基于无线传输的列车进出站报警装置的制作方法

铁路车辆辅助装置的制造及其改造技术1.本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种基于无线传输的列车进出站报警装置。背景技术：2.近年来我国轨道建设迎来了空前的高峰，伴随着运行线路的不断开通和运营，随着列车数据换装的既有线路提速、施工改造、双线电气化改造等项目的接踵而至，加上列车车节数目的增加，使得进出站台的列车数量大幅度增加，由于存在在轨人员检修的情况，要提醒检修人员列车进出站来避免发生安全事故，同时，对于已建成投入使用的车站，铺设相关的线路会带来不便，同时会增加施工周期和施工成本，所以设计一种有效的列车进出库报警装置显得尤为重要。技术实现要素：3.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于无线传输的列车进出站报警装置，采用各检测模块来监测列车是否进出站，通过无线传输的方式传输至微机系统进行实时监测，当监测到列车即将进出站时进行报警提醒。4.为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：5.一种基于无线传输的列车进出站报警装置，包括太阳能收集模块，电能储存模块，列车进出站检测模块，第一无线传输模块构成的信号采集发射模块；直流供电模块，第二无线传输模块，光电隔离模块，微机系统模块，555定时器模块，继电器模块，声光报警模块构成的信号接收报警模块；6.太阳能收集模块的输出端连接电能储存模块，电能储存模块的输出端连接列车进出站检测模块和第一无线传输模块为其供电，列车进出站检测模块的输出端连接第一无线传输模块，采用检测模块对列车进出站进行监测，将检测信号通过第一无线传输模块传输至信号接收报警模块；7.第二无线传输模块的输出端连接到光电隔离模块的输入端，光电隔离模块的输出端连接微机系统模块，微机系统模块的输出端依次连接555定时器模块，继电器模块，声光报警模块；直流供电模块为第二无线传输模块、光电隔离模块，微机系统模块、声光报警模块进行供电；第二无线传输模块接收第一无线传输模块传输的检测信号，通过光电隔离模块安全隔离后上传微机系统模实时监测检测信号，当检测到需要进行列车进出站报警时，微处理器经555定时器模块和继电器模块连接控制声光报警模块工作。8.进一步地，太阳能收集模块采用太阳能电池板，电能储存模块采用铅酸免维护蓄电池或者胶体蓄电池。9.进一步地，列车进出站检测模块采用磁钢传感器，包含三条接线，其中两条为电源线，与电能储存模块相连，剩余一根为信号线，与第一无线传输模块相连；当没有列车经过时，磁钢传感器的输出为低电平，当有列车经过时，磁钢传感器的输出为不同宽度的高电平。10.进一步地，第一无线传输模块与第二无线传输模块之间采用zigbee进行通信；11.由第一无线传输模块构成一个zigbee无线网络节点，包括数据处理模块和射频模块；数据处理模块包括单片机和存储器，射频模块包括射频收发器和功放电路；将采集的检测信号传送至单片机进行编码，然后传送至射频模块进行无线传输；12.由第二无线传输模块构成另一个zigbee无线网络节点，包括数据处理模块和射频模块；射频模块接收无线信号后传送至数据处理模块的单片机进行解码，然后传输到微机系统模块。13.进一步地，微机系统模块采用arm系统，通过对无线信号的解调来判断磁钢传感器的输出状态，即列车是否进出站，配置的i/o口的输出经过555定时器延时后对声光报警模块进行报警控制。14.进一步地，555定时器模块由555芯片和外围的电阻电容构成，由arm系统输出5v为其供电；静态时输出为低电平，有触发脉冲到来时输出一定时间的高电平，输出脉冲的时间由时间常数τ决定，τ＝rc。15.进一步地，继电器模块的控制电压由555定时器的输出电压提供，在无列车经过时，555定时器的输出电压为低电平，声光报警模块与电源断开，声光报警模块不工作；当有列车经过时，555定时器的输出变为高电平，继电器的常开触点闭合，声光报警模块与电源接通，声光报警模块工作。16.进一步地，声光报警模块工作时间由555定时器的时间常数决定。17.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明装置采用各检测模块来监测列车是否进出站，通过无线传输的方式传输至微机系统进行实时监测，当监测到列车即将进出站时进行报警提醒。附图说明18.图1是基于无线传输的列车进出站报警装置示意图；19.图2是磁钢传感器输出脉冲示意图；20.图3是zigbee无线网络节点功能框图；21.图4是555定时器模块的电路原理图。具体实施方式22.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。23.如图1所示，本发明的一种基于无线传输的列车进出站报警装置，包括太阳能收集模块，电能储存模块，列车进出站检测模块，第一无线传输模块，直流供电模块，第二无线传输模块，光电隔离模块，微机系统模块，555定时器模块，继电器模块，声光报警模块。24.太阳能收集模块，电能储存模块，列车进出站检测模块，第一无线传输模块构成信号采集发射模块，太阳能收集模块的输出端连接电能储存模块，电能储存模块的输出端连接列车进出站检测模块和第一无线传输模块，为其供电，列车进出站检测模块的输出端连接着第一无线传输模块，采用检测模块对列车进出站进行监测，将检测信号通过第一无线传输模块以无线传输的方式传输至微机系统进行实时监测，当监测到列车即将进出站时进行报警提醒。25.直流供电模块，第二无线传输模块，光电隔离模块，微机系统模块，555定时器模块，继电器模块，声光报警模块构成信号接收报警模块。直流供电模块为第二无线传输模块、光电隔离模块，微机系统模块、声光报警模块进行供电，第二无线传输模块的输出端连接到光电隔离模块的输入端，光电隔离模块的输出端连接微机系统模块，微机系统模块的输出端依次连接555定时器模块，继电器模块，声光报警模块。26.第二无线传输模块接收第一无线传输模块以无线传输的方式传输的检测信号，然后通过光电隔离模块安全隔离后上传微机系统进行实时监测，当检测到需要进行列车进出站报警时，微处理器通过继电器模块连接控制声光报警模块工作，声光报警模块的工作时间由555定时器的时间常数决定。27.太阳能收集模块采用太阳能电池板，电能储存模块采用蓄电池。太阳能电池板通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应转化为电能，通过蓄电池将电能进行储存。蓄电池使用铅酸免维护蓄电池或者胶体蓄电池，这两类蓄电池具有免维护特性，同时污染小，适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是无人值守的工作站。28.太阳能电池板采用jdg系列的太阳能电池板，考虑到列车进出站检测模块和第一无线传输模块的功率和电压，采用型号为jdg-m8s100e的电池板，标称功率为8w，峰值电压为16.5-17.5v，蓄电池将太阳能电池板收集起来的电能进行存储，为列车进出站检测模块和第一无线传输模块提供电能。29.蓄电池的电压可以直接对列车进出站检测模块进行供电，列车进出站检测模块可以采用磁钢传感器，其具体工作原理为：有源磁钢不过车时，谐振电路产生一个正弦波信号，指示灯不亮，输出一个高电平或低电平给用户。过车时，由于车轮在其上方，破坏了产生一个正弦波信号的条件，指示灯发亮，输出一个相反的电平给用户。在列车经过磁钢传感器上方时，传感器的输出电平会发生变化，通过监测磁钢的输出电平来判断是否有列车经过。30.磁钢传感器的输出端连接到第一无线传输模块的输入端，在没有列车经过时，磁钢传感器的输出为低电平，当有列车经过时，磁钢传感器的输出端为不同宽度的高电平，具体电平的宽度取决于列车触发磁钢传感器的时间。31.磁钢传感器选择使用大连奇辉有限公司型号为tws12-70p的磁钢传感器，正常工作电压为12v，接线端子有三条，其中两条为电源线，与太阳能蓄电池相连，剩余一根为信号线，与无线传输模块相连。在没有列车经过时，信号线上的电平输出为低电平，在有列车经过磁钢传感器上方时，磁钢传感器会输出一段时间的高电平脉冲，具体的动作模式如图2所示，从图中可以看出，当触发信号大于3s时，输出信号为3s的高电平脉冲，当触发信号低于3s时，输出信号的脉冲宽度等于触发信号的触发时间。所以，在实际的应用中，当列车经过时，必定会触发磁钢传感器使其输出一定时间的高电平，通过监测磁钢传感器是否产生高电平即可判断列车是否进出站。32.检测信号将通过第一无线传输模块以无线传输的方式传输至信号接收报警模块的第二无线传输模块，考虑到该报警装置的传输距离较近，同时传输的信息很简单，仅仅只是磁钢输出的电平信号，所以在无线通信的选择上使用zigbee进行通信。33.zigbee技术是一种近距离，低复杂度，低功耗，低速率，低成本的双向无线通讯技术。组建一个完整的zigbee网状网络包括：网络初始化、节点加入网络。其中节点加入网络分为两个步骤：通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。34.由第一无线传输模块构成一个zigbee无线网络节点，该节点功能框图如图3所示，包括数据采集模块、数据处理模块和射频模块。数据采集模块，即为列车进出站检测模块，包括磁钢传感器和模数转换模块，采集的数据信号传送给第一无线传输模块。第一无线传输模块包括数据处理模块和射频模块。在第一无线传输模块中，数据处理模块具体包含pic18f4620单片机和相应的存储器，射频模块具体包括射频收发器cc2420和功放电路。数据采集模块将输出的信号传送至单片机后进行编码，然后传送至射频模块进行无线传输。35.在具体实施时需要借助串口调试助手进行调试，在串口调试助手中输入一串数字送到第一无线传输模块的输入端，将第二无线传输模块的输出端接到上位机进行解调后显示，来验证两个无线传输模块是否可以正常工作。36.由第二无线传输模块构成另一个zigbee无线网络节点，接收第一无线传输模块发送的检测信号，并发送给微机系统模块。该节点也包括射频模块和数据处理模块，射频模块具体包括射频收发器cc2420和功放电路，数据处理模块具体包含pic18f4620单片机和相应的存储器。射频模块接收无线信号后传送至数据处理模块的单片机进行解码并存储，然后传输到微机系统模块。37.本发明的微机系统模块采用arm系统，arm系统是配置有相应通信接口的集成电路，第二无线传输模块的信号在经过内置芯片处理后接到arm的通信接口。其还可以提供5v或者3.3v的电压，其中5v的电压可以用于555定时器的工作电压，通过对无线信号的解调来判断磁钢传感器的输出状态，即反映的就是列车是否进出站，配置的i/o口的输出经过555定时器延时后对声光报警模块进行报警控制。38.在有列车经过时输出为高电平，在没有列车经过时，输出为低电平。当接收到的磁钢传感器信号输出高电平时，arm系统控制i/o口输出控制信号，经过555定时器延时之后输出到继电器的控制端，继电器来控制声光报警模块的工作。39.555定时器模块的电路原理图如图4所示，由555芯片和外围的电阻电容构成，其中在静态时的输入(即为arm系统i/o口的输出)为高电平，输出为低电平；在暂稳态时，输入为低电平，输出为高电平。高电平的维持时间与时间常数τ＝rc相等，在确定电阻和电容的值之后可以对其进行验证，检测实际的高电平维持时间是否与设定的时间相同。40.555定时器的供电电压vcc为5v，由arm系统的电源转换而来，arm的i/o口输出的电压接在ui端，当有触发脉冲到来时输出端会输出一定时间的高电平，用来输出到继电器控制声光报警模块的工作时间，其中，输出脉冲的时间由时间常数τ决定，τ＝rc，可以固定电容的容值，电阻的阻值用可调节的电位器代替，一次来调节声光报警模块的工作时间。41.继电器模块的控制电压由555定时器的输出电压提供，在无列车经过时，555定时器的输出电压为低电平，声光报警模块与12v的电源断开，声光报警模块不工作；当有列车经过时，555定时器的输出变为高电平，继电器的常开触点闭合，声光报警模块与12v的电源接通，声光报警模块工作，提醒工作人员进行避让，工作时间由555定时器的时间常数决定。42.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明装置采用各检测模块来监测列车是否进出站，通过无线传输的方式传输至微机系统进行实时监测，当监测到列车即将进出站时进行报警提醒。43.本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。









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