铁路电子巡更系统—硬件设计（精品doc）.docx

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铁路电子巡更系统—硬件设计

摘要

随着社会的发展，科技的进步，人们的安全意识在逐渐提高，各行各业的管理工作趋于规范化、科学化和电脑化。

特别是对铁路运输安全的要求进一步提高，为了适应这种变化，解决这一问题，只能加强巡检人员的巡逻次数，通常的方法是依靠员工的自觉性，在巡检巡逻的地点上定时签到。

但是这种方法不仅难核实人员的巡检的路线和时间而且不能避免一次多签和数据采集失真的现象。

作为管理者又难以进行有效、公平合理的监督管理，从而使得管理形同虚设。

目前，在铁路巡检中需要对铁路列车进行安检和轴温测试，一般的人工铁路巡检管理制度既难核实路线、时间，又难避免补签或一次多签等行为。

一旦出现问题，管理层很难判明责任。

针对这一情况，本文设计了铁路电子巡更系统，本系统可记录巡检员执行任务时真实情况。

它是对人工铁路巡检过程进行监督的十分有效的方法。

本文设计的铁路电子巡更系统是一种采用DS1990A信息钮和1-wire总线技术，可利用USB传输数据的电子巡更系统。

而且巡更系统本身具有红外测温、LCD显示和照明功能，可以方便巡检人员测温和夜间巡检。

本系统具有高安全性、高精度、耐低温的特点。

关键词：

铁路电子巡更系统；DS1990A信息钮；红外测温；LCD显示；实时时钟

ElectronicInspectionSystemofRailwayTrain

—hardwaredesign

Abstract

Withthedevelopmentofsociety,scienceandtechnologyprogress,people'ssafetyawarenessinthegradualincreaseinthemanagementofallwalksoflifebecomemorestandardized,scientificandcomputerized.Particularlyforrailtransporttofurtherenhancesafety,inordertoadapttothischangeandsolvethisproblem,canonlystrengthenthenumberofpatrolofficersonpatrol,theusualmethodistorelyonstaffself-consciousness,inthepatrolregularlypatrolthesiteattendance.Asmanagersfinditdifficulttocarryouteffectivesupervisionandmanagementofafairandreasonable.Inordertomakemanagersmoreeffectiveandconvenientmanagementofthisbusinessworkflowandtimelyanalysisofdataindecision-making.thesystemcanimprovetheworkofvarioustypesofpatrolinspectionstandardizedandscientificmanagement.Nowdays,RailwayPatrolneedstocheckthesecurityaswellastheaxletemperature.Accordingtogeneralinspectionmanagementsystem,notonlydifficulttoverifytheroute,butdifficulttoavoidretroactiveoronemoresignacts.ThispaperdiscussesasystemnamedSafetyInspectionSystemofRailwayTrainInspectionthatcanrecordtherealsituationofthepatrolmembersperformingtasks.Theelectronicpatrolinstrumentcanmonitortheinspectionprocessofpatrolmembers,andveryeffective.

TheSafetyInspectionSystemofRailwayTrainInspectionadoptsDS1990Ainformationbuttonwhich1-wirebustechnologybeappliedandusesUSBtotransmitdata.Andtheelectronicpatrolinstrumentitselfhasthefunctionofmeasuringtemperaturewithinfrared,displayingwithLCDandlighting.Soitcanmakethepatrolmembersmeasuringtemperatureandpatrollingatnightmoreconveniently.Meanwhileithasthecharacteristicofhighsecurity,high-precisionandlowtemperature.

Keywords:

SafetyInspectionSystemofRailwayTrainInspection;DS1990AInformationButton;InfraredTemperatureMeasurement;LCDDisplayReal-TimeClock

目录

摘要

Abstract

目录

1绪论

（1）

1.1课题背景

（1）

1.2研究意义

（1）

1.3国内外相关领域的研究现状

（1）

1.4研究内容（）

1.5论文结构（）

1.6本章小结（）

2系统硬件设计（）

2.1提出方案（）

2.2方案分析以及确定（）

2.3系统组成（）

2.4系统功能描述（）

2.5C8051F320单片机简介（）

2.6DS1990A信息钮模块（）

2.6.1DS1990A信息钮的介绍（）

2.6.2DS1990A信息钮的接口电路（）

2.7TN9红外测温模块（）

2.7.1TN9红外测温模块介绍（）

2.7.2TN9红外测温模块的接口电路（）

2.8SD35TR液晶显示模块（）

2.8.1SD35TR液晶显示模块介绍（）

2.8.2SD35TR液晶显示模块接口电路（）

2.9外部时钟芯片模块（）

2.9.1外部时钟芯片介绍（）

2.9.2外部时钟芯片串行接口（）

2.9.3PCF8563实时时钟一般应用（）

2.9.4PCF8563实时时钟接线（）

2.10本章小结（）

3其他外围电路设计（）

3.1电源电路（）

3.2外扩存储器电路（）

3.3蜂鸣器电路（）

3.4电池电压采集电路（）

3.5照明电路（）

3.6本章小结（）

4调试（）

4.1硬件调试（）

4.2本章小结（）

参考文献（）

致谢（）

毕业设计（论文）知识产权声明（）

毕业设计（论文）独创性声明（）

附录1系统原理图（）

附录2系统PCB图（）

1绪论

1.1课题背景

随着社会的发展，科技的进步，人们的安全意识在逐渐提高，在日常生活中我们随处可见工作人员对特定的区域（如楼宇、设备和货物等）进行定期或不定期的安全巡查管理。

然而，要想防患于未然，没有每天按时、定点严格的巡检是不可能做到的。

一般的巡查管理制度都是通过巡查人员在巡查点记录本上签到的方式来对巡查人员进行管理。

但这种方式既难核实路线和时间又难避免补签或一次多签等作弊行为，在查核签到时比较费时费力，对于失盗、失职分析难度较大，使得管理制度形同虚设。

一旦出现问题，管理层很难判明责任。

具体在铁路巡检方面，由于巡检点没有签到人员，这一问题更加明显。

因此，摆在管理层面前的一个很现实的问题就是:

如何准确地评定铁路巡检人员的工作质量、工作情况？

如何加强对铁路巡检员巡检工作进行有效的监督？

基于该需求，研制铁路列检安全巡检系统，以真实地记录、了解铁路巡检员执行任务时的真实情况，保证铁路巡检工作保质保量地进行，就势在必行。

1.2研究意义

为了能使管理者更有效、方便的管理这一项工作流程，并能够及时的对数据进行分析决策，在铁路管理领域里产生了铁路列检安全巡检管理系统。

这个系统可以使铁路巡检工作规范化并且可以提高巡检工作的科学管理水平。

它的出现可以避免巡检人员无法科学、准确考核监控的现象，有效地保障了铁路巡检工作井然有序的工作流程。

它将改变人们对铁路巡检的理解，把只限于特定时间、地点及人员的考勤范围，通过对系统的预先设定，扩大到可满足不同列车的特殊考勤，并很方便的记录下工作人员到达巡检点的时间、地点等数据信息。

1.3国内外相关领域的研究现状

国内外已经出现类似产品不超过20种，电子巡更巡检系统分在线式和离线式两大类。

早期的巡更系统是在线式的。

它的优点:

一是巡更员只需携带卡或信息钮，比较轻便二是信息可以及时上传，防止丢失，且数据汇总比较方便；三是人们在控制中心电脑上可以及时看到巡更人员巡逻情况。

如在巡更员发生意外，没有读卡时，中心可快速核查，处理突发事件。

由于在线式巡更系统可以实现实

时控制，因此，在一些对巡更系统要求特别严格或巡更工作有一定危险的地方，都较适合使用在线式巡更系统。

但是，它有很多缺点:

由于用户在每一个巡更点上必须安装一台巡更机，必须供电、联网，在一定的范围内进行综合布线，施工量大，整体费用必然昂贵；容易受到温度、湿度、布线范围的影响，安装维护也比较麻烦；对于己经装修好的建筑而言，要重新进行配置也显得较为困难；室外安装的传输线路也容易遭受人为的破坏；主要是受当时人们对巡更系统设计思想的认识局限和技术的限制，不能低成本地解决巡更机低功耗、微型化、大容量存储的难题。

因此，在线式电子巡更机很难推广和普及。

随着巡更系统设计思想的成熟和技术的发展，人们开发了离线式巡更系统克服了在线式巡更系统的缺陷，即价格昂贵和安装维护困难等特点。

而这种巡更系统更易于携带，无需布线，安装简单，不受温度、湿度的影响，不易被破坏，并且系统扩容和线路变更的实现更为容易，很受市场欢迎。

它利用信息钮技术，通过巡更机（巡更棒）与信息钮的接触读取信息。

其工作程序是在巡更点上安装信息扭，巡更人员巡逻时，手持巡更机（巡更棒）到各点，在信息扭上触碰一下，巡更机便读取信息扭数据。

技术含量低，成本低廉，功耗极低，易于小型化，使巡更机设计非常简单，迅速走向成熟。

普遍采用金属壳体，防水设计，适合保安巡检使用。

由于技术含量和成本较低，因此价格比较低廉。

但是其存在致命缺陷:

一是巡更机（巡更棒）与信息钮必须非常准确地接触才能读取信息，操作起来很不方便，尤其在晚上，光线不好，不易找准；二是信息钮必须与巡更机接触，必然是外露的，这样易被破坏；三是外露信息钮易受污染。

1.4研究内容

本课题要求系统具有采集，上报和照明功能。

本系统采集方面主要为两部分：

一部分是温度的采集，另一部分是到岗信息的采集。

温度方面采用主流的红外测温传感器，温度分辨率达到±1℃。

到岗信息采集采用美信公