摘 要

本文研究了国内机务段电力机车的检修现状，对国内机务段电力机车整备场的隔离开关使用进行了介绍，并针对国内隔离开关的管理工作自动化程度不高、智能化程度低以及安全系数低等问题，提出了可行的改进方案，设计了接触网隔离开关远程控制系统，并在现场得到了实际应用验证。

本文以51单片机为核心，利用矩阵键盘实现隔离开关控制点的机车号信息的输入，采用射频IC卡系统实现隔离开关操作员信息的快速认证，利用CAN总线实现隔离开关控制点信息的远距离传输至中央控制室，并在其lcd上显示现场的信息，利用单片机的开关量输入输出对隔离开关控制点进行动作控制。

利用C Builder开发上位机软件，实现各个隔离开关控制点设备的信息显示，并将各个控制点下位机传输来的数据自动录入数据库，并提供数据库历史数据查询功能，区分普通用户和管理员身份，提供不同的权限，并根据隔离开关控制点所在股道信息给出操作的语音提示，以对现场人员进行语音提示。

整个系统实现了信息采集的自动化，操作流程的规范化，大大提高了机务段电力机车运用检修工作的安全性。

关键字：单片机、CAN总线、接触网隔离开关

Abstract

This paper studies the maintenance level of locomotive and locomotive at home and abroad, compares the maintenance level at home and abroad, and puts forward a feasible scheme for the problem of low degree of automation in domestic maintenance work, low intelligence and low safety factor. The catenary isolation switch remote control system, and eventually complete the physical debugging of the entire system.

In this paper, the microcontroller as the core, expand the IC card system to achieve rapid operator information authentication, the use of CAN bus protocol to achieve long-distance information transmission, the use of matrix keyboard to achieve information input, the use of lcd to achieve on-site information display for human-computer interaction to provide a good environment The

Using C Builder to develop the host computer to achieve the information display of various field devices, and each site under the machine to automatically enter the data into the database, and provide database history data query function, distinguish between ordinary users and administrator status, provide different permissions.

The whole system realizes the automation and intelligence of information collection, the standardization of the operation process, and greatly improves the security of the maintenance work of the service section.

Keywords: IC card authentication, single chip, CAN, catenary disconnector

目 录

摘 要 1

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2国内外研究现状分析 1

1.3 本文研究的主要内容 1

1.3.1基本作业流程要求 1

1.3.2本课题的主要研究工作 2

1.4 文章的结构安排 3

第2章 接触网隔离开关综合监控装置设计 4

2.1系统的总体方案 4

2.2 监控装置整体的设计 5

2.3stc89s52最小系统的设计 5

2.4 ic卡模块的设计 6

2.4.1 IC卡介绍 6

2.4.2 MFRC522介绍 6

2.4.3IC读卡模块的选用 7

2.5 CAN通讯模块的设计 8

2.6 键盘模块的设计 10

2.7 LCD模块的设计 11

2.8 电机模块的设计 11

2.9 监控装置软件的设计 12

2.9.1 软件整体的设计 12

2.9.2 关键代码编写 14

第3章 通信控制装置设计 16

3.1 通信控制装置整体的设计 16

3.2 通信控制装置的硬件设计 16

3.2.1 CAN模块与单片机的接口设计 16

3.2.2 单片机与电脑上位机的接口设计 16

3.3 通信控制装置的软件设计 17

3.3.1CAN通信报文的验收原理 17

3.3.2CAN通信相关软件设计 18

第4章 上位机程序的设计 22

4.1 上位机软件整体的设计 22

4.2 数据库的设计 22

4.3BCB与数据库建立连接 23

4.4 各个窗体的设计 24

4.3.1主窗体的设计 24

4.3.2 查询窗体的设计 25

4.3.3 其他辅助窗体的设计 25

第5章 总结 28

参考文献 29

致谢 30

第1章 绪论

本课题主要针对于国内电力机务段智能化程度不高，自动化程度低以及安全系数低的现实问题进行探讨研究，提出了可行的改进方案，并完成整个系统实物的调试。本设计实现了信息采集的自动化，同时让操作流程更加的规范化，为施工作业人员提供可安全的工作环境，有效保护了他们的安全。

1.1目的及意义

接触网隔离开关的远程监控系统的成功研发能够实现机务段和铁路局对机车检修、人员安排、作业记录等工作的现代化信息管理；有利于改变电力机务段在装备作业时对隔离开关的传统的监护模式和操作模式，缩短作业时间，提高作业效率；有利于保证工作人员的及乘车人员的生命财产安全，大大减少事故的发生率；使机务段的作业走向智能化。

1.2国内外研究现状分析

国内隔离开关的分合闸操作大部分都是先通过手动操作传动机构来带动开关，然后经过人工挂地线的方式来完成的，这样的作业方式强度大、效率低，且在不同程度的威胁了作业人员的生命安全。

反观国外机务段检修作业，他们利用自动化控制取代了人工作业的方式，对接触网隔离开关的安全敏感设备进行安全互锁和集中监控，从而保证工作人员的安全，国外的基本作业方式有两种，分别是“检修平台”方案和“专用梯子”方案。