【導(dǎo)讀】益高的今天，安全問題更是顯得尤為重要。本課題針對我國鐵路平交道口的現(xiàn)狀，大減少了事故發(fā)生的隱患，為列車的安全高速運行提供了可靠的保障。件的編制上也采取了有力的抗干擾措施。

　　

【正文】 個方向，程序較長，另 into、 intclock 三個中斷處理模塊及其他幾個程序模塊配合它，這里僅介紹接車檢測處理的原理和 主要過程，其他幾個方向類似。符合下列三個條件才可認(rèn)為是列車接近： 1 和傳感器 2 先后出現(xiàn)有效信號，注意必須是先有 1 后有 2，才能代表是接近道口的方向； 1～ 160KM/H，在此范圍內(nèi)才算是合理的速度； a 和 b 兩次，即有兩軸以上通過傳感器。這樣可有效的防止各種干擾信號引起的誤報。一旦確認(rèn)列車確實接近道口時，系統(tǒng)應(yīng)立即在道口房內(nèi)產(chǎn)生聲光報警，顯示出接近方向、接近速度和到達(dá)道口的時間來通知道口工作人員，在室外通過喇叭發(fā)出語音廣播，來提示行人，火車馬 上就要開過來，現(xiàn)在禁止通行。此后，系統(tǒng)不再繼續(xù)計算下一軸的速度等數(shù)據(jù)，主要因為單片機(jī)對多方向的列車速度、時間等參數(shù)同時做連續(xù)跟蹤計算處理的能力有限，并且在火車接近道口的 1～ 2 公里內(nèi)，其速度一般不會產(chǎn)生突變，所以當(dāng)前的道口現(xiàn)場對此一般不做要求。接車檢測處理程序流程如圖 43 所示：第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 23 圖 43 列車接近檢測流程 列車通過復(fù)原流程 以比較簡單的美岱召道口為例，當(dāng)兩列車同時或先后經(jīng) 4和 5檢測點接近淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 24 道口時，由 15點復(fù)原 4點發(fā)出的報警，由 14點復(fù)原 5點發(fā)出的報警。同樣，14點 還負(fù)責(zé)復(fù)原 1檢測點發(fā)出的報警，這樣系統(tǒng)才能正常工作，也就構(gòu)成了最簡單的列車通過復(fù)原邏輯。該道口平面邏輯圖如 44 所示： 圖 44 道口平面邏輯圖 因為 5檢測點不可能同時檢測到來車，故將該兩點均在軟件中定義為接車報警點， 14點為接車報警復(fù)原點。 4點定義為發(fā)車報警點， 15點為發(fā)車報警復(fù)原點。將所有的復(fù)原檢測點均定義在 13～ 16檢測點范圍內(nèi)。軟件復(fù)原流程如圖 45 所示： 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 圖 45 軟件復(fù)原流程 打印機(jī)軟件設(shè)計 89C51 串口可以設(shè)置 4 種工作模式，本系統(tǒng)選用的 是操作模式 2，即幀 11 位的異步通信格式： 1 位起始位（ 0）， 8 位數(shù)據(jù)位（低位在先）， 1 位可編程位（第九數(shù)據(jù)位）和 1 位停止位（ 1）。發(fā)送過程是以執(zhí)行任何一條以 SBUF 作為目的的寄存器的指令而啟動的。寫 SBUF 信號，把 8 位數(shù)據(jù)裝入 SUBF，同時還把 TB8 裝到發(fā)送移位寄存器的第 9 位位置上，并通知發(fā)送控制器：要求一次發(fā)送。 TPUP 系列打印機(jī)的串行接口與 RS232 標(biāo)準(zhǔn)兼容，其接口插座為 DIC 10 線插座。串行方式下的波特率可在 1200bps,2400bps,4800bps,9600bps 中選擇，由控制面板上的 DIP 開關(guān)設(shè)定。本系統(tǒng)選用的是 4800 bps。串行數(shù)據(jù)傳輸采用異步通訊格式，通過控制板上的 DIP 開關(guān)可選擇 7/8 位奇、偶、無校驗位等方式，如下圖所示。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 26 表 41DIP 開關(guān)選擇 起始位 數(shù)據(jù)位 奇偶校驗位 停止位 1 位 7/8 位 1 位 1 位 在 DIP 開關(guān)上還須選擇打印機(jī)通訊的握手方式，有標(biāo)志控制方式和 XON/XOFF 方式。兩種方式的說明見下表。本系統(tǒng)選擇了標(biāo)志控制方式。 表 42 握手方式說明 握手方式 數(shù)據(jù)方向 RS232 接口信號 標(biāo)志控制 數(shù)據(jù)可以進(jìn)入 信號線 4（ RTS）位“ SPACE”狀態(tài) 數(shù)據(jù)可以進(jìn)入 信號線 4（ RTS）位“ MARK”狀態(tài) XON/XOFF 數(shù)據(jù)可以進(jìn)入 信號線 5（ TXD）上發(fā) XON 碼 11H 數(shù)據(jù)可以進(jìn)入 信號線 5（ TXD）上發(fā) XOFF 碼 13H 串行打印程序主要有波特率和串行口 UART 的初始化，發(fā)送、接收模塊的設(shè)計。 在標(biāo)志控制方式下，當(dāng)打印機(jī)可以接收數(shù)據(jù)時，信號線 DTR 為準(zhǔn)備狀態(tài)，即 SPACE 狀態(tài)；當(dāng)打印機(jī)處理接收數(shù)據(jù)時， DTR 為忙狀態(tài)，即 MARK 狀態(tài)，單片機(jī)根據(jù) DTR 為準(zhǔn)備狀態(tài)還是忙狀態(tài)向打印。機(jī)發(fā)送或停止發(fā)送數(shù)據(jù)；當(dāng) DTR 為 SPACE 時，發(fā)送數(shù)據(jù)；當(dāng) DTR 為 MARK 狀態(tài)時，停止發(fā)送，等待下一狀態(tài) SPACE。其時序如圖 46 所示 圖 46 打印機(jī)時序圖 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 27 系統(tǒng)打印流程如圖 47 所示： 圖 47 打印流程 相關(guān)程序如下初始化程序： PRINT： MOV DPTR， PDATA ；指定打印命令入口地址 MOV TMOD， 00100000B ； T1 工作在 MODE2 ORL PCON， 10000000B ；波特率為 4800 MOV TH1， 0F3H ；定時器 T1 初始值設(shè)定 SETB TR1 ；啟動 T1 發(fā)送程序： 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 28 SEND： MOV SCON， 11000000B ； UART 工作方式 ???? .. MOV SBUF， A ；向串行口輸出打印指令 JBC T1，﹩ ；判斷前一個數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢 ???? CJNE A， OFFH， SEND ；判斷是否全部數(shù)據(jù)都已發(fā)送完畢 RET 接收指令與發(fā)送指令類似（略） 打印控制命令： PDATA： DB 1CH， 26H，??， OFFFH；打印漢字編碼 END AT89C51 通過數(shù)據(jù)采集并處理后 將有效數(shù)據(jù)通過串口控制微型打印機(jī)打印輸出。實際應(yīng)用效果良好，打印通信穩(wěn)定可靠。具有硬件電路簡單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高的特點。 語音廣播系統(tǒng)軟件流程 語音廣播部分軟件系統(tǒng)采用針對的 PIC 單片機(jī)的匯編語言編寫，在本系統(tǒng)中由于單片機(jī)是將“司機(jī)、行人請注意，火車就要開過來了，請不要搶行和翻越欄桿”或“還有火車開過來，請不要搶行和翻越欄桿”兩句話，所以軟件流程比較簡單。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 29 圖 48 廣播流程 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 30 第五章 實驗與調(diào)試 試驗系統(tǒng)的構(gòu)建 為了保證系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝后能正常工作，故在系統(tǒng)在現(xiàn)場 安裝調(diào)試前，在實驗室內(nèi)對系統(tǒng)進(jìn)行了大量的試驗工作，為了模擬火車經(jīng)過時經(jīng)車輪傳感器產(chǎn)生的脈沖信號，針對每個道口的實際線路和信號采樣點的不同，開發(fā)制作了模擬信號試驗板，如下圖 51 所示： 圖 51 信號實驗板 實驗的過程中，將模擬觸發(fā)傳感器的按鍵相繼不停的按下，就給系統(tǒng)發(fā)送了類似車輪經(jīng)過時的脈沖信號，按下模擬復(fù)原傳感器的按鍵，就相當(dāng)于列車經(jīng)過了復(fù)原傳感器，系統(tǒng)自動復(fù)原，停止報警。 圖 52 系統(tǒng)實驗電路 第六章 實驗與調(diào)試 31 系統(tǒng)模擬運行 實驗中，在沒有按下模擬觸發(fā)傳感器時，數(shù)字顯示板上僅僅顯示時間，如果不進(jìn)行設(shè)置 ，顯示的是開機(jī)以后系統(tǒng)運行的時間，設(shè)置以后可以顯示當(dāng)時的時間，相當(dāng)于數(shù)字鐘的功能，如下圖所示： 圖 53 數(shù)字顯示 現(xiàn)在顯示的就是 00： 00： 26，代表的是系統(tǒng)開機(jī) 26 秒鐘。當(dāng)按下模擬觸發(fā)傳感器后，數(shù)字顯示如下： 圖 54 數(shù)字顯示 上排的 00： 05： 49，表示開機(jī) 5 分鐘 49 秒種；下排的 02： 098： 054，表示第二道來車，來車速度 98 公里 /小時，經(jīng) 54 秒鐘到達(dá)道口。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 32 第六章 結(jié)論與展望 總結(jié) 本課題對鐵路站內(nèi)道口自動報警系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計，針對目前道口報 警主要靠電話通知和人工瞭望的狀態(tài)，設(shè)計了可以實時采集來車信息并通知道口值守人員及過往行人的報警系統(tǒng)，并最終達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)，主要工作有： 選取了凸出極磁電式傳感器，并在該傳感器的基礎(chǔ)上設(shè)計出了來車信息采集及測速的方法，為系統(tǒng)功能的準(zhǔn)確性、實時性打下了基礎(chǔ)。 設(shè)計了單片機(jī)系統(tǒng)，使系統(tǒng)可以準(zhǔn)確處理傳感器采集的信息并產(chǎn)生聲光、語音報警信息，達(dá)成了最終的報警功能。 系統(tǒng)各大模塊的軟件設(shè)計。 展望 此外，在這里提出對該系統(tǒng)改進(jìn)的一些觀點： 將該系統(tǒng)與道口電動攔木相聯(lián)接，使來車報警與道口封閉 相統(tǒng)一。 將系統(tǒng)與道口視頻監(jiān)控相聯(lián)接，使視頻監(jiān)控有的放矢，及時將道口過車情景存儲下來，為日后調(diào)查研究提供可靠資料。 高速鐵路的發(fā)展是如今的大勢所趨，還需驗證本課題的成果能否成功應(yīng)用與高速鐵路。本課題對鐵路站內(nèi)道口自動報警系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計，針對目前道口報警主要靠電話通知和人工瞭望的狀態(tài)，設(shè)計了可以實時采集來車信息并通知道口值守人員及過往行人的報警系統(tǒng)，并最終達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。第七章 結(jié)論與展望 33 致謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師朱才榮（副教授）表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 在論 文工作中，遇到了施主任，一直得到施老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，施老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘！再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助 ! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向施老師致以最崇高的謝意 ! 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 ! 特別感謝我的師兄高志宇、張仲超，以及師姐李建、胡偉對我的學(xué)習(xí)和生活所提供的大 力支持和關(guān)心 !還要感謝一直關(guān)心幫助我成長的室友李大、張二！ 在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 ! 參考文獻(xiàn) 34 參 考 文 獻(xiàn) 1. 廖世海 。 林梅 。 姚群 . 基于單片機(jī)的鐵路道口控制器的設(shè)計 今日科苑 期刊20201023 2. 陳穎 。 馬曉蘭 。 沈佳杰 基于單片機(jī)的鐵路道口報警系統(tǒng) 自動化技術(shù)與應(yīng)用 20200925 3. 趙慶國 。 胡心科 基于單片機(jī)的無人值守鐵路道口交通控制系統(tǒng)設(shè)計 工業(yè)儀表與自動化裝置 20200805 4. 基于單片機(jī)的鐵路巡檢儀設(shè)計 薛世潤 。 高曉丁 電子世界 20200715 期刊 5. 基于紅外的鐵路無人道口監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 孔繁軍 西南交通大學(xué) 20200501 6. 基于單片機(jī)的鐵路道口報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計 黃平平 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 20200601 7. 單片機(jī)在鐵路道口自動報警系統(tǒng)中的設(shè)計 何旭濤 大連交通大學(xué) 20201219 8. 基于單片機(jī)的智能巡線機(jī)器人的設(shè)計與研究 孫麗飛 。 王法能 。 王寬仁 。 和亮 西安外事學(xué)院學(xué)報 20200330 9. 自動化技術(shù)、 計算機(jī)技術(shù) 中國無線電電子學(xué)文摘 20201025 期刊 鐵路道口智能預(yù)警與控制系統(tǒng)綜述 陳海輪 鐵路通信信號工程技術(shù) 20200825 期刊 10. 李學(xué)海 . PIC 單片機(jī)實踐 [M] 北京；北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 11. 張喜民，房師文 . ISD1420 語音芯片在單片機(jī)測量系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J] 電測與儀表 20 10， 43～ 12. 張守波，郭松林 . 高保真語音錄放電路及其在儀器中的應(yīng)用 [J] 儀表技術(shù) 20 3， 63～ 64 13. 何立民 . MCS51 單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 [M] 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2020，24～ 133 14. 李廣軍，王厚軍 . 實用接口技術(shù) [M] 電子科技大學(xué)出版社， 2020， 6779 15. 李華 . MCS51 系列單片機(jī)實用接口技術(shù) [M] 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 附錄 35 附錄 附錄 36 附錄 37