基于fpga和dsp的列车振动监测系统设计

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1、士学位论＿论文题目一。车振动？＝：丨＿＋：国内图书分类号：ＴＰ２１６．３密级公幵国际图书分类号：６８１．２西南交通大学研究生学位论文基于ＦＰＧＡ和ＤＳＰ的列车振动监测系统设计年级２０１２级姓名崔徳琦申请学位级别工程硕士专业仪器仪表工程指导老师伍川辉副教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＰ２１６＋．３Ｕ．Ｄ．Ｃ：６８１．２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＴＨＥ

2、ＤＥＳＩＧＮＯＦＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧＳＹＳＴＥＭＦＯＲＴＲＡＩＮＶＩＢＲＡＴＩＯＮＢＡＳＥＤＯＮＦＰＧＡＡＮＤＤＳＰＧｒａｄｅ：２０１２ＣａｎｄｉｄａｔｅｉＣｕｉＤｅｉｑＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ａｓｓ．Ｐｒｏｆ．ＷｕＣｈｕａｎｈｕｉｐＭａ２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学

3、位论文的规定，同意学校保留并。向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密Ｄ，在年解密后适用本授权书；２．不保密／使用本授权书。“＂（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：丧棟指导老师签名：Ｌ所丫外日期／．Ｃ：＾ｒ／日期ｆ／ｊ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：

4、１、通过研究国内外釆集器现状和背景，提出系统的整体方案。２、根据系统方案确定需设计电源板卡、采集处理板卡和通讯板卡。３、根据系统方案对核心元件选型，如振动传感器、电源模块、ＭＶＢ模块。４、对核心芯片ＤＳＰ和ＦＰＧＡ选型，并为其配置外围的电源、Ａ／Ｄ、通信电路。５、对系统进行电磁兼容性设计，提高其可靠性。６、完成对系统的ＦＰＧＡ和ＤＳＰ软件开发及相应的功能仿真。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成。除文中已经注明引用的内容外果，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写

5、过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：曰期：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要近年来，我国的高速铁路事业发展迅速，列车的运行速度也越来越快，使得铁路交通变得更加便利。但是由于速度的提高，对高速列车的平稳运行就会有更高的要求。一而平稳运行的个最直接的评价指标就是列车的振动。当列车在高速运行时，如果振。动过大，会让乘客感到不舒适并且还会有安全隐患一Ｄ本文针对国内外采集器的现状，提出了

6、种基于ＦＰＧＡ和ＳＰ的列车振动监测系统设计。ＦＰＧＡ和ＤＳＰ的双芯片系统可以充分发挥两种芯片的性能潜力，ＦＰＧＡ控制外围电路，ＤＳＰ负责对采集到的振动信号进行处理。ＤＳＰ和ＦＰＧＡ之间的数据传输和通信釆用ＳＰＩ接口方式，ＦＰＧＡ将采集到的数据通过ＳＰＩ接口传输给ＤＳＰ和备份至ＳＤ卡以便进行后期深度分析，ＤＳＰ对数据进行处理并将结果返还给ＦＰＧＡ。本文完成了监测系统中电源板卡、采集处理板板卡、通讯板卡的硬件电路设计，并且考虑到工作时的电磁环境而对其进行电磁兼容性设计，对核心芯片ＦＰＧＡ其。在软件设计方面和ＤＳＰ

7、都各自进行了嵌入式软件幵发，并且进行了功能仿真。论文首先介绍了国内外采集器的发展研究现状，对比了国内外采集技术的差距同时提出本课题二，；第章提出系统的总体方案设计以及拟达到的技术指标；第三章和第四章详细阐述了系统的硬件电路设计，同时对各部分硬件电路进行电磁兼容设计；第五章介绍了系统的软件设计，并通过自制的待测信号对其进行功能测试。从功能仿真测试的结果来看，本论文所设计的监测系统具有实时性、高效性、和实用性，适合对列车振动监测进行长期服役。关键词：高速列车；振动监测；ＤＳＰ；ＦＰＧＡ；电磁兼容性；西南

8、交通大学硕士研究生学位论文第丨丨页ＡｂｓｔｒａｃｔＨｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｓｏｆａｓｔｔｈａｔｉｔｓｓｐｅｅｄｉｓｄｒａｓｔｉｃ