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基于XPE平台的铁路捣固车车载监测系统的设计

作　者: 陈彦芳
导　师: 吴桂清
学　校: 湖南大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 捣固车监测系统 Windows XP Embedded 网络摄像机视频监控
分类号: U216.631
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 18次
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内容摘要

随着我国社会的持续发展，列车不断提高运行速度，加大运营密度，对铁路线路的质量提出了更高的要求。铁路已有线路的维修工作、新线路的施工工作主要由捣固车完成，捣固车通过对轨道作业，增加其稳定性，消除线路方向偏差，以达到设计标准和维修规则，保障列车平稳运行。近年来，监测技术有了长足的进步，并向智能化、自动化、网络化的方向发展。监测系统的应用，大量节省了人力、物力，更是克服了人工控制效率低下、准确度不足等技术难题。在捣固车上安装车载监测系统，能够实时查看车辆的工作状态，对超限的状态量进行报警，检查作业质量，及时发现潜藏的问题，并通过网络摄像机实现视频监控，从而提高捣固车的铁路线路维修水平，有效解决铁路运营和线路维修之间的矛盾。因此，研究车载监测系统有着重要的实际意义与应用价值，同时对其他大型机械的智能化发展有着巨大的推动作用。Windows XP Embedded拥有和Windows XP Professional相同的核心，因此它具备XP的所有功能和应用软件兼容性。XPE可以根据需要定制，既删除了不必要的WindowsXP组件来减少内存占用，又降低了安装和软件构建的复杂性，从而增加了操作系统的坚固性。因此，本文车载监测系统将XPE作为操作系统。平板电脑体积小，安装方便，功能齐全，车载监测系统以平板电脑作为运行平台，以XPE作为操作系统，由数据处理模块和视频监控模块组成，在车载监测系统软件的开发方面采用了Visual C++6.0，根据面向对象程序设计的理念，基于MFC（MicrosoftFoundation Class）程序框架进行开发。论文对车载监测系统总体设计方案和设计所应用的关键技术进行了较为详细的介绍，对各个模块的功能实现进行了描述，并给出了主要的代码和流程图，最后是整个系统的测试和应用。在该车载监测系统的使用过程中，工作人员能清楚地了解捣固车的工作状态和作业质量，并实时查看现场作业情况。实际运用表明，本系统运行稳定可靠，基本满足项目的要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 研究背景及意义  10
  1.2 我国铁路养护事业的发展历程  10-11
  1.3 捣固车简介  11-12
  1.4 监测系统的发展及趋势  12-13
  1.5 论文研究的主要内容  13-15
第2章车载监测系统的总体设计  15-23
  2.1 系统总体模型介绍  15-16
    2.1.1 车载监测系统总体模型  15-16
    2.1.2 车载监测系统总体设计  16
  2.2 运行平台的选择  16-18
    2.2.1 车载电脑的选型  16-17
    2.2.2 固态硬盘  17-18
  2.3 操作系统的定制  18-21
    2.3.1 Windows XP Embedded 操作系统  18-19
    2.3.2 XPE 的定制  19-21
  2.4 系统软件的设计与实现  21-22
    2.4.1 车载数据处理模块  21-22
    2.4.2 车载视频监控模块  22
  2.5 本章小结  22-23
第3章车载数据处理模块的设计与实现  23-49
  3.1 通信协议的设计  23-26
  3.2 网口通信  26-30
    3.2.1 网络通信与 TCP/IP 协议  27
    3.2.2 套接字(Socket)编程  27-28
    3.2.3 Windows Sockets 的实现  28-29
    3.2.4 数据的发送与接收  29-30
  3.3 采集量的处理  30-41
    3.3.1 采集量信息的配置  30-36
    3.3.2 状态量的显示  36-41
  3.4 作业曲线的绘制  41-48
    3.4.1 B5 消息和 B7 消息  42-43
    3.4.2 正矢值和超高值的计算  43-47
    3.4.3 作业曲线的绘制  47-48
  3.5 本章小结  48-49
第4章车载视频监控模块的设计与实现  49-59
  4.1 车载视频监控模块总体设计  49-52
    4.1.1 车载视频监控模块结构和功能设计  49-50
    4.1.2 网络摄像机  50-52
  4.2 车载视频监控的设计与实现  52-58
    4.2.1 网络摄像机的初始化  52-53
    4.2.2 录制视频功能的实现  53-55
    4.2.3 现场查看视频功能的实现  55-57
    4.2.4 远程端查看视频功能的实现  57-58
  4.3 本章小结  58-59
第5章系统测试与应用  59-65
  5.1 模拟测试  59-62
    5.1.1 网口通信功能测试  59-60
    5.1.2 录制视频功能测试  60-62
  5.2 现场测试  62-64
  5.3 本章小结  64-65
总结与展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文  71-72
附录 B 攻读学位期间所参与的科研项目  72

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