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        便攜式列車接近預(yù)警報(bào)警系統(tǒng)

        2016-05-28 19:35:28劉玉英
        科技與創(chuàng)新 2016年9期
        關(guān)鍵詞:報(bào)警系統(tǒng)無線通信嵌入式

        劉玉英

        摘 要:介紹了一種嵌入式系統(tǒng)與無線通信相結(jié)合的便攜式列車接近預(yù)警報(bào)警系統(tǒng),詳細(xì)描述了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)、無線發(fā)射數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)方法。

        關(guān)鍵詞:列車;報(bào)警系統(tǒng);嵌入式;無線通信

        中圖分類號(hào):TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.099

        1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        本文介紹的便攜式列車接近預(yù)警報(bào)警系統(tǒng)方便拆卸、可隨身攜帶,主要用于鐵路工人檢修鐵路時(shí)的列車接近報(bào)警。該系統(tǒng)由報(bào)警主機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)、信號(hào)檢測傳感器等設(shè)備構(gòu)成。信號(hào)檢測傳感器與轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)之間通過RF通信,無線傳播距離在150 m左右;轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)與報(bào)警主機(jī)通過無線數(shù)傳電臺(tái)通信,傳播距離為3 000 m左右。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        1.1 報(bào)警主機(jī)

        報(bào)警主機(jī)為系統(tǒng)的核心設(shè)備,主要由嵌入式單片機(jī)(STM8S207R8)、語音模塊(BSM30215)、數(shù)傳電臺(tái)和外圍器件組成,負(fù)責(zé)監(jiān)測信號(hào)檢測傳感器和轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)及語音播報(bào)。

        1.2 轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)

        轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)由嵌入式單片機(jī)(STM8S207R8)、RF無線通信模塊、數(shù)傳電臺(tái)和外圍器件等組成,負(fù)責(zé)信號(hào)檢測傳感器的監(jiān)測和報(bào)警信號(hào)的處理、轉(zhuǎn)發(fā)。在一定時(shí)間內(nèi),當(dāng)無信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),MCU進(jìn)入睡眠狀態(tài)。此時(shí),可關(guān)閉發(fā)射機(jī)電源,以節(jié)省電能。當(dāng)有信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),使用內(nèi)部模塊定時(shí)喚醒MCU,開啟發(fā)射機(jī)電源,并向報(bào)警主機(jī)發(fā)送握手信號(hào),便于監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)與報(bào)警主機(jī)之間無線通信鏈路的狀態(tài)。

        1.3 信號(hào)檢測傳感器

        信號(hào)檢測傳感器由嵌入式單片機(jī)(STM8S105K4)、RF無線通信模塊和外圍器件等組成。該設(shè)備采用蓄電池供電,在沒有列車經(jīng)過時(shí),MCU及小無線模塊進(jìn)入睡眠狀態(tài)。這樣可以降低能耗。在有列車經(jīng)過時(shí),使用內(nèi)部模塊定時(shí)喚醒MCU,并向轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)發(fā)送握手信號(hào),便于監(jiān)測傳感器與轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)之間無線通信鏈路的狀態(tài)。另外,該設(shè)備采用壓電陶瓷片檢測列車接近,并向轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)發(fā)送列車接近預(yù)警信息。

        2 硬件設(shè)計(jì)

        報(bào)警主機(jī)由嵌入式單片機(jī)STM8S207R8、語音模塊BSM30215、數(shù)傳電臺(tái)ND250和外圍設(shè)備構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

        嵌入式單片機(jī)是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心控制部件,負(fù)責(zé)接收分機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的列車接近預(yù)警信號(hào),通過判斷預(yù)警信號(hào)確定是來車報(bào)警,還是列車離開。如果是來車報(bào)警,驅(qū)動(dòng)報(bào)警燈閃爍并循環(huán)播報(bào)語音;如果是列車離開,關(guān)閉報(bào)警燈和語音,解除警報(bào)。此外,單片機(jī)還負(fù)責(zé)監(jiān)測分機(jī)故障和傳感器故障、欠壓狀態(tài)等并播報(bào)語音。語音播報(bào)模塊帶有通用控制串口和忙信號(hào)腳,通過控制串口可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)語音文件的指定曲目播放、暫停、停止、音量+/-等功能。

        轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)由嵌入式單片機(jī)(STM8S207R8)、數(shù)傳電臺(tái)、RF無線通信模塊和外圍器件組成,負(fù)責(zé)處理和轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)警信號(hào),并監(jiān)測其與信號(hào)檢測傳感器設(shè)備之間無線通信鏈路的狀態(tài),其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        3 無線發(fā)射數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)

        信號(hào)檢測傳感器通過RF將數(shù)據(jù)發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī),數(shù)據(jù)流如表1所示。

        4 結(jié)束語

        總而言之,隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,汽車電器開關(guān)的使用范圍越來越廣。汽車的報(bào)警功能、油泵等都是需要選擇的內(nèi)容,在越來越多電器開關(guān)種類增加的同時(shí),其用途也不盡相同。本文以提高電器開關(guān)控制的可靠性為原則,介紹了直接控制方法和間接控制方法的相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)的不同,間接控制方法可分為3種,即數(shù)字化電器開關(guān)控制、電阻編碼電器開關(guān)控制和大小電流觸點(diǎn)的電器開關(guān)控制。事實(shí)證明,只有提高電器開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行效率,保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性,才能使交通運(yùn)輸業(yè)朝著更長遠(yuǎn)的方向發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]李偉,梁占飛,楊家亮,等.汽車電器開關(guān)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)[J].電子制作,2015(05):62-63.

        [2]劉志英,趙路濤.汽車電器開關(guān)耐久試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)[J].汽車電器,2012(12):63-65.

        [3]田永,方瑛,廖兵.汽車電子電器件材料的選擇與應(yīng)用[J].汽車與配件,2014(19):64-67.

        〔編輯:白潔〕

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