1.引言

鐵路巡檢的精細(xì)化、科學(xué)化，直接關(guān)系著鐵路運(yùn)輸安全，為了減少事故、排除隱患，保證鐵路的運(yùn)輸安全，巡檢人員必須定期巡視各種鐵路的設(shè)備、信號(hào)。傳統(tǒng)的巡檢由于管理的落后，思想的麻痹，事故率較高。因此，引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)管理理念，采用智能管理系統(tǒng)顯得十分重要。

2.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

鐵路巡檢系統(tǒng)包括：主控制器C8051F340、PHILIPS公司Mifare非接觸射頻IC卡、SD卡存儲(chǔ)信息、LCD液晶顯示、鍵盤按鍵、電源模塊、MAX3232CSE低功率傳送器及接收器、DS12C887實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片、24位HX712 A/D轉(zhuǎn)換器芯片、電源模塊等組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.1 主控制單片機(jī)芯片C8051F340

C8051F340器件是完全集成的混合信號(hào)的片上系統(tǒng)型MCU。具有如下特點(diǎn)：高速、流水線型結(jié)構(gòu)的8051兼容的微控制器內(nèi)核，可達(dá)48MIPS；全速片內(nèi)在線調(diào)試接口；通用串行總線（USB）功能控制器；具有內(nèi)部上電復(fù)位等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足巡檢儀高速、精確存儲(chǔ)的要求。

2.2 Mifare非接觸射頻IC卡設(shè)計(jì)

Mifare卡是一種智能卡，內(nèi)建有中央微處理器MCU和ASIC等，使卡在安全保密、認(rèn)證邏輯、算術(shù)運(yùn)算等微操作控制有序進(jìn)行。本設(shè)計(jì)中射頻卡分為人員信息卡和設(shè)備識(shí)別卡兩種，分別存儲(chǔ)巡檢人員信息和檢測(cè)設(shè)備信息。將射頻卡在一定距離范圍內(nèi)(5mm-10mm)靠近讀寫器表面，通過無線電波的傳遞來完成數(shù)據(jù)的讀寫操作。

圖1 巡檢儀結(jié)構(gòu)圖

2.3 SD卡

SD作為一種存儲(chǔ)卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，擁有高記憶容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移動(dòng)靈活性以及很好的安全性。它通過9針的接口界面與專門的驅(qū)動(dòng)器相連接，不需要額外的電源來保持其上的記憶信息。本設(shè)計(jì)選用512MB的SD存儲(chǔ)卡。

2.4 其它外圍電路

除了以上主要的設(shè)計(jì)外，還包括時(shí)鐘電路、顯示電路、鍵盤、串口通信等主要部分。運(yùn)用DS12CR887實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，主要是記錄巡檢日期和時(shí)間。LCD顯示模塊主要是顯示巡檢的內(nèi)容、刷卡時(shí)間和卡片上信息。MAX3232CSE低功率傳送器及接收器主要是用來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)的通信。

3.巡檢儀軟件設(shè)計(jì)

圖2 軟件流程圖

巡檢儀軟件設(shè)計(jì)，在Keil環(huán)境下，主要包括設(shè)備初始化程序、IC卡讀寫程序、SD卡讀寫程序、LCD顯示程序等主要程序。軟件流程圖如圖2所示：

巡檢儀上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)部分主要包括：非接觸IC卡所有設(shè)置、巡檢計(jì)劃的編制、巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)的分析、查詢和存儲(chǔ)。射頻卡設(shè)置主要是對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行設(shè)置和加密。巡檢計(jì)劃編制主要是指定巡檢人員和要檢測(cè)的鐵路設(shè)備。巡檢結(jié)束后將巡檢數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，進(jìn)行分析設(shè)備，最終生成相應(yīng)的報(bào)表，以供領(lǐng)導(dǎo)和上級(jí)部門查閱。

4.測(cè)試結(jié)果及分析

此次設(shè)計(jì)的鐵路巡檢儀已經(jīng)生成樣機(jī)，在線測(cè)試與應(yīng)用，經(jīng)過對(duì)該儀器的測(cè)試，效果良好，完全在設(shè)計(jì)預(yù)期范圍內(nèi)。需要注意的是：首先通過上位機(jī)設(shè)置好IC卡，巡檢人員的信息和需要檢測(cè)的鐵路設(shè)別信息。其次，在射頻場(chǎng)內(nèi)，一定要在合適的測(cè)試距離范圍內(nèi)測(cè)量，使效果達(dá)到最佳。最后，數(shù)據(jù)反饋的分析，建立數(shù)據(jù)庫，查詢方便、快捷。

5.結(jié)束語

現(xiàn)在鐵路巡檢儀的種類很多，利用無線射頻技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)用前景還是很廣闊，讀卡時(shí)方便、高效、不易損壞，穩(wěn)定性良好，使鐵路巡檢工作科學(xué)有序，具有重要的實(shí)際意義。在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)上，還可以加上GPS和GSM設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)定位功能，使巡檢工作更加制度化、科學(xué)化，對(duì)鐵路工作具有重大的意義。

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