基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的城軌列車運行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計.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。我國城市軌道交通的能耗主要是電力消耗，其中列車牽引能耗占總能耗的50％左右。降低列車牽引能耗的方式很多，一般為了驗證節(jié)能效果，需要準(zhǔn)確采集列車運行能耗數(shù)據(jù)。獲得列車運行能耗數(shù)據(jù)，是評估節(jié)能方法優(yōu)劣，選擇最佳節(jié)能措施的重要手段。目前國際上己開發(fā)了基于車地?zé)o線通信的列車運行能耗數(shù)據(jù)采集裝備，而國內(nèi)則利用現(xiàn)有故障檢測裝置進行電量的粗放式統(tǒng)計，該方式統(tǒng)計的數(shù)據(jù)不便于節(jié)能效果的評估，計量的結(jié)果也

2、不符合電能計量標(biāo)準(zhǔn)。本文基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了城軌列車運行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過采集符合電能計量標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，提供了一種評估列車運行能耗的工具，為城市軌道交通系統(tǒng)的節(jié)能運行研究創(chuàng)造了便利條件。
　　本文設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，采用ZigBee技術(shù)對列車牽引電壓、電流數(shù)據(jù)進行采集，通過ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)經(jīng)Internet傳送至上位機，基于C++ Builder6.0設(shè)計的上位機界

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)實際列車環(huán)境設(shè)計了數(shù)據(jù)采集存儲模塊，實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的采集與存儲。主要工作包括以下幾個方面:
　　首先，對課題的研究背景和研究意義進行了說明，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、城軌能耗管理系統(tǒng)以及列車運行能耗計算的研究狀況、發(fā)展趨勢進行了闡述，分析了城軌列車牽引供電系統(tǒng)以及電能的計量，明確采集的數(shù)據(jù)對象，并提出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計的總體要求。
　　其次，對列車運行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及系統(tǒng)的硬件、

4、軟件設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)采用模塊化思想對系統(tǒng)的硬件和軟件分別進行設(shè)計，包括傳感器模塊、ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊、網(wǎng)關(guān)模塊、上位機顯示模塊的設(shè)計。
　　再次，為了使系統(tǒng)符合實際應(yīng)用的要求，對設(shè)計的列車運行能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了改進，包括能量均衡的ZigBee路由算法的改進、ZigBee節(jié)點間時間同步的實現(xiàn)以及列車數(shù)據(jù)采集存儲模塊的設(shè)計。
　　最后，在實驗室環(huán)境搭建平臺對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組建、網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和上位機界面的顯示進