摘要：铁路电力牵引的突出优点是功率大、效率高,成为了中国铁路发展的主要方向,因此现今新建和改建的铁路线都采用了电力牵引方式。铁路电力牵引供电系统的电气连接点在运行中会发生过热,严重时会烧损导线,造成供电中断,影响铁路正常运输。实时监测供电系统关键部件的温度,以免发生高热造成重大事故,是铁路牵引供电一项非常重要的工作。目前主流的温度监测手段有红外测温、光纤测温、无线测温等方法。红外测温采用非接触方式,测量精度较低,光纤测温需要布线,安装复杂,总体价格高,因而这两种技术在一些环境、条件下难以得到推广。无线测温技术采用了占用空间小、花费低、信息获取功能强大的无线传感器,可以实现温度的直接实时监测。本文系统地研究了无线传感器网络的相关原理,找到了一种适合铁路牵引供电系统的无线传感器网络——ZigBee。本文首先研究了无线传感器结构原理、模型分层等关键技术,研究结论指出省电、延时短、网络容量大、保密性强、成本低廉等特点的ZigBee技术是非常适合应用于铁路牵引供电温度在线监测系统的无线传感器网络。接着对ZigBee目前的应用情况以及构成原理进行了分析,介绍了常用的ZigBee解决方案CC2430,对TI公司CC2430芯片的Z-Stack进行了剖析。针对ZigBee协议中网络构架的组成、相关的设计标准、使用的原则、路由设计原则和配置情况等很多无线传输方面的问题进行分析研究。本文主要从硬件和软件方面来对温度在线监测的问题进行设计研究。硬件设计主要包括前端数据采集、远程数据通信、中心数据处理三个子系统,从节点选型、微处理器设计、辅助电路芯片的型号选择及设计、传感器参数化设计一直到无线通讯、中心数据处理的硬件设计。在软件设计方面,主要采用的是集成的Z-Stack,然后以CC2430为硬件平台,在协议的用户层上进行软件的开发和程序编写,设计出了能够进行温度数据的收集和传输相关数据的无线传感器节点。通过后台服务器控制程序设计实现了温度监测数据的查询、判定、分析、处理。