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测控技术与仪器 论文
无缝线路轨温实时监测系统的实现和应用
摘要：为简便实时地监测无缝线中的钢轨温度，应对钢轨进行应力散放作业。介绍了无
缝线路轨温实时监测系统的硬件及软件设计。在该系统中，利用单片机对传感器进行远
程控制和数据传输，借助串行通信实现人机交互控制。该系统目前已投入使用，通过对
轨温的实时测量和数据统计，为轨道监测和维护作业提供了科学的依据。
关键词：无缝线路 轨温 温度应力 传感器控制 串口通信
当今，世界各国铁路都在大力发展无缝轨道。无缝轨道的特点是钢轨中间不留间际，
但无缝钢轨因热胀冷缩所带来的长度变化会产生巨大的温度应力作用，若钢轨应力散放
控制得不好，天热时可能会造成胀轨跑道，天冷时可能会出现拉断钢轨的情况。因此，
自无缝轨道问世以来，轨温监测工作就被放到了一个非常重要的地位。目前，我国的铁
路轨温监测主要是靠人工定点定时测量完成。这种测温方法所获得的监测数据密度小，
难以捕捉日、月、年内的最高轨温和最低轨温；占用劳动力多、测量误差大、实时性差
，因此难以为铁路工务作业提供及时、准确、科学的决策依据。
本文所提出的无缝铁路轨温实时监测系统就是针对这一情况而设计的。通过控制远程
传感器实现对负轨温度测量。并把测得的轨温数据传入计算机进行存储、处理和分析，
极大方便了铁道工作者对轨温的测量和监控以及制定相应的轨道维护策略。
1 系统框图
本系统利用89C51单片机及其外围电路完成对DS18B20单总线数字传感器的控制和数据
传输，利用以nRF401无线收发芯片为核心构建的无线收发器完成数据的远程传输，借助
单片机和计算机之间的串行通信完成人机交互控制，并用VB语言开发了适应于铁路温度
测量系统的个性化交互办是非界面。图1所示是无线轨温实时监测系统的原理图，这种方
式具有方便、快捷和灵活的优点、同时克服了工程中布线的困难。
2 硬件实现
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