基于stm32机车轴温检测装置的设计

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1、基于STM32机车轴温检测装置的设计郑俊飞翟军勇东南大学自动化学院摘要：机车行驶时轴承极易发热磨损，若轴温太高时不能及时检测出来并发出报警，将对机车行驶造成一定的安全隐患。将轴温检测装置安装在机车的每一个转向架上，最后将整列机车上的机车轴温检测装置的数据通过总线发送至上层的轴温处理器进行集中处理。机车轴温检测装置以STM32模块为核心，还包括温度采集模块、电源模块、通信模块以及屏蔽盒。关键词：轴温;转向架;STM32;收稿日期：2017.7.20DesignofLocomotiveAxleTemperatureDet

2、ectionDeviceBasedonSTM32Abstract：Whenthelocomotiveisrunning,thebearingiseasytogenerateheatandwear.Tftheaxletemperatureistoohigh,itcan’tbedetectedintimeandalarm,whichwillcausecertainsafetyhazardtothelocomotiverunning.Theaxletemperaturedetectingdeviceisinstalledo

3、neachbogieofthelocomotive,andfinally,thedataofthelocomotiveaxletemperaturedetectiondeviceonthewholelocomotiveissenttotheupperaxletemperatureprocessorbythebusforcentralizedprocessing.ThelocomotiveaxletemperaturedetectiondevicetakesSTM32moduleasthecore,includingD

4、S18B20temperatureacquisitionmodule,powermodule,communicationmoduleandshieldingbox.Keyword：axletemperature;bogie;STM32;Received：2017.7.20近年来随着机车的快速发展，在铁路运输中对控制和检测方面提出了更高的要求LQ。为保证机车安全运行，要求对机车各关键部分及其运行状态进行实时监测。而轴承温度就是关键参数，轴承是机车转向机构的主要部件之一，是保证机车安全运行的重要部件XZL机车行驶时与钢轨

5、容易产生冲击，加上机车自身重量和载重量较大，从而导致机车轴承发热、磨损。目前广泛使用的机车轴温检测装置存在很多缺限，例如非接触式红外线轴温探测设备存在成木高、适应环境能力差、测量误差大、可靠性差等缺点以1，而以往的接触式轴温检测装置则存在结构复杂、抗干扰性能低、功耗大等缺点。本文设计一种结构简单、响应速度快、低功耗、抗干扰性能强的机车轴温检测装置。1硬件结构轴温检测装置由STM32模块、温度采集模块、通信模块、电源模块组成，然后将硬件安装于屏蔽盒屮。图1轴温检测装置硬件结构图下载原图1）STM32模块，用于接收和处理

6、温度采集模块采集的温度数据，判断温度数据是否满足报警条件，若满足报警条件则发出相应的报警代码至上层处理器。单片机每隔一段时间将温度数据等信息经通信模块发送至上层处理器。STM32模块由STM32E103T8U6芯片，时钟以及复位等组成。芯片STM32F103T8U6只有36引脚，结构简单且具有低功耗、响应速度快等特点。2）温度采集模块，包含5路温度传感器，均采用数字式温度传感器DS18B20£^l,具有体积小、功耗低、精度高、抗干扰能力强等特点。轴温传感器DS18B20安装在每个转向架的车轴轴箱上，轴温传感器探头采用

7、不锈钢材质，在轴箱上开一个螺纹孔，此螺纹长度可根据实际开孔深度进行调节。转向架上的4个轴温传感器通过连接单片机不同的I/OU来识别传感器对应的机车车轴位置，余下1个DS18B20传感器用于采集环境温度。轴温传感器外观如图2所示。图2轴温传感器结构图下载原图3）通信模块，用于单片机与上层处理器之间通信，釆用CAN总线，选取SN65HVD230作为CAN收发芯片。该芯片CANH、CANL两根线分别挂接在连接整列机车通信的CAN总线上对应的CANH、CANL,CAN总线两端连接终端电阻120Q,以提高数据通信的可靠性和抗干

8、扰性。4）电源模块，用于给温度采集模块、单片机、通信模块供电。电源模块将DC110V（波动范围DC77~138V）降至5V和3.3V给上述模块供电。此外，需将模拟地和数字地用零欧电阻隔离，以提高整体电路系统的稳定性及对外抗干扰性能。5）屏蔽盒，用于屏蔽干扰和保护硬件电路板，同时提高轴温检测装罝的使用寿命。它采用铝制外壳，表面需要喷塑处理。将包含