石家庄铁道大学毕业设计
高铁接触网补偿装置检测
系统通信模块设计
The Communication Module Design of High-speed Railway Catenary Compensation Device
Detection System
2012 届电气与电子工程学院
专业电气工程及其自动化
学号****
学生姓名****
指导教师****
完成日期2012年5月18日
毕业设计成绩单
学生姓名*** 学号*** 班级*** 专业电气工程及其自动化毕业设计题目高铁接触网补偿装置检测系统通信模块设计
指导教师姓名王硕禾
指导教师职称教授
评定成绩
指导
得分
教师
评阅人得分
答辩小
组组长得分
成绩：
院长签字：
年月日
毕业设计任务书
题目高铁接触网补偿装置检测系统通信模块设计
学生姓名*** 学号*** 班级*** 专业电气工程及其自动化指导单位电气与电子工程学院导师*** 导师职称教授
一、设计内容
研制一种能对接触网的补偿装置运行状态进行在线实时监测系统的通信模块，在发生线索卡滞、补偿装置a、b值超标时准确及时向监控主机的发出预警信息和故障地点，指导设备管理人员进行检查、处理，避免发生断线故障和弓网故障。
将正常监测到的数据按照规定要求定时上传到监控主机；当出现非正常数据时，则立即向监控主机发出报警信号并附带报警信息。
二、基本要求
1、检测终端定时与监控主机进行握手通信。
2、按监控主机的要求对检测终端进行必要的参数配置。
3、采集到的数据若在正常范围内，则将数据存储在本地的存储器中。
在一定时间内将
一个该时间长度的平均值上传到监控主机。
4、根据监测终端分析认定为发生线索卡滞、补偿装置a、b值超标的情况，向监控主机
准确及时的发出预警信息和故障地点。
三、主要技术指标
基于C8051F020的下位机通信系统程序，通信协议具体设计，系统通信过程安全可靠，系统通信数据结构简洁。
四、应收集的资料及参考文献
可参考C8051F020，C8051F020/1/2/3混合信号ISP FLASH微控制器数据手册，C 语言程序设计，GPRS远程监控，系统通信协议的设计，接口等方面的相关资料。
五、进度计划
1、第1周至第2周：查资料，确定系统总体设计方案，开题报告。
2、第3周至第6周：通信协议的商定，初步完成系统设计。
3、第7周至第10周：联机调试系统。
4、第11周至第13周：完成设计说明书。
5、第14周至第15周：修改设计说明书，准备答辩。
教研室主任签字时间
毕业设计开题报告
题目高铁接触网补偿装置检测系统通信模块设计
学生姓名*** 学号*** 班级*** 专业电气工程及其自动化指导单位电气与电子工程学院导师*** 导师职称教授
一、研究背景
电力机车所需要的电能是通过其自带的取电设施(受电弓)在高速行进中与悬挂在铁路上空的输电设备(接触网)滑动接触而取得的，这种相对高度动态的接触取流方式极大地增加了设备状态的不可控性和不可预见性，给电气化铁路正常供电状态的保持带来了巨大的挑战。
因此，如何有效的监测接触网的运行状况，及时发现和解决安全隐患，是当前急需解决的问题。
二、国内外研究现状
国内外对接触网的运行状态的主要监控手段有三种，一种是通过接触网动态检测车对接触网的弓网配合关系进行模拟实验检测。
一种是在机车顶部安装便携式的监控设备。
还有一种是红外热像仪检测接触网。
这些检测技术手段对接触网的维护和检修能够提供参数和依据，但对于接触网的突发性事故却不能有效地控制。
远程通信模块是基于GPRS的无线通信，国内外在基于GPRS的远程监控领域进行了大量的理论及应用开发研究，取得了长足的进步，基于GPRS网络的无线监控系统已广泛用于遥控、遥测、工业数据采集系统、防盗报警、交通运输监控管理等工业领域和智能家庭仪器等民用产品。
三、课题研究内容
本课题研究的主要内容是研制一种能对接触网的补偿装置运行状态进行在线实时监测系统的通信模块，主要是通信协议的设计。
在发生线索卡滞、补偿装置a、b值超标时准确及时向监控主机的发出预警信息和故障地点，指导设备管理人员进行检查、处理，避免发生断线故障和弓网故障，实现检测终端定时与监控主机进行握手通信，并按监控主机的要求对检测终端进行必要的参数配置。
设计包括：（1）、系统整体方案的设计（2）、系统通信协议的商定与设计。
（3）、GPRS 无线通信模块的配置与调试。
（3）、联机调试。
教研室主任签字时间
摘要
电力机车所需要的电能是通过其自带的取电设施(受电弓)与悬挂在铁路上空的输电设备(接触网)滑动接触而取得的，这种相对高度动态的接触取流方式极大地增加了设备状态的不可控性和不可预见性，给电气化铁路正常供电状态的保持带来了巨大的挑战。
因此，如何有效的监测接触网的运行状况，及时发现和解决安全隐患，是当前急需解决的问题。
该设计研究一种监测接触网补偿装置状态的系统，以此来综合分析接触网运行状态。
该设计以C8051F020为基础，通过GPRS(General Packet Radio Service)模块与监控中心通信，具体的通信协议的是本设计的主要内容。
该课题研究的主要内容是研制一种基于GPRS无线通信对接触网的补偿装置运行状态进行在线实时检测系统。
设计包括：通信协议的确定、下位机通信程序的设计与编写、GPRS连接调试。
关键词：牵引网接触网检测接触网补偿装置C8051F020 GPRS 通信协议
Abstract
Electric locomotives need to take power through its own facilities (pantograph) by contacting power transmission equipment, hanging over the railway. This relatively high degree of dynamic contact to take flow has greatly increased the uncontrollability and unpredictability of the status of the device, and brings a huge challenge to maintain the normal power supply state of the electrified railway. Therefore, how to monitor the health of the catenary, to discover and resolve security risks is the urgent problem. This design studied a monitoring system of the the catenary compensation device to analyze the status of the catenary operation comprehensively. The design is based on the C8051F020, communicating with the monitoring center through the GPRS (General Packet Radio Service) module.The main content of the design is the specific communication protocol.
The main content of this research is to develop status on-line and real-time monitoring system of the compensation device of catenary based on the GPRS wireless communication. The design includes: the determination of communication protocol, the slave machine communication program design and writing and the GPRS connection debugging.
Keywords: traction network detection of catenary compensation device of catenary C8051F020 GPRS communication protocol。