基于DTMF-MT8880的鐵路道口遠(yuǎn)程報(bào)警主機(jī)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

0 引言

　　鐵路道口遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要應(yīng)用于鐵路和公路平交道口的安全防護(hù)。當(dāng)列車在設(shè)定距離以外向道口行駛時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向公路方向發(fā)出聲光報(bào)警，并控制電動(dòng)?xùn)艡诼湎?，以提醒和阻止過往車輛與行人暫停穿越道口；當(dāng)列車駛出道口一定距離后，該系統(tǒng)會(huì)解除報(bào)警狀態(tài)，放行車輛與行人，從而達(dá)到安全自動(dòng)管理道口的目的。為了進(jìn)一步提高報(bào)警系統(tǒng)的安全性，本系統(tǒng)采用中心控制器并通過電話線與多個(gè)安置在道口的報(bào)警主機(jī)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多套報(bào)警主機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

1 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警主機(jī)的功能及硬件設(shè)計(jì)

該報(bào)警主機(jī)的主要功能有如下：

(1) 識(shí)別列車運(yùn)行方向。即在列車接近道口前70 s或1 000～2 000 m時(shí)，由方向傳感器發(fā)出來車信號(hào)并進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，然后在列車遠(yuǎn)離道口200～300 m時(shí)，解除報(bào)警狀態(tài)而顯示安全信號(hào)；

(2) 故障自診斷。用于檢測(cè)主機(jī)內(nèi)部工作是否正常、主機(jī)與方向傳感器連接電纜是否斷開以及顯示故障類別等；

(3) 報(bào)警聲音設(shè)置。通過主機(jī)設(shè)置報(bào)警喇叭進(jìn)行警號(hào)或語音報(bào)警；

(4) 時(shí)鐘顯示和記錄。顯示時(shí)間和記錄列車通過道口的時(shí)間；

(5) 遠(yuǎn)程中心控制器監(jiān)測(cè)。用于監(jiān)控多個(gè)鐵路道口自動(dòng)報(bào)警主機(jī)的工作狀態(tài)。

1.1 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警主機(jī)的硬件組成

　　該系統(tǒng)由方向傳感器和止警傳感器(檢測(cè)列車的運(yùn)動(dòng)方向和距離，以產(chǎn)生報(bào)警和止警信號(hào))、主機(jī)(報(bào)警信號(hào)采集和控制)、信號(hào)機(jī)(由綠色和紅色信號(hào)燈組成)、電動(dòng)?xùn)艡?、中心控制?PC機(jī)監(jiān)控)、喇叭(聲音報(bào)警)和接線盒等組成。道口房遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警主機(jī)則由信號(hào)采集器、信號(hào)處理器、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、故障自診斷電路、遠(yuǎn)程通訊接口(采用DTMF雙向收／發(fā)集成電路MT8880)、電機(jī)控制電路和操作顯示電路等組成，其硬件組成見圖1所示。當(dāng)列車經(jīng)過設(shè)定報(bào)警距離時(shí)，信號(hào)采集器將對(duì)道口上行和下行方向上的方向傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后經(jīng)過信號(hào)處理器處理進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，接著再通過報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路向信號(hào)機(jī)和喇叭發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并由電機(jī)控制電路控制柵欄落下。若在夜間，還應(yīng)打開照射燈；之后當(dāng)列車駛出道口一定距離時(shí)，主機(jī)應(yīng)接受止警傳感器信號(hào)并解除報(bào)警狀態(tài)。

1.2 遠(yuǎn)程通訊接口電路

　　本設(shè)計(jì)中的遠(yuǎn)程通訊接口電路中采用DTMF(雙音多頻)雙向收／發(fā)集成電路MT8880來實(shí)現(xiàn)。MT8880是專門為雙音頻信號(hào)的收發(fā)而設(shè)計(jì)的一款集成電路，它既能產(chǎn)生并發(fā)送雙音頻信號(hào)，又能對(duì)雙音頻信號(hào)進(jìn)行接收和譯碼，同時(shí)還能判斷各種信號(hào)音(撥號(hào)音、回鈴音、忙音)。MT8880的結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。

2 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警主機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)的軟件模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示，由圖可見，該軟件由六部分組成，其中初始化模塊用于系統(tǒng)參數(shù)初始化，如列車離道口的距離、報(bào)警方式等。二是故障診斷模塊，用于定時(shí)對(duì)信號(hào)采集器、信號(hào)處理器、信號(hào)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)控制電路、遠(yuǎn)程通訊接口和電纜進(jìn)行檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)故障，則顯示故障代碼。參數(shù)設(shè)置模塊主要負(fù)責(zé)顯示時(shí)鐘、報(bào)警時(shí)間和報(bào)警方式的設(shè)置或修改。報(bào)警／解除報(bào)警模塊用于報(bào)警或解除報(bào)警狀態(tài)的處理。遠(yuǎn)程通訊模塊用來按照設(shè)置的通訊協(xié)議，并通過電話線與中心控制器進(jìn)行通訊。而顯示／按鍵分析模塊的主要任務(wù)是顯示時(shí)鐘、列車行駛方向和故障代碼，分析按鍵命令。圖4所示是本遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警主機(jī)的主控程序流程圖。

3 結(jié)束語

　　本文給出了具有識(shí)別列車運(yùn)行方向、系統(tǒng)故障自診斷、報(bào)警處理、記錄報(bào)警和監(jiān)控等功能的鐵路道口遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警主機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和軟／硬件設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)的硬件器件均采用軍工級(jí)器件，因而具有高抗干擾性能。實(shí)際運(yùn)行證明，該主機(jī)的運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠，并可推廣到有交叉路口的其它安全防范領(lǐng)域。