基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的城軌列車(chē)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，能源消耗總量也隨之增長(zhǎng)。我國(guó)城市軌道交通的能耗主要是電力消耗，其中列車(chē)牽引能耗占總能耗的50％左右。降低列車(chē)牽引能耗的方式很多，一般為了驗(yàn)證節(jié)能效果，需要準(zhǔn)確采集列車(chē)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)。獲得列車(chē)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)，是評(píng)估節(jié)能方法優(yōu)劣，選擇最佳節(jié)能措施的重要手段。目前國(guó)際上己開(kāi)發(fā)了基于車(chē)地?zé)o線通信的列車(chē)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集裝備，而國(guó)內(nèi)則利用現(xiàn)有故障檢測(cè)裝置進(jìn)行電量的粗放式統(tǒng)計(jì)，該方式統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)不便于節(jié)能效果的評(píng)估，計(jì)量的結(jié)果也

2、不符合電能計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。本文基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了城軌列車(chē)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)采集符合電能計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，提供了一種評(píng)估列車(chē)運(yùn)行能耗的工具，為城市軌道交通系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行研究創(chuàng)造了便利條件。
　　本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，采用ZigBee技術(shù)對(duì)列車(chē)牽引電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)經(jīng)Internet傳送至上位機(jī)，基于C++ Builder6.0設(shè)計(jì)的上位機(jī)界

3、面提供數(shù)據(jù)的顯示和查詢功能。在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際列車(chē)環(huán)境設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)模塊，實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)。主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　首先，對(duì)課題的研究背景和研究意義進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、城軌能耗管理系統(tǒng)以及列車(chē)運(yùn)行能耗計(jì)算的研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了闡述，分析了城軌列車(chē)牽引供電系統(tǒng)以及電能的計(jì)量，明確采集的數(shù)據(jù)對(duì)象，并提出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體要求。
　　其次，對(duì)列車(chē)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的硬件、

4、軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)采用模塊化思想對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括傳感器模塊、ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊、網(wǎng)關(guān)模塊、上位機(jī)顯示模塊的設(shè)計(jì)。
　　再次，為了使系統(tǒng)符合實(shí)際應(yīng)用的要求，對(duì)設(shè)計(jì)的列車(chē)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，包括能量均衡的ZigBee路由算法的改進(jìn)、ZigBee節(jié)點(diǎn)間時(shí)間同步的實(shí)現(xiàn)以及列車(chē)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)。
　　最后，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境搭建平臺(tái)對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組建、網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和上位機(jī)界面的顯示進(jìn)