随车压实度在线检测系统研究

论文摘要

十二五期间,我国道路建设将迎来新的黄金期,然而传统的压实度检测手段已经无法满足道路施工中压实过程控制的需求。本学位论文在借鉴国内外有关压实度检测方法和研究成果的基础上,提出一种改进的随车压实度检测方法,设计出了基于压实过程控制（CCC-Continuous Compaction Control）的系统模型。在检测算法上结合了FFT、数字积分、数字滤波,最小二乘法拟合等算法来得到压实度的相对值,最后通过大量现场试验,得出压实度相对值与压实度实际值的对应关系并对其进行标定,最终得到压实度实际测量值。系统采用PC/104嵌入式工控机主板为核心,并扩展PC/104模拟、数字量输入板卡作为硬件组成,通信部分采用ZIGBEE模块与GPRS模块进行无线通信；外围软件采用了结构化、模块化的设计方法,在Visual Studio 2005 IDE（集成开发环境）下设计了上、下位机软件系统,实现了数据显示、转储及打印等功能。通过理论分析及现场试验结果证明,此压实度检测系统的设计是合理的,可以满足道路施工中压实度在线检测的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外压实度检测技术现状
• 1.2.1 国外压实度检测技术现状
• 1.2.2 国内压实度检测技术现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 随车压实度在线检测系统总体设计
• 2.1 压实度检测方法
• 2.1.1 压实度的定义
• 2.1.2 常用压实度检测方法
• 2.1.3 压实过程控制（CCC）原理
• 2.2 振动加速度信号与压实度的关系
• 2.2.1 振动压路机的工作原理
• 2.2.2 土壤刚度R与压实度的关系
• 2.3 随车压实度在线检测系统的组成及原理
• 2.3.1 随车压实度在线检测系统的组成
• 2.3.2 随车压实度在线检测系统的工作原理
• 第三章 随车压实度在线检测系统硬件设计
• 3.1 信号输入通道
• 3.1.1 加速度传感器
• 3.1.2 速度传感器
• 3.2 信号调理模块
• 3.2.1 加速度信号调理电路
• 3.2.2 速度信号调理电路
• 3.3 信号采集模块
• 3.4 CPU模块
• 3.5 操作显示模块
• 3.6 通信模块
• 3.6.1 ZIGBEE通信模块
• 3.6.2 GPRS数据终端（DTU）通信模块
• 3.7 电源模块
• 第四章 随车压实度在线检测系统软件设计
• 4.1 车载控制器软件设计
• 4.1.1 车载控制器软件开发环境的建立
• 4.1.2 信号采集卡驱动程序设计
• 4.1.3 压实度在线检测算法程序设计
• 4.1.4 主程序的设计
• 4.2 PDA分析软件设计
• 4.3 指挥中心分析软件设计
• 第五章 系统测试
• 5.1 系统调试
• 5.2 现场试验
• 结论与展望
• 结论
• 今后的工作
• 参考文献
• 致谢