近年来,随着我国铁路的快速发展,客货运输和行车里程已多次打破历史记录,这对铁路系统的可靠性和安全性提出了新的挑战。道岔是铁路轨道的关键组成部分,转辙机用于转换和锁闭道岔,对保证铁路的平稳安全运行起着重要作用。因此必须对转辙机的工作状态进行实时监控。转辙机缺口是反映转辙机工作状态的重要标志。但是,对转辙机缺口的实时监测一直是转辙机监测中的薄弱环节。由于转辙机的型号众多,安装位置存在差异,并且对实时性要求高,传统的通过在转辙机内安装传感器的监测方法和基于图像的监测方法难以满足实际应用需要。因此,对现有的转辙机缺口监测控制器进行改进和升级至关重要。针对这些问题,本文在研究现有转辙机监测方法的基础上,提出了一种改进的基于图像处理技术的转辙机缺口监测方法,并根据此方法设计并实现了转辙机缺口图像监测控制器。该控制器以Freescale公司研发的i.MX6处理器为主处理器,FPGA作为协处理器,主处理器和协处理器之间使用SPI总线进行通信,利用C++作为开发语言,在满足转辙机型号和安装位置差异性的同时,能够满足实时性要求。接着对转辙机缺口监测系统和硬件平台进行了介绍,并分别阐述了缺口和电流的监测原理。然后根据需求对整个软件进行了总体设计和模块划分,并对软件的SPI和网络通信协议进行了设计。随后对图像采集模块、信息处理模块、图像播放模块和传感器模块具体实现进行了阐述。最后在实验室中搭建模拟测试环境,按照功能对各个模块进行测试。最终实现的控制器能够对缺口进行实时监测,还能够对电动机运行时电流大小和运转方向、过车时振动加速度值、机箱内温湿度值进行全方位监测。当其中某一个参数不在正常工作范围内时,监测控制器会向监控主机发送对应的报警类型。同时,监控主机也可以向控制器发送查询或设置命令,从而可以更好地实现人机交互。