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探究闭环基于车地通信可靠性检测装置关键技术

收藏本文 2024-03-25 点赞:7586 浏览:24687 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:车地通信(TWC)系统是在ATC信号系统中,实现车载设备与轨旁设备之间数据信息传输的非安全通信子系统,分为车载TWC和轨旁TWC。在实际运用中,随着温度及电磁环境的变化,轨旁FSK信号收发装置电感、电容值会发生漂移,进而影响到FSK通信的LC谐振电路,使得谐振电路的中心频率发生偏移,这种不稳定的情况会影响车地通信数据传输,最终造成列车运转出现晚点、不停站或冲出站台等不足。由于车地通信系统中列车接收信号质量不仅仅与LC振荡频率有关,还与周围电磁环境,列车状态等诸多因素有关,由此,开发一种能够检测FSK通信信号的检测装置,找到被测FSK信号的参数与环线通信装置谐振频率、补偿电容参数之间的联系,并建立对应的数据库,对于指导维护人员进行补偿电容调整,提升FSK通信质量有很重要的作用。鉴于检测装置对实时性、防电磁等性能的要求,探讨了一种基于NI公司硬件产品及其软件LabVIEW的检测装置,该装置能够对TWC系统中FSK信号进行实时检测,可对FSK信号进行调制、发送、接收、解调等操作,由硬件(数据采集卡PXI6251及相关设备)和软件(LabVIEW8.5)组成,具有实时、可靠、防电磁干扰的特点,可对接收到的波形、解调数据、误码率等信息进行实时存储、浅析和显示,可为TWC系统的维护提供实用资料,解决了地铁车地通信信号没有专用检测设备的不足。对于电容值的漂移本论文探讨了一种基于51单片机系统的电容自适应闭环制约装置,该装置以51单片机为核心硬件,用C语言编程,能够实现电容发生漂移后的自动补偿。其原理为:由于LC谐振电路在发生谐振时电容两端电压最大,当电容值因外界因素变化后,电容两端电压会变小,由此,可利用检测装置采集电容两端电压信号,浅析后做出反馈,对连接在电容两端的电容排进行调节,实现电容自动补偿。本论文利用Proteus软件对电容的自动补偿进行了探讨,模拟实现了电容发生变化后闭环制约装置对电容的自动补偿,为TWC系统的电容自动补偿提供了基础探讨策略。关键词:车地通信论文频移键控论文虚拟仪器论文信号检测论文闭环制约论文

    摘要6-7

    ABSTRACT7-12

    第一章 绪论12-17

    1.1 课题的背景及作用12-13

    1.2 课题的论述探讨13-15

    1.3 论文的主要工作15-17

    第二章 车地通信系统及运用软件17-29

    2.1 虚拟仪器17-22

    2.1.1 虚拟仪器的概念17-18

    2.1.2 虚拟仪器的特点18-19

    2.1.3 虚拟仪器的组成19-21

    2.1.4 虚拟仪器的进展近况和走势21-22

    2.2 车地通信系统22-26

    2.2.1 TWC系统近况及进展走势22-23

    2.2.2 TWC系统组成23

    2.2.3 TWC系统作用23-24

    2.2.4 TWC系统原理24-26

    2.3 proteus软件26-27

    2.3.1 proteus软件概述26

    2.3.2 Proteus软件构成26-27

    2.3.3 Proteus软件特点27

    2.4 本章小结27-29

    第三章 车地通信FSK信号检测装置29-43

    3.1 FSK信号的调制原理29-30

    3.2 FSK信号常用的解调策略30-32

    3.2.1 过零检测法30-31

    3.2.2 包络检波法31-32

    3.2.3 同步检波法32

    3.3 基于NI工具包的解调法32-34

    3.4 检测装置的组成34-39

    3.4.1 检测装置硬件部分35-38

    3.4.2 检测装置软件部分38-39

    3.5 LabVIEW中FSK信号的解调策略39-42

    3.6 本章小结42-43

    第四章 实验浅析及现场测试43-56

    4.1 实验室软硬件联调测试43-48

    4.1.1 TWC信号传输43-44

    4.1.2 TWC测试历程44-46

    4.1.3 实验室测试浅析46-48

    4.2 现场测试48-54

    4.2.1 检测装置环线测试48-49

    4.2.2 现场测试数据浅析49-54

    4.3 检测装置可实现的主要功能54-55

    4.3.1 频率纠错的实时性54

    4.3.2 信号的防电磁性能和实时显示、存储54-55

    4.4 本章小结55-56

    第五章 电容自动补偿闭环制约装置的模拟仿真56-70

    5.1 闭环制约装置原理56-57

    5.2 LC谐振电路57-61

    5.2.1 LC电路感抗容抗及特性58

    5.2.2 串联谐振(RLC)58-59

    5.2.3 并联谐振(RLC)59-60

    5.2.4 串联谐振电路的通频带和选择性60-61

    5.3 模拟闭环制约装置中核心芯片61-63

    5.3.1 AT89C51单片机介绍61-63

    5.3.2 ADC0832介绍63

    5.4 Proteus模拟电路及仿真历程63-69

    5.4.1 Proteus中LC振荡电路63-64

    5.4.2 Proteus中交流变直流的电路及浅析64-65

    5.4.3 电容排65-66

    5.4.4 电容自动补偿实验及浅析66-69

    5.5 本章小结69-70

    第六章 总结和展望70-71

    6.1 总结70

    6.2 展望70-71

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