随着铁路建设的不断发展,铁路轨道安全问题越来越被人们重视,对铁路轨道数据的采集分析也越来越重要。本课题以铁路轨道数据采集系统的研制为主要内容,基于USB与多线程两种关键技术,完成了从硬件设计到软件开发直至软硬件整合调试的整个过程,实现了针对铁路轨道信号的采集。首先,简要介绍了通用串行总线(USB)的结构与原理。由于通用串行总线具有价格低廉、使用简单、支持即插即用、易于扩展等特点,因此,在PC机及嵌入式系统上有着广泛的应用。其次,在系统电路设计中,采用模块化的设计方法,根据数据采集系统的工作流程,将整个系统分为信号调理模块、数据采集模块、数据缓冲模块、逻辑控制模块、USB接口模块以及电压转换模块六大模块。然后,将采集系统的软件部分划分为三个部分:USB芯片的固件程序、USB设备驱动程序和用户操作平台。其中,用户操作平台程序的编写以C++Builder作为开发环境,利用了多线程技术,使系统实现了采集与显示的同步实现。最后,完成了系统的安装调试,并给出了采集系统上电运行后的采集界面和采集波形。同时对整个系统的设计进行了回顾总结,指出系统具有诸多优点的同时也提出了下一步的研究方向,并且对USB数据采集的应用前景进行了展望。