度传感器，具有高精度和抗干扰能力。
2. 数据采集与传输技术：可以采用模拟信号传输或数字信号传输技术，根据实际情况选择合适的方式。
3. 数据处理与分析算法：针对轴箱温度监测数据的特点，设计出高效的数据处理与分析算法，实现实时监测和预警。
4. 报警系统设计：需要设计出可靠的报警系统，包括声音、光线或震动等多种方式，以确保报警信号能够及时传达给驾驶员和维修人员。
三、系统构成高速列车中的轴箱温度监测与报警系统由以下几个部分构成：1. 温度传感器：安装在轴箱上，实时监测轴承温度变化。
2. 数据采集与传输模块：将传感器采集到的温度信息转换成数字信号，并通过数据线或无线网络传输到监测中心。
3. 监测中心：接收并处理传感器传输过来的数据，进行数据分析和处理，并实现实时监测和预警功能。
高速铁路列车监测与预警系统设计近年来，随着高速铁路的不断发展和运营线路的增加，高速铁路列车监测与预警系统的设计变得至关重要。
这一系统的设计目标是通过准确的监测和及时的预警，确保高速铁路列车运行的安全性和稳定性。
一、人员监测与安全预警高速铁路列车监测与预警系统必须能够监测列车上的乘客和工作人员，并通过数据收集和分析来提供各种安全预警功能。
首先，系统应该能够对列车上的乘客进行实时监测，以确保他们的安全和舒适。
例如，利用摄像头和传感器技术，系统可以监测乘客的行为，比如是否有危险行为或异常情况发生。
系统还可以监测乘客的体温以及其他生理参数，用于及时发现和防止可能的传染病传播。
其次，系统还应该能够实时监测高速列车上的工作人员。
例如，通过配备身份识别技术，系统可以准确识别工作人员的身份，并监测他们的工作状态和工作环境。
如果工作人员出现疲劳或其他异常情况，系统将及时发出警报，以便采取相应的措施。
二、设备监测与故障预警除了对人员进行监测和预警外，高速铁路列车监测与预警系统还应该能够对列车上的各种设备进行监测，并提供故障预警功能。
首先，系统应该能够实时监测列车的动力系统和车载设备。
通过传感器和数据采集技术，系统可以监测列车发动机、制动系统、悬挂系统等各项设备的运行状况。
一旦发现故障或异常，系统将立即发出警报，并提供相关的维修指导，以避免事故的发生。
其次，系统还可以监测列车的轨道与通信系统。
通过高精度的轨道测量技术，系统可以实时监测列车行驶过程中的轨道偏差和变形情况，以及障碍物的存在。
对于通信系统而言，系统可以通过监测信号强度和传输速度来确保列车和信号塔之间的通信畅通。
一旦发现问题，系统将发出警报并及时采取补救措施。
三、环境监测与安全预警高速铁路列车监测与预警系统还应该包括对列车周围环境的监测和安全预警功能。
首先，系统应该能够监测气候条件和天气预报，尤其是针对恶劣天气条件下的列车运行。
通过收集气象数据和搭建气象预报模型，系统可以提前预警列车可能遇到的恶劣天气状况，以便做出相应的调度和运营决策。
高速列车运行状态监测与预警系统设计与实现摘要：随着高铁的快速发展，高速列车的安全性和运行效率成为了人们关注的焦点。
为了确保高速列车的安全运行，设计和实现高速列车运行状态监测与预警系统至关重要。
本文将介绍该系统的设计原理、实现方法以及其在高速列车运行中的应用。
1. 引言高速列车运行状态监测与预警系统可以实时监测高速列车的运行状态，及时发现异常情况并提供预警，从而确保列车的安全性和运行效率。
该系统通常包括传感器、数据采集与处理模块、预警模块和数据展示模块。
2. 设计原理2.1 传感器选择传感器的选择对于高速列车运行状态监测与预警系统至关重要。
传感器应具备高精度、高灵敏度、高可靠性和抗干扰能力等特点。
常用的传感器包括振动传感器、温度传感器、压力传感器和应变传感器等。
2.2 数据采集与处理模块数据采集与处理模块负责对传感器采集到的数据进行处理，提取有效信息，并进行实时监测。
数据采集可以通过有线或无线方式进行，处理方法可采用滤波、降噪和数据分析等技术。
2.3 预警模块预警模块基于数据采集与处理模块提供的信息进行运算，通过设定的预警算法检测异常情况并发出预警信号。
预警模块应具备高可靠性和高实时性，在发现异常情况时能及时发出警报，以便采取紧急措施。
2.4 数据展示模块数据展示模块将高速列车的运行状态以图表、报表等形式展示给操作人员，以便他们可以实时监测列车的工作状态。
数据展示模块应具备良好的人机界面和易用性。
3. 实现方法3.1 系统架构高速列车运行状态监测与预警系统的系统架构包括传感器子系统、数据采集与处理子系统、预警子系统和数据展示子系统。
各个子系统通过网络或总线进行实时数据的传输和通信。
3.2 软件开发系统的软件开发需要根据实际需求进行功能设计和模块划分。
主要包括传感器数据采集模块、数据处理模块、预警算法开发模块和数据展示模块。
开发过程中应注意数据的实时性和准确性。
3.3 硬件实现系统的硬件实现主要包括传感器选择和布置、数据采集与处理模块的选型和搭建、预警模块的开发和数据展示模块的设计。
天 津 大 学 网 络 教 育 学 院
专科毕业论文
题目：列车测速报警系统
完成期限：2016年1月8日 至 2016年4月20日
学习中心：嘉兴
专业名称：电气自动化技术
学生姓名：***
学生学号：************
指导教师：***
天津大学网络教育学院专科毕业论文
1
列车测速报警系统
一
、引言
本次设计一种基于80C51单片机的测速报警系统，实现电动车的速度实时显
示以及超速后的自行报警，并能通过反馈限制行驶速度，及时提醒过往车辆预防
超速而出现危险，减少交通事故的发生，也可以通过限速装置减少因为刹车失灵
而出现的部分事故，以保障驾驶人员的生命财产安全，减少损失。
无论是城市还是乡村在经济的快速发展带动下，电动车数量越来越多，车速
越来越快，这样对人的安全就会存在很多安全隐患还会造成威胁。正所谓“十次
事故九次快” ，可以看出在事故的多发中最重要的是速度问题，当然随之可见
解决问题的方法最关键是要控制车的速度。本设计就是利用单片机实现电动车的
超速报警。以及通过限速装置限制车辆的速度，并将以便管理。
二、电路总体设计组成原理设计：
（1）总体电路设计要求：
系统实现的主要功能如下：
1）、实时显示电动车的形式速度；
2）、利用按键调整时间，实时显示正确的时间；
3）、当电动车超过规定的速度值时，违反情况以数据形式保存在串行储存器
中，并发出声音报警，并且报警灯闪烁。
（2）、系统硬件的总体设计：
系统的总体结构如图1所示。它采用AT89C51单片机为主控芯片，主要有电
源模块、芯片采集模块、时钟模块、LED显示模块、按键模块、报警模块、
AT45DB161B串行储存器模块。其中AT89C51主要完成对外围硬件的控制以及信
息处理功能；电源模块提供5V电源；信号采集模块TIL113光电耦合器将采集到
的高电平转换为5V脉冲；时钟脉冲提供LED显示的实时时间；LED显示模块使
用74LS273驱动数码管实现时间和速度的显示；按键模块主要用来调整时间；报
警模块实现超速的声音报警和闪灯警告；反馈限速模块对速度进行设置并将速度
比较并驱动限速装置进行限速，管理人员可进行取消报警。
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2
AT89C51单片机
时钟模块LED显示模块
信号采集模块
电源模块
按键模块
报警模块
反馈限速模块
图1 系统总体结构框图
三、电路硬件分块设计
（1）、主控模块：
主控模块主要采用AT89C51单片机，AT89C51是一个低功耗、高性能CMOS 8
位单片机，芯片内集成了通过8位中央处理器和ISP F lash储存单元，可为许
多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
（2）、信号采集模块：
测试电动车转速传感器大多使用霍尔传感器，霍尔传感器是利用半导体材料
的霍尔效应实现的磁电转换的一种传感器。，它具有灵敏度高、
线性度和稳定性好，体积小、重量轻、频带宽、动态特性好，寿命长、耐高
温等特性。其输出信号为脉冲信号，脉冲信号再通过光电耦合器将其转换为单片
机可采集的5V脉冲信号，如图2所示。
图2 信号采集模块图：
（3）、时钟模块：
时钟模块使用SD2058时钟芯片, SD2058是一种具有标准IIC 接口的实时时
钟芯片, CPU 可使用该接口
通过6位地址寻址来读写片内64字节寄存器的数据。SD2058内置单路定时
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3
/报警中断输出, 内置时钟精度
数字调整功能, 可以在很宽的范围内校正时钟的偏差, 并通过外置的温度
传感器可设定适应温度变化的调
整值, 实现在宽温范围内高精度的计时功能。该芯片是实时时钟的理想选择。
原理图如图3所示：
图3 时钟模块图
：
（4）、LED显示模块：
LED显示模块使用74LS273驱动8位LED 数码管, 用于段码的传输, 74LS138
译码器控制数码管的位选。前6位数码管显示实时时间, 后2位显示速度值。原
理图如图4所示。
图4 LED数码管显示电路图
：
（5）、按键模块：
按键模块采用三个独立按键, 实现时间的调整。S2为功能键, 通过此键来
选取要调整的小时、分钟和
秒, 调整完毕后此键还有确定功能; S3为增加键, 当功能键选定后, 按此
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4
键来增加选定项值; S4键用以减小
选定项的值。各项功能均通过软件实现, 如图6所示。
图6 按键电路图
：
（6）、报警模块：
采用三极管驱动蜂鸣器, 三极管驱动继电器并通过继电器控制LED 警示灯,
原理图如图7所示。
图7 报警电路图
：
（7）、限速反馈模块：
（8）、电源模块：
电源模块选用变压器, 将220V 交流电压变换成75V 交流电压, 再利用
桥式整流电路, 将交流电压转换
成直流电压。通过稳压芯片7805, 将直流电压稳定为+ 5V 的工作电压。原
理图如图8所示。
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5
图8 电源模块
四、 系统的软件设计：
本课题的主要思想就是检测车速以及超速后的自行报警, 并且将车速和时
间显示在七段码显示器上。
主程序通常包括可编程硬件、输入、输出端口和参数的初始化, 信号采集、
速度显示、超速报警程序; 子程序有键盘扫描模块、时钟程序模块和I2C 协议
程序等。键盘扫描程序实现对时间的调整; 时钟程序模块主要包括时钟芯片的初
始化、时间数据的读取与写入程序以及实时显示; I2C 协议程序主要是实现存储
器与单片机之间数据的正确通信。
本主程序从整个系统的上电复位开始运行, 然后对各种器件及单片机堆栈
和参数进行初始化。进行信号采集, 显示车速和时间, 判断车速是否超速, 如超
速则报警并反馈驱动限速装置限速, 如未超速, 则继续测速、显示。这就是整个
电动车速度控制的主程序的设计思想。总体软件流程图如图9所示。
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6
图9 软件框图
五、结束语：
本系统采用89S51单片机实现电动车测速报警控制。电路连接简单方便, 成
本低, 功能强。该系统可以显示车速、设置时间、显示时间, 还可以将违规情况
以数据形式保存在串行存储器中, 并发出声音警报, 同时报警灯闪烁。经过多次
实验, 论证了该方法的可行性和实用性, 达到了设计要求。
六、参考文献：
[ 1]李全利 单片机原理及应用技术 北京: 高等教育出版社,
[ 2]周越主编 单片机原理实验实训教程 北京: 水利水电出版社,
[ 3] 周越主编 单片机应用技术 北京: 水利水电出版社,
