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智能化铁路车站信号控制系统设计（主-从站的设计与实现）
| 论文题名： | 智能化铁路车站信号控制系统设计（主-从站的设计与实现） |
| 关键词： | 铁路车站;信号控制系统;嵌入式系统;外设接口引脚扩展 |
| 摘要： | 车站信号控制系统是保证铁路行车安全和提高运输效率的关键控制系统。现有车站信号控制系统多采用联锁机配合安全型继电器，通过信号楼与车站现场之间的电缆来向轨旁信号设备传输指令或采集信息。这种使用大功率信号直接进行驱采的方式存在着电缆造价昂贵，能耗大，施工、检查、维修不便以及防雷性能差等问题或隐患。随着计算机、微电子等技术的突飞猛进，车站信号控制系统逐渐向着“智能化、网络化、电子化”的方向发展。 本设计采用“集中管理，分散控制”的理念对现有车站信号控制系统进行改进，提出一种智能化、分布式的电子系统架构代替原继电器+电缆的设计模式，将信号楼内的继电器组和轨道旁的信号设备用高性能、低功耗的嵌入式系统改进，根据站场实际需要与目前相关系统的技术水平合理设计系统冗余结构。 搭建硬件测试平台，实现系统的逻辑功能，并编写测试界面，模拟联锁机+监测机的功能，形成一个最小系统试验网络，验证设计方案的可行性。 基于安全性能的考虑，选用了TI公司的“TMS570”双核MCU作为嵌入式系统主控芯片，对其外设总线、定时器、A/D转换等模块的功能进行研究与开发，并结合通信所需的专用外设芯片，设计出“智能化、小型化、模块化”的“主站”、“从站”控制板。 在此基础上，对系统需求和控制板的性能（通信速率、数据存储量、外设引脚数量等）进行估算与对比，设计了一套利用FPGA芯片对从站TMS570的外设接口引脚进行扩展的方案，解决了TMS570芯片由于外设引脚数量有限导致挂载轨旁信号设备能力不足的设计瓶颈。 最后，完成控制板的制作、焊接与调试。 改进后的车站信号设备电子化控制系统，不仅大大降低了成本，而且便于扩展和维护，此外，通过电子化的方式，极大地提高了采集信息的多样性，从而可以使联锁系统与监测系统相结合，更加全面、详细、灵活地实时监测站场设备的状态。 |
| 作者： | 张皓 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 单冬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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