labview火车道口控制系统的设计【字数：12390】
随着铁路交通的发展以及日趋的完善，在实际生活交通中，仍然存在很多的交通事故和不完善的交通设施。目前，大多数铁路道口存在于人烟稀少或者特殊地段的路口，通常以桥洞的形式来实现两侧交通，多数会以限制行车高度来进行车辆和行人通过，雨天容易堵塞积水，随着使用常年需要人为加固及维修，不利于长期使用。传统的铁路道口需要工作人员指挥，还要查道口两侧是否有火车，确认安全时方可通过，存在着不小的安全隐患。相比于桥洞设涉及和传统的铁路道口，LabVIEW火车道口控制系统将具有提前提醒，报警，无人看守等功能，能保障通行的安全。本课题以LabVIEW编程为基础的火车道口设计为主要研究对象，要求通过利用LabVIEW数据采集系统对火车进出站、行人、车辆的模拟量和数字量的信号处理，对火车经过道口进行准确的处理。通过传感器检测对火车进站的信号，同时道口进行文字或者警示灯进行提醒，确保行人车辆安全通过，紧接着关闭闸口，直至传感器检测到火车出站的信号，打开闸口进行正常通行，并且对保存当前数据。
目 录
1.绪论 1
1.1研究的背景 1
1.2设计的目的与意义 1
1.3火车道口发展趋势及改进方向 1
1.4本文工作内容概述 2
2.虚拟仪器技术及LabVIEW 3
2.1虚拟仪器的概念 3
2.2虚拟仪器的构成、特点及应用 3
2.3虚拟仪器的发展方向 4
2.4 LabVIEW软件 4
2.5本章小结 6
3.系统设计方案 7
3.1整体设计构思 7
3.2硬件设计方案 7
3.3软件设计方案 8
3.4本章小结 8
4.硬件系统的设计 9
4.1硬件设计的组成 9
4.2采集卡 9
4.3传感器 11
4.4升降挡车杆 13
4.5蜂鸣器 15
4.6硬件电路设计 16
4.7本章小结 17
5.软件系统的设计 18
5.1系统软件设计的总体框架 18
5.2 LabVIEW主程序前面板设计 19
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5.3 LabVIEW主程序框图设计 21
5.4本章小结 24
6.系统调试及分析 25
6.1硬件调试 25
6.2软件调试 26
6.3系统整体调试 28
6.4调试分析 33
7.总结与展望 34
7.1总结 34
7.2展望 34
参考文献 35
附录 状态机程序 36
致谢 42
1.绪论
1.1研究的背景
随着铁路交通的发展以及日趋的完善，在实际生活交通中，仍然存在很多的交通事故和不完善的交通设施。目前，大多数铁路道口仍然以桥洞来实现两侧交通，多数会以限制行车高度来进行车辆和行人通过，雨天容易堵塞积水，随着使用常年需要人为加固及维修，不利于长期使用：日常的铁路道口需要工作人员指挥，还要检查道口两侧是否有火车行驶，确认安全时才可通过，存在着不小的安全隐患。相比于传统的桥洞设计和铁路道口，LabVIEW火车道口控制系统将具有提前语音提醒，报警，无人看守等功能。
1.2设计的目的与意义
目前，随着铁路交通的快速发展，铁路道口也必将随着增多，智能化将普及到各行各业，采用LabVIEW火车道口控制系统会越来越适应社会发展的需求。LabVIEW编程软件没有寻常仪器的控制面板，主要采用计算机的图形环境处理，选择可视化的图形编程结构和桌面，利用在PC机屏幕上创建图形化的软面板来取代寻常的传统仪器面板，能够实时直接地对数据进行编辑处理，并且虚拟仪器的价格低廉。
采用LabVIEW语言控制系统具有控制功能强，测试测量精准，易仿真模拟等优点，在LabVIEW火车道口控制系统的日常使用中，将有效的保证行人和车辆的通过安全，保证火车安全行驶，以达到无人值守，是一项具有实际意义的研究。
1.3火车道口发展趋势及改进方向
在2007年4月18日零时起，我国铁路第六次大幅增速正式开始。列车速度的提高大大缩短了许多乘客的出行时间，为乘客提供了便利和速度。但随着列车速度的又一次提高，铁道路口的情况越发复杂，交通安全状况也更加严峻。LabVIEW火车道口控制系统会取代传统的桥洞、人为值守的铁道路口，能够充分保证火车安全、迅速、有效的通行，也能保证两侧交通日常的行驶，工作效率和安全性也会大大的提高。
在21世纪的社会发展中，智能化将会成为一种潮流趋势，逐步淘汰和取代低端的事物。随着铁路的高速发展，衔接铁路两端的路口也会越来越多，实现智能化控制系统将摆脱过去存在的弊端，解决过往行人车辆和火车的交通安全隐患，系统更加精准的控制。火车道口控制系统的改进方向主要在以下几个方面体现：第一，取代传统道口的人为控制；第二，控制精准，对来车进行提醒；第三，在保证火车进出站通行效率的前提下，两侧行人车辆通过会更加安全。
因此，本次LabVIEW火车道口控制系统设计将改善、取代以往道口交通的不足，从技术上去克服这些缺点，是一项具有实用价值意义的研究。
1.4本文工作内容概述
本文是进行以LabVIEW编程语言为核心的火车道口控制系统的设计。进而对硬件电路以及软件程序进行整体设计，再进行硬件和软件综合调试，从而实现火车道口系统的各项功能。
第2章：主要对虚拟仪器技术及LabVIEW2018软件平台的介绍，对虚拟仪器技术进行简单分析。
第3章：介绍系统设计方案，对整体设计的构思并展开简述了硬件和软件的方案设计。
第4章：介绍硬件系统的设计，对本次运用的硬件进行详细介绍。
第5章：介绍软件系统的设计，主要包含了LabVIEW2018相关的程序并对运行硬件进行编程。
第6章：对系统的进行调试和分析。
第7章：总结和展望，对本次设计做最后的总结。
2.虚拟仪器技术及LabVIEW
2.1虚拟仪器的概念
在20世纪80年代时期，美国国家仪器公司（National Instrument，NI）率先提出了虚拟仪器（Virtual?Instrument，VI）的概念。在将近三十年的发展中，虚拟仪器，一种计算机控制的模块化仪器系统，已经在全球范围内得到普遍认可和广泛应用。虚拟仪器技术是现代仪器技术与计算机技术互相结合的产物，它是21世纪科技中的核心技术之一,它充分利用计算机软件与硬件之间的优势，实现数据自动采集、分析和处理。然而它的影响，也打破了传统仪器在测量速度、功能以及适应范围的局限，可以扩大用户想象的空间，从而灵活地创新仪器功能、处理算法、信息表达方式上。它的出现对传统仪器的结构、概念和设计观点都产生了前所未有的改革，代表了当前仪器发展的最新方向和潮流。虚拟仪器具有设计灵活、开发周期短、成本低、维护方便、扩展容易和软件资源丰富等优点，“软件即是仪器”是虚拟仪器的基本特征。
目 录
1.绪论 1
1.1研究的背景 1
1.2设计的目的与意义 1
1.3火车道口发展趋势及改进方向 1
1.4本文工作内容概述 2
2.虚拟仪器技术及LabVIEW 3
2.1虚拟仪器的概念 3
2.2虚拟仪器的构成、特点及应用 3
2.3虚拟仪器的发展方向 4
2.4 LabVIEW软件 4
2.5本章小结 6
3.系统设计方案 7
3.1整体设计构思 7
3.2硬件设计方案 7
3.3软件设计方案 8
3.4本章小结 8
4.硬件系统的设计 9
4.1硬件设计的组成 9
4.2采集卡 9
4.3传感器 11
4.4升降挡车杆 13
4.5蜂鸣器 15
4.6硬件电路设计 16
4.7本章小结 17
5.软件系统的设计 18
5.1系统软件设计的总体框架 18
5.2 LabVIEW主程序前面板设计 19
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5.3 LabVIEW主程序框图设计 21
5.4本章小结 24
6.系统调试及分析 25
6.1硬件调试 25
6.2软件调试 26
6.3系统整体调试 28
6.4调试分析 33
7.总结与展望 34
7.1总结 34
7.2展望 34
参考文献 35
附录 状态机程序 36
致谢 42
1.绪论
1.1研究的背景
随着铁路交通的发展以及日趋的完善，在实际生活交通中，仍然存在很多的交通事故和不完善的交通设施。目前，大多数铁路道口仍然以桥洞来实现两侧交通，多数会以限制行车高度来进行车辆和行人通过，雨天容易堵塞积水，随着使用常年需要人为加固及维修，不利于长期使用：日常的铁路道口需要工作人员指挥，还要检查道口两侧是否有火车行驶，确认安全时才可通过，存在着不小的安全隐患。相比于传统的桥洞设计和铁路道口，LabVIEW火车道口控制系统将具有提前语音提醒，报警，无人看守等功能。
1.2设计的目的与意义
目前，随着铁路交通的快速发展，铁路道口也必将随着增多，智能化将普及到各行各业，采用LabVIEW火车道口控制系统会越来越适应社会发展的需求。LabVIEW编程软件没有寻常仪器的控制面板，主要采用计算机的图形环境处理，选择可视化的图形编程结构和桌面，利用在PC机屏幕上创建图形化的软面板来取代寻常的传统仪器面板，能够实时直接地对数据进行编辑处理，并且虚拟仪器的价格低廉。
采用LabVIEW语言控制系统具有控制功能强，测试测量精准，易仿真模拟等优点，在LabVIEW火车道口控制系统的日常使用中，将有效的保证行人和车辆的通过安全，保证火车安全行驶，以达到无人值守，是一项具有实际意义的研究。
1.3火车道口发展趋势及改进方向
在2007年4月18日零时起，我国铁路第六次大幅增速正式开始。列车速度的提高大大缩短了许多乘客的出行时间，为乘客提供了便利和速度。但随着列车速度的又一次提高，铁道路口的情况越发复杂，交通安全状况也更加严峻。LabVIEW火车道口控制系统会取代传统的桥洞、人为值守的铁道路口，能够充分保证火车安全、迅速、有效的通行，也能保证两侧交通日常的行驶，工作效率和安全性也会大大的提高。
在21世纪的社会发展中，智能化将会成为一种潮流趋势，逐步淘汰和取代低端的事物。随着铁路的高速发展，衔接铁路两端的路口也会越来越多，实现智能化控制系统将摆脱过去存在的弊端，解决过往行人车辆和火车的交通安全隐患，系统更加精准的控制。火车道口控制系统的改进方向主要在以下几个方面体现：第一，取代传统道口的人为控制；第二，控制精准，对来车进行提醒；第三，在保证火车进出站通行效率的前提下，两侧行人车辆通过会更加安全。
因此，本次LabVIEW火车道口控制系统设计将改善、取代以往道口交通的不足，从技术上去克服这些缺点，是一项具有实用价值意义的研究。
1.4本文工作内容概述
本文是进行以LabVIEW编程语言为核心的火车道口控制系统的设计。进而对硬件电路以及软件程序进行整体设计，再进行硬件和软件综合调试，从而实现火车道口系统的各项功能。
第2章：主要对虚拟仪器技术及LabVIEW2018软件平台的介绍，对虚拟仪器技术进行简单分析。
第3章：介绍系统设计方案，对整体设计的构思并展开简述了硬件和软件的方案设计。
第4章：介绍硬件系统的设计，对本次运用的硬件进行详细介绍。
第5章：介绍软件系统的设计，主要包含了LabVIEW2018相关的程序并对运行硬件进行编程。
第6章：对系统的进行调试和分析。
第7章：总结和展望，对本次设计做最后的总结。
2.虚拟仪器技术及LabVIEW
2.1虚拟仪器的概念
在20世纪80年代时期，美国国家仪器公司（National Instrument，NI）率先提出了虚拟仪器（Virtual?Instrument，VI）的概念。在将近三十年的发展中，虚拟仪器，一种计算机控制的模块化仪器系统，已经在全球范围内得到普遍认可和广泛应用。虚拟仪器技术是现代仪器技术与计算机技术互相结合的产物，它是21世纪科技中的核心技术之一,它充分利用计算机软件与硬件之间的优势，实现数据自动采集、分析和处理。然而它的影响，也打破了传统仪器在测量速度、功能以及适应范围的局限，可以扩大用户想象的空间，从而灵活地创新仪器功能、处理算法、信息表达方式上。它的出现对传统仪器的结构、概念和设计观点都产生了前所未有的改革，代表了当前仪器发展的最新方向和潮流。虚拟仪器具有设计灵活、开发周期短、成本低、维护方便、扩展容易和软件资源丰富等优点，“软件即是仪器”是虚拟仪器的基本特征。
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