鋼軌中的超聲波通信研究.pdf

1、基于超聲波的斷軌實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)是一種無軌道電路情況下能夠?qū)壍罓顟B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的裝置，對(duì)保證行車安全意義重大。超聲波實(shí)時(shí)斷軌檢測(cè)系統(tǒng)分為采集和通信兩個(gè)子系統(tǒng)。本文主要研究超聲波實(shí)時(shí)斷軌檢測(cè)系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)。現(xiàn)有的斷軌檢測(cè)系統(tǒng)主要通過屏蔽電纜、GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信。但是屏蔽電纜易斷，不易維護(hù)，且長距離傳輸成本高；GPRS網(wǎng)絡(luò)在隧道等沒有信號(hào)的地方無法正常通信?；谝陨先毕?，本文研究利用超聲波進(jìn)行通信的通信系統(tǒng)。
　　本文針對(duì)超聲波在鋼

2、軌中傳輸信號(hào)時(shí)產(chǎn)生拖尾且只傳輸少量的斷軌信息的情況，確定了通信系統(tǒng)采用延時(shí)2ASK技術(shù)進(jìn)行調(diào)制的方案，并設(shè)計(jì)了延時(shí)2ASK調(diào)制以及采用相關(guān)運(yùn)算進(jìn)行解調(diào)的算法。在Simulink中加入高斯白噪聲對(duì)算法的誤碼率進(jìn)行建模仿真，結(jié)果顯示,當(dāng)信噪比大于15dB時(shí)仿真的誤碼率均為0,表明本文設(shè)計(jì)的調(diào)制解調(diào)算法可行。通信系統(tǒng)采用通信發(fā)射單元和通信接收單元交替安裝的整體通信方案。為了降低外圍電路的復(fù)雜度，本文利用軟件實(shí)現(xiàn)了調(diào)制解調(diào)算法、通信發(fā)射單元、中

3、間通信單元、通信接收單元以及上位機(jī)的程序設(shè)計(jì)。本文在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)通信系統(tǒng)的誤碼率以及理論傳輸速率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，延時(shí)2ASK技術(shù)在達(dá)到100bps數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)誤碼率為零。
　　本通信系統(tǒng)能夠在信號(hào)有拖尾且傳輸少量斷軌信息，通信不頻繁的場(chǎng)合，使信息在鋼軌中進(jìn)行有效的傳輸，解決了斷軌檢測(cè)系統(tǒng)在山區(qū)、隧道等沒有信號(hào)的地方無法使用無線設(shè)備進(jìn)行通信的問題，有利于降低實(shí)現(xiàn)難度和電路復(fù)雜度，可為利用超聲波實(shí)現(xiàn)鋼軌中的通信提供參考