基于Zigbee的地鐵雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的中期報(bào)告

基于Zigbee的地鐵雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的中期報(bào)告一、項(xiàng)目概述地鐵是現(xiàn)代城市重要的公共交通方式之一，而地鐵雜散電流則是地鐵系統(tǒng)中一個(gè)重要的問題。雜散電流是指地鐵走行軌道與地下水文、土壤等環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生的微小電流，其大小與地下環(huán)境、地鐵線路、列車運(yùn)行狀態(tài)等因素有關(guān)。雖然雜散電流的大小相對(duì)較小，但長(zhǎng)期存在會(huì)對(duì)地鐵防腐防暈染系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、牽引電力系統(tǒng)等設(shè)施產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，對(duì)地鐵雜散電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有重要意義。本項(xiàng)目旨在采用基于Zigbee技術(shù)及傳感器技術(shù)的方式，建立一套地鐵雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)：1.采用無(wú)線傳輸方式，無(wú)需布線，節(jié)省了系統(tǒng)安裝成本和維護(hù)成本。2.采用Zigbee技術(shù)，具備低功耗、低成本、自組網(wǎng)、自動(dòng)路由、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。3.通過傳感器采集地鐵雜散電流數(shù)據(jù)，并傳輸至監(jiān)測(cè)終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵雜散電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體采用基于Zigbee技術(shù)的無(wú)線傳輸方案，實(shí)現(xiàn)從傳感器數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示的完整流程。1.傳感器本系統(tǒng)采用感性式傳感器，利用感應(yīng)原理采集地鐵雜散電流測(cè)量數(shù)據(jù)。傳感器具有高精度、高靈敏度、低噪聲等特點(diǎn)。傳感器將測(cè)量數(shù)據(jù)通過模擬電壓信號(hào)輸出，再經(jīng)過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸。2.節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)采用Zigbee協(xié)議作為無(wú)線傳輸協(xié)議，借助其自組網(wǎng)、自動(dòng)路由等特性，采用節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。節(jié)點(diǎn)部分采用低功耗的Zigbee模塊，將傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無(wú)線傳輸至網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)部分采用高性能Zigbee模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和顯示。節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)之間采用加密方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?.監(jiān)測(cè)終端監(jiān)測(cè)終端采用PC機(jī)或平板電腦等設(shè)備，通過USB接口或無(wú)線方式與網(wǎng)關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收、處理和顯示。監(jiān)測(cè)終端具有友好的用戶界面，能夠?qū)崟r(shí)顯示地鐵雜散電流的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、趨勢(shì)圖和報(bào)警信息。三、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃1.硬件設(shè)計(jì)與制作本階段主要完成傳感器和節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)計(jì)與制作。包括傳感器的感應(yīng)原理、電路設(shè)計(jì)與制作，節(jié)點(diǎn)模塊和網(wǎng)關(guān)模塊的電路設(shè)計(jì)與制作、PCB板設(shè)計(jì)與制作、模塊的焊接等工作。2.軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試本階段主要完成系統(tǒng)整體的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試工作。包括節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的軟件開發(fā)、實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)測(cè)終端的軟件開發(fā)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、處理和顯示、硬件系統(tǒng)的調(diào)試等工作。3.系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化本階段主要進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試與數(shù)據(jù)的優(yōu)化工作。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試，優(yōu)化系統(tǒng)硬件與軟件問題，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，能夠滿足實(shí)際監(jiān)測(cè)需求。四、預(yù)期成果本項(xiàng)目旨在建立基于Zigbee的地鐵雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，預(yù)期達(dá)到以下效果：1.通過感性式傳感器采集地鐵雜散電流數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性。2.通過Zigbee協(xié)議實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)之間的自動(dòng)路由和無(wú)線傳輸功能，確保數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。3.