Беспроводная система контроля подвижного железнодорожного состава

Классификация и характеристики букс товарного вагона. Определение значений допусковых параметров. Системы контроля параллельно-последовательного действия. Выбор и обоснование аналогов или базы сравнения. Расчет интегрального показателя качества.

Рубрика Транспорт
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 19.02.2013
Размер файла 3,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Рекомендации по предотвращению отказа в работе системы:

при подборе элементной базы уделять внимание элементам с повышенной надежностью, с наибольшим временем наработки на отказ;

повысить помехоустойчивость каналов связи, т.е. добавить алгоритмы кодирования данных;

при разработке максимально повысить отказоустойчивость программного оборудования, математического аппарата;

использовать изолированные провода при монтаже электропроводки, для предотвращения обрыва линии;

снабдить систему дополнительным, резервным, источником питания на случай выхода из строя основного.

8.4 Пожарная безопасность при работе на компьютере

В электронно-вычислительной машине (ЭВМ) пожарную опасность создают элементы электронной схемы и соединительные провода. Действующие радиотехнические детали разогреваются электрическим током, нагреваются окружающие их воздух и соединение детали, поэтому необходимо принудительное охлаждение (путём циркуляции воздуха). Пожароопасные изоляционные материалы: лаки, краски и эмали. Изоляционные материалы не теплостойки; при нарушении температурного режима, возможно разложение этих материалов и выделение различных горючих веществ. Предпочтительно применение несгораемых материалов (например, политетрафторэтилена, обладающего значительной тепло- и огнестойкостью и высокими изоляционными качествами) [22].

В ЭВМ следует предотвращать нагрев и излучение тепла из легковоспламеняющихся материалов, а также их воспламенение; возгорание трансформаторов, сопротивлений и дросселей вследствие недопустимого возрастания тока; нарушение изоляции соединительных проводов, пробой конденсаторов, короткое замыкание и возникновение электрической дуги; местные перегревы и искрения.

Возможными горючими материалами в производственном помещении могут быть материалы эстетической отделки помещений, мебель, а также материалы используемые для изоляции силовых и сигнальных кабелей.

Для ликвидации пожара в начальной стадии применяются первичные средства пожаротушения. Это углекислотные огнетушители ОУ-2 и порошковые ПО-1. Они позволяют тушить электроустановки до 1000В, находящиеся под напряжением, и не причиняют большого вреда электронной технике. Для своевременного сообщения о пожаре устанавливают автоматическую систему пожарной сигнализации.

8.5 Энерго- и ресурсосбережения

Разработанная автоматизированная информационная система динамического контроля состояния железнодорожного транспорта является экологически чистой и не приносящей вреда окружающей среде. При ее проектировании, создании и эксплуатации не происходит выделения химически активных веществ или других субстанций, нарушающих экологию окружающей среды. Разработанная автоматизированная система помогает вовремя выявить нарушения в работе букс железнодорожного вагона, вовремя отреагировать на это нарушение и, следовательно, не привести к экологическим катастрофам.

В результате работы разработанной системы появляется возможность практически исключить аварии поездов на железных дорогах, уменьшить время обследования вагонов на станциях и, следовательно, пользователи достигают своих целей за более короткое время. Это ведёт к снижению энергозатрат и других вредных факторов, которые исходят от тех устройств, которые задействованы для ее функционирования.

Неблагоприятным фактором является лишь то, что система используется только с применением вычислительной техники, которая в силу своего несовершенства вносит неблагоприятные факторы. Но воздействие этих факторов на экологию не сравнимо ни с какой точки зрения с теми последствиями, какие могут иметь место при аварии на железной дороге, а разработанная система позволяет либо избежать ее, либо свести к минимуму тяжесть ее последствий.

Анализ выше перечисленных этапов позволил сделать следующие выводы:

Условия труда оператора и разработчика системы допустимы. По критериям оценки напряженности трудового процесса, мы приходим к выводу о том, что обслуживание системы с ее характеристиками, свойствами и требованиями не принесет особого вреда здоровью оператора.

Предложенные мероприятия, по мнению авторов, достаточно эффективно улучшают условия труда и способствуют снижению нагрузок на организм человека, занимающегося определенной деятельностью.

При соблюдении пожарных норм и требований, а именно использование теплостойких изоляционных материалов и современной системы пожарной сигнализации, система становиться безопасной для работы оператора и не наносит вреда окружающей среде. Более того, система позволяет предотвращать возникновение аварий, способных нанести значительный ущерб окружающей среде, например, взрыв цистерны с горючим или вредными веществами.

Выводы

В данном разделе был проведен анализ условий труда, степени тяжести и напряженности трудового процесса. Была произведена оценка трудового процесса оператора. В ходе проведения анализа учитывались все показатели, оценивающие работу разработчика, и по каждому из них в отдельности определялся свой класс условий труда. Предложены мероприятия по улучшению условий труда, в результате выявления нагрузок, выходящих за рамки допустимых. Произведен системный анализ работоспособности информационной системы и выявлены возможные причины отказа системы.

Заключение

На основании анализа систем аналогов [1-4] обоснована актуальность и постановка задачи создания автоматизированной телекоммуникационной системы для динамического контроля состояния железнодорожного состава.

Осуществлен выбор математического аппарата и произведена адаптация его для целей системы, получена новая редакция выражения логического определителя. Разработаны оригинальные схемы реляторных процессоров и приведен подробный анализ их особенностей, регламентирующий их прикладное использование.

Разработаны в виду приведенных реляторных процессоров структурные схемы альтернативных вариантов подсистем контроля динамического состояния вагона.

Предложены обобщенный (в вербальном описании) алгоритм функционирования системы контроля состава и структура связи.

Список использованных источников

1. Базовая подсистема ПОНАБ-3. Руководство по эксплуатации. 1984.

2. Базовая подсистема Диск-Б для автоматического обнаружения перегретых букс на ходу поезда. Техническое описание. 78Б ТО. МПС СССР Уральское отделение, 1988.

3. Базовая подсистема АСДК-Б. Руководство по эксплуатации. 2003.

4. «Современные Технологии Автоматизации». Журнал. № 2 1997 г. Стр. 74.

5. «Автоматика, связь, информатика». Журнал. № 2, 2004 г. Стр. 5.

6. «Автоматика, связь, информатика». Журнал. № 10, 2005 г. Стр. 24.

7. Коноваленко А.В., Самойленко А.П. Современная концепция построения АИУС. VII Всероссийская научная конференция с международным участием. Тезисы. Таганрог 2004.

8. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / В.И. Нефедов, В.И. Хахин, Е.В. Федорова и др.; Под ред. В.И. Нефедова. - М.: Высш. шк., 2001. - 383 с.: ил.

9. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование.: Учеб. Пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

10. Левин В.И. Бесконечнозначная логика в задачах кибернетики. - М.: Радио и связь, 1982. - 176 с., ил.

11. Коноваленко А.В., Самойленко А.П. Синтез локально-мобильных систем контроля динамического состояния железнодорожного состава. «Всероссийский конкурс на лучшие работы студентов по техническим наукам (проекты в области высоких технологий)» в 2-х томах. Тезисы проектов -М.: МИЭМ, 2004 - 625 с.

12. Вишневский В.М., Ляхов А.И. и др. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. Москва: Техносфера. 2005. - 592 с.

13. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. - СПб.: Питер, 2006. - 958 с.: ил.

14. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко; Под ред. А.П. Пятибратова - М.: Финансы и статистика, 2004. - 512 с.: ил.

15. Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В. Сети подвижной связи. - М.: Эко-Трендз, 2001.

16. Григорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа. - М.: Эко-Трендз, 2005. - 384 с.: ил.

17. Гузик В.Ф., Гармаш А.Н., Евтеев Г.Н. Микропроцессорные системы: Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 71 с.

18. Брусницын Ю.В. - МУ по выполнению курсовых и дипломных работ на тему «Экономическое обоснование инженерных разработок». Таганрог 1993.-42с. №2055.

19. Бакаева Т.Н. - Методическая разработка к самостоятельной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности». Таганрог 1995. -18с. №2378.

20. Бакаева Т.Н, Ткачев И.И. - в помощь дипломнику: Методическая разработка к разделу «Безопасность и экологичность» в дипломном проекте (работе) для студентов всех специальностей. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001. - 51с. №3077.

21. Новосельцева О.Н. Учебно-методическое пособие к выполнению практической работы «Оценка и меры по снижению тяжести и напряженности трудового процесса» по курсу «Безопасность жизнедеятельности». Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 28 с. № 3417.

22. Бакаева Т.Н. - Безопасность жизнедеятельности. Часть 2. - Таганрог, 1997. -318с.

Приложение А

Таблица 1 - Технические характеристики Радиотрансиверы MC13191 и MC13192 стандарта IEEE 802.15.4/ZigBee

Параметр

МС13191

МС13192

Способ передачи

Пакетная

Пакетная, потоковая

Соответствие стандарту IEEE 802.15.4

Да

Да

Поддержка сетевых топологий

Точка-точка, звезда

Точка-точка, звезда, кластерное дерево, многоячейковая сеть, ZigBee

Программное обеспечение

SMAC

SMAC, 802.15.4MAC, BeeStack

Рабочий частотный диапазон, ГГц

2.405...2.485

Скорость передачи, Кбит/сек

250

Модуляция

O-QPSK

Число каналов, шаг

16 каналов с шагом 5 МГц

Выходная мощность радиопередатчика, дБм

Настраиваемая программно: -16...+4

Чувствительность, дБм (1% PER) -40...+85°C

-92

Наличие встроенного Rx/Tx - переключателя

Нет

Возможность подключения внешних усилителей PA и LNA

Да

Настраиваемая частота тактирования внешнего МК

Есть, 16 МГц...16.393 кГц

Интерфейс с МК

4-проводной SPI

Встроенные таймеры

2/4 канала 24-битного таймера событий

Энергосберегающие режимы

Off (0.2 мкА), Hibernate (1 мкА), Doze (35 мкА), Idle (500 мкА)

Напряжение питания, В

2.0...3.4

Рабочий температурный диапазон

-40°C...+ 85°C

Аппаратная реализация преамбулы, CRC, SFD, определение качества связи, уровня напряженности поля, состояния канала

Да

Корпус

5х5 мм QFN32, PB-free, совместимость по выводам

Таблица 2 - Технические характеристики радиотрансиверов MC13201 и MC13202 стандарта IEEE 802.15.4/ZigBee

Параметр

МС13201

МС13202

Способ передачи

Пакетная

Пакетная, потоковая

Соответствие стандарту IEEE 802.15.4

Частичное

Полное

Поддержка сетевых топологий

Точка-точка, звезда

Точка-точка, звезда, кластерное дерево, многоячейковая сеть, ZigBee

Программное обеспечение

SMAC

SMAC, 802.15.4MAC, BeeStack

Рабочий частотный диапазон, ГГц

2.405...2.485

Скорость передачи, Кбит/сек

250

Модуляция

O-QPSK

Число каналов, шаг

16 каналов с шагом 5 МГц

Выходная мощность радиопередатчика, дБм

Настраиваемая программно: -28.7...+4

Чувствительность, дБм (1% PER) -40...+85°C

-92

Наличие встроенного Rx/Tx - переключателя

Да

Возможность подключения внешних усилителей PA и LNA

Да

Настраиваемая частота тактирования внешнего МК

Есть, 16 МГц...16.393 кГц

Интерфейс с МК

4-проводной SPI

Встроенные таймеры

2/4 канала 24-битного таймера событий

Энергосберегающие режимы

Off (0.2 мкА), Hibernate (1 мкА), Doze (35 мкА), Idle (500 мкА)

Напряжение питания, В

2.0...3.4

Рабочий температурный диапазон

-40°C...+ 85°C

Аппаратная реализация преамбулы, CRC, SFD, определение качества связи, уровня напряженности поля, состояния канала

Да

Корпус

5х5 мм QFN32, PB-free, совместимость по выводам

Таблица 3 - технические характеристики микроконтроллеров, интегрированных в микросхемы МС1321х

Параметр

МС13211

МС13212

МС13213

Кристалл МК

MC9S08GT16 DIE

MC9S08GT32 DIE

MC9S08GT60 DIE

Частота ядра, МГц

До 40

Частота шины, МГц

До 40

FLASH память, КБ

16

32

60

RAM память, КБ

1

2

4

Напряжение питания, В

1.8...3.6

Минимальное потребление в энергосберегающих режимах

<20 нА

Последовательные интерфейсы

SPI, 2xSCI (UART), I2C

Интерфейс отладки

Однопроводным BDM-интерфейсом для программирования и внутрисхемной отладки в реальном времени с 3 аппаратными независимыми точками останова

АЦП

8-канальный 10-битный

Таймеры/ШИМ

8/4-канальные 16-битные

Характеристики Flash памяти

Эмуляция EEPROM в FLASH памяти во всем диапазоне рабочих напряжений от 1.8В до 3.6 В, причем число циклов перезаписи превышает 100 000 при температуре 25°C и гарантированно составляет 10 000 во всем диапазоне рабочих температур от -40°C до +85°C

Рисунок 1 - Режимы работы микроконтроллеров семейства MC9S08GTxx.

Таблица 4 - технические характеристики однокристальных микросхем MC1322xx

Параметр

МС1322х

Способ передачи

Пакетная, потоковая

Соответствие стандарту

IEEE 802.15.4

Полное

Поддержка сетевых топологий

Точка-точка, звезда, кластерное дерево, многоячейковая сеть, ZigBee

Программное обеспечение

SMAC, 802.15.4MAC, BeeStack

Рабочий частотный диапазон, ГГц

2.405...2.485

Скорость передачи, Кбит/сек

250, 2000

Модуляция

O-QPSK

Число каналов, шаг

16 каналов с шагом 5 МГц

Выходная мощность радиопередатчика, дБм

Настраиваемая программно: -30...+7

Чувствительность, дБм (1% PER) -40...+85 °C

Чувствительность, дБм (1% PER) -40...+85 °C

-95

Наличие встроенного Rx/Tx - переключателя

Да

Возможность подключения внешних усилителей PA и LNA

Да

IEEE802.15.4 MAC & Security аппаратные модули

Да

Напряжение питания, В

1.8...3.6

Рабочие режимы

6 активных режимов, 3 энергосберегающих

Ток потребления в режиме приема/передачи при работающем процессоре (1МГц), мА

менее 20 (возможность работы во всех активных режимах при питании от стандартной батареи 3 В)

Аппаратная реализация преамбулы, CRC, SFD, определение качества связи, уровня напряженности поля, состояния канала

Да

Наличие отдельного DMA приемопередатчика

Да

Аппаратная фильтрация пакетов по адресам

Да

Аппаратная поддержка пакетов синхронизации для синхросетей

Да

Регистры статуса и управления трансивера

Расположены в едином адресном пространстве МК - доступ аналогичен стандартным регистрам процессора

Генератор случайных чисел

аппаратный, 32-разрядный

Интерфейсы отладки

JTAG, NEXUS

Встроенная память ОЗУ и ПЗУ

128К Falsh, 96K RAM, 90K ROM и их комбинации

Рабочий температурный диапазон

-40 °C ...+105 °C

Корпус

9.5x9.5x1.2 81-pin LGA , 7x7x1 77-pin QFN, Chip Scale Package (CSP) - 2008, PB-free

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.