基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理研究.pdf

1、我國(guó)鐵路交通行業(yè)近幾年高速發(fā)展，如何確保行車安全是一個(gè)備受關(guān)注的問(wèn)題。在眾多的安全保障技術(shù)中，檢測(cè)鋼軌損傷是重要的基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)。鋼軌探傷工具有“鐵路醫(yī)生”之稱，是用于檢測(cè)鐵路鋼軌損傷的專業(yè)車輛設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)檢測(cè)鋼軌損傷的方法主要為超聲波探傷，手段較為單一。這種檢測(cè)方法在實(shí)施時(shí)對(duì)環(huán)境有較高的要求，超聲波傳感器需要與鋼軌密切接觸，并且需要添加耦合劑?；诔暡ㄔ硌兄频匿撥壧絺≤囆枰斯ぷ鳂I(yè)，速度較慢;大型探傷車只能在鐵路無(wú)車運(yùn)行情況下使

2、用，越來(lái)越無(wú)法滿足大量鋼軌需要檢測(cè)維護(hù)的需求。本文主要介紹了基于電磁感應(yīng)原理的鋼軌探傷的方法，通過(guò)檢測(cè)鋼軌反饋的電磁渦流大小來(lái)判斷鋼軌的損傷信息，這種檢測(cè)方法具有非接觸、高速度等優(yōu)點(diǎn)，能夠檢測(cè)鋼軌的表面及內(nèi)部的缺陷。
　　本文設(shè)計(jì)了基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)在線鋼軌損傷信息的檢測(cè)保存及傳輸功能。通過(guò)對(duì)激勵(lì)傳感器施加正弦信號(hào)，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)作用于鋼軌，鋼軌產(chǎn)生的渦流反作用于檢測(cè)傳感器上，通過(guò)對(duì)檢測(cè)信號(hào)的解調(diào)分析

3、，能夠判斷出鋼軌的損傷信息，將鋼軌損傷數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)在線保存，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器端。數(shù)據(jù)處理平臺(tái)由FPGA和嵌入式ARM分工合作，共同完成任務(wù)。論文的主要內(nèi)容如下:
　　詳細(xì)介紹了基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。硬件平臺(tái)選擇Xilinx公司推出的集成FPGA和嵌入式處理器ARM的Zedboard開發(fā)板，利用AD/DA轉(zhuǎn)換板完成激勵(lì)信號(hào)和采集信號(hào)的模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換工作，電磁鋼軌探傷的硬件還包括前端的

4、渦流傳感器及微弱信號(hào)放大電路，對(duì)損傷位置定位的GPS模塊以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉PRS模塊。
　　基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理的軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)主要包括兩部分。一部分是FPGA信號(hào)解調(diào)的程序設(shè)計(jì)，采用FFT算法完成回采信號(hào)的解調(diào)任務(wù)，軟件上采用Verilog語(yǔ)言實(shí)現(xiàn);另一部分是嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的程序設(shè)計(jì)，包括嵌入式系統(tǒng)的搭建、系統(tǒng)定位模塊的程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸模塊的程序設(shè)計(jì)，以及SQlite嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)模塊實(shí)時(shí)保存數(shù)據(jù)的程序設(shè)計(jì)，