基于單片機(jī)的火車道口安全警報(bào)的研究與設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 23:16本頁(yè)面
【正文】 T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10MCS89S5112MXTAL33pFC133pFC212345678910KRP VCCVCC200R191KR2022uFC10RSTP00P01P02P03P04P05P06P07P36P37RSTVCCD0D1D2D3D4D5D6D7LEQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7OE74HC373 1 2GREEN1 2GREEN1 2RED1 2RED利用 74HC373 鎖存器軟件控制紅綠燈。 系統(tǒng)主電路本系統(tǒng)道口交通燈只有紅綠兩個(gè)。(可經(jīng)受 1,000 次的寫入/擦除周期)；AT89C51 的主要性能有:片內(nèi)的Flash 存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程器來(lái)編程。 。設(shè)計(jì)原則首先是可靠，其次是簡(jiǎn)單，具有可以滿足系統(tǒng)工作需要的計(jì)算速度，而且要考慮系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟(jì)成本。該光電隔離器的特點(diǎn)是：其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為 4 個(gè)光電耦合器，它們的物理特性完全一直、重復(fù)性好、并且 4 個(gè)光電耦合器的 4 個(gè)電源實(shí)現(xiàn)了完全隔離，有良好的線形度，地面的干擾完全消除。在硬件上常用光電耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)電光電的隔離，這樣就可以有效的阻止干擾信號(hào)的傳遞。信號(hào)整形級(jí)選用得是 74HC245 芯片，74HC245 的 DIR 端接電源后，使方向?yàn)?A 到B，第 19 管腳接地，使其始終選通。R1 為限流電阻，DD2 為單向整流限幅二極管，防止輸入過(guò)壓，且完成傳感器輸入信號(hào)的尖脈沖波形到方波脈沖的轉(zhuǎn)換。信號(hào)處理電路如圖4 所示： 圖 4 信號(hào)處理電路對(duì)信號(hào)輸入級(jí)的要求，一是檢測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)變化，二是連續(xù)檢測(cè)信號(hào)電平的變化，所以采用圖示電路。根據(jù)傳感器信號(hào)和控制系統(tǒng)的需要，本系統(tǒng)的信號(hào)處理電路必須要完成下列功能：①將復(fù)合信號(hào)中車輪信號(hào)分離并整形為脈沖信號(hào)②分離出復(fù)合信號(hào)中包含的故障信息③對(duì)車輪信號(hào)中的顫動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波④對(duì)傳感器及線路傳輸?shù)母蓴_信號(hào)進(jìn)行處理1 信號(hào)處理電路包括 1 縱向通道，處理 2 路傳感器的信號(hào)，其中一路傳感器的信號(hào)構(gòu)成 int0 中斷，另一路傳感器的信號(hào)構(gòu)成 int1 中斷。圖 2 鐵路和公路平交道口的平面位置示意圖信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)原則為：傳感器輸出的信號(hào)是包括故障信息和車論信息的復(fù)合模擬信號(hào)。設(shè)位于 P1和 P2兩點(diǎn)的傳感器所輸出的信號(hào)分別為 I1和 I2，柵門A 和 B 的開閉由圖 2 所示的電路控制。A 和 B 是兩個(gè)柵門，當(dāng)火車由東向西或由西向東通過(guò) P1P2段，且當(dāng)火車的任何部分位于 P1P2之間時(shí)，柵門 A 和 B 應(yīng)同時(shí)關(guān)閉，道口的紅色交通燈亮，綠色交通燈滅，公路禁止通行；否則柵門 A 和 B 同時(shí)打開，道口的綠色交通燈亮，紅色交通燈滅，公路允許通行。在 P1和 P2點(diǎn)設(shè)置了兩個(gè)傳感器元件，用于檢測(cè)是否有火車通過(guò)道口。該傳感器可以長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，而且除了定期清掃鐵屑外，無(wú)需維修，能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工作環(huán)境。所以對(duì)傳感器提出了要有較高的靈敏度和輸出范圍；堅(jiān)固耐用無(wú)維修或極少維修；測(cè)試范圍寬并盡可能無(wú)源等要求。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)對(duì)傳感器的要求很苛刻，站內(nèi)道口傳感器的工作條件比區(qū)間道口惡劣的多。 （3）單片機(jī)系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，他通過(guò)硬件與軟件的結(jié)合來(lái)控制各個(gè)部分的工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。由傳感器采集來(lái)車信息送信號(hào)處理電路。系統(tǒng)組成框圖如圖 1 所示：傳感器信號(hào)處理單片機(jī)道口交通燈語(yǔ)音報(bào)警欄木電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圖 1 系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)主要由傳感器系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)以及系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)模塊四部分組成。（4）系統(tǒng)復(fù)原功能。當(dāng)列車接近道口，傳感器采集到列車接近信息，系統(tǒng)立即控制交通燈的紅色信號(hào)燈亮，綠色信號(hào)暗，以提示行人、車輛禁止通行。當(dāng)列車接近道口時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)播報(bào)“司機(jī)、行人請(qǐng)注意，火車就要開過(guò)來(lái)了，請(qǐng)不要搶行和翻越欄桿” 。系統(tǒng)總體采用 AT89C51 單片機(jī)為平交道口自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的核心，用安裝在鋼軌內(nèi)側(cè)的車輪傳感器組成檢測(cè)點(diǎn)，感應(yīng)到的車輪信息通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電纜傳送到道口房的主機(jī)內(nèi)，由單片機(jī)控制道口交通燈的轉(zhuǎn)換和語(yǔ)音報(bào)警功能的開關(guān)，并控制道口欄目升降從而達(dá)到自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警通知和提升道口整體安全狀況的目的。道口自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)提高了道口來(lái)車報(bào)警的可靠性和準(zhǔn)確性，可以有效的降低誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)事件的出現(xiàn)幾率，從而有效的避免道口交通事故的發(fā)生。該設(shè)備符合道口報(bào)警設(shè)備的一般設(shè)計(jì)原理，但是其價(jià)格昂貴，同時(shí)英國(guó)鐵路軌道電路與我國(guó)軌道電路有諸多不同之處，所以無(wú)法將其移用至我國(guó)鐵路道口中。其中，英國(guó)的安全工作做的比較好，這主要得益于英國(guó)政府增加警力，強(qiáng)行控制道口違章行為。鐵道部對(duì)此尚無(wú)在全國(guó)推廣的定型產(chǎn)品，均為各鐵路局自己開發(fā)的設(shè)備，而且利用率也不是太高。平交道口是鐵路和公路的平面交叉，隨著鐵路行車速度、密度的不斷提高和公路車輛的急速增多，平交道口的安全問(wèn)題，已經(jīng)變的非常突出。鐵路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸能力大、能夠負(fù)擔(dān)大量客貨運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)、速度快、受氣候條件限制小、可全天候運(yùn)營(yíng)、運(yùn)輸成本低等優(yōu)點(diǎn)。 .......................................3 信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì) ..........
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