基于射频识别技术的铁路检修日志系统的设计与实现

论文摘要

铁路现场设备运行良好是列车高速、安全运行最根本的保证,设备检修不到位或者设备漏检漏修将直接影响行车秩序,造成列车晚点甚至酿成行车事故。传统的检修日志管理方法是:手工在检修卡片上填写检修日志,检修卡片分散存放在对应的设备箱盒内部。随着我国铁路的快速发展,铁路现场设备数量巨大、安装位置偏僻,由检修人员手工填写的检修日志可信度难以保证;检修日志分散存放,难以通过实时查询和分析检修日志来监督现场设备维修工作。论文从铁路检修的应用实际出发,基于射频识别技术设计了一套智能化、网络化的检修日志管理系统。该系统由检修人员使用便携式记录笔自动采集每次检修设备的开始时间和结束时间等信息,通过对这些日志信息的集中存储、统一管理、实时查询与分析,实现对检修日志异常的自动预警。主要工作包括系统总体设计、系统硬件和软件设计与实现。首先,通过对铁路检修日志系统实际应用的需要分析,提出了铁路检修日志系统的设计目标、系统总体结构、系统软件硬件结构和系统主要技术指标;同时,从技术、经济和操作三个方面分析了系统总体设计的可行性。其次,基于ISO/IEC 14443A标准协议,设计了基于射频识别技术的铁路检修日志系统的记录笔硬件电路和人员卡、设备卡电路,设计和实现了射频电路、微机处理器外围电路、存储电路和与上位机通信电路,并对其工作原理进行了详细的分析和说明;设计了人员卡、设备卡及其与实际应用密切相关的卡片封装结构。最后,设计和实现了检修日志管理系统,通过软件实现了记录笔时钟。以检修日志采集、存储、上传和在检修日志管理系统显示的数据演变过程为主线,通过列举两名检修人员检修四台设备后,形成五条检修日志的全过程,对检修日志系统软件处理过程和算法进行了分析,介绍了系统所采用的单片机开发平台、电路设计工具和软件开发环境,以及系统实现的功能;分析了系统存在的不足,展望了系统的研究及推广应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内铁路检修日志系统发展现状
• 1.2.1 检修日志手工填写和人工检查阶段
• 1.2.2 智能化日志采集和远程督促阶段
• 1.3 RFID 技术简介
• 1.3.1 RFID 系统基本模型
• 1.3.2 RFID 在铁路检修日志领域的应用
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 RFID 技术基本原理
• 2.1 自动识别技术
• 2.1.1 自动识别技术简介
• 2.1.2 自动识别技术分类
• 2.1.3 常见自动识别技术比较
• 2.2 RFID 系统工作原理
• 2.2.1 RFID 的电磁学原理
• 2.2.2 数据传输原理
• 2.2.3 RFID 系统的组成和典型结构
• 2.2.4 RFID 系统主要参数
• 2.2.5 RFID 应用系统安全性分析
• 2.3 小结
• 第三章 基于 RFID 的铁路检修日志系统结构
• 3.1 传统铁路检修日志管理存在的主要问题
• 3.2 系统设计目标
• 3.3 系统总体结构
• 3.4 系统实现的软硬件设计
• 3.5 系统技术要求
• 3.6 系统设计可行性分析
• 3.7 小结
• 第四章 系统硬件电路设计与实现
• 4.1 硬件总体结构
• 4.2 记录笔硬件设计与实现
• 4.2.1 微处理器外围电路
• 4.2.2 射频电路
• 4.2.3 数据存储电路
• 4.2.4 通信电路
• 4.2.5 电源管理模块
• 4.3 人员卡和设备卡硬件设计与实现
• 4.3.1 射频卡硬件电路
• 4.3.2 设备卡抗金属封装
• 4.3.3 射频标签封装及安装实例
• 4.4 小结
• 第五章 系统软件设计与实现
• 5.1 记录笔时钟软件
• 5.2 数据采集软件
• 5.3 数据处理软件
• 5.3.1 新增人员卡、设备卡程序
• 5.3.2 检修日志形成软件
• 5.3.3 开发平台介绍
• 5.5 基于RFID 的铁路检修日志系统功能
• 5.5.1 检修作业查询
• 5.5.2 现场工时分析
• 5.5.3 设备漏检预警
• 5.6 与实际运用密切相关的问题及解决方案
• 5.6.1 确保卡ID 号与设备或人员一一对应
• 5.6.2 确保记录笔数据上传时不丢失检修日志
• 5.7 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A：硕士期间发表的论文和取得的成果