便攜式列車接近預警報警系統

劉玉英

摘 要：介紹了一種嵌入式系統與無線通信相結合的便攜式列車接近預警報警系統，詳細描述了該系統的結構、硬件設計、無線發射數據流設計和軟件實現方法。

關鍵詞：列車；報警系統；嵌入式；無線通信

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.099

1 系統結構

本文介紹的便攜式列車接近預警報警系統方便拆卸、可隨身攜帶，主要用于鐵路工人檢修鐵路時的列車接近報警。該系統由報警主機、轉發分機、信號檢測傳感器等設備構成。信號檢測傳感器與轉發分機之間通過RF通信，無線傳播距離在150 m左右；轉發分機與報警主機通過無線數傳電臺通信，傳播距離為3 000 m左右。該系統的結構如圖1所示。

1.1 報警主機

報警主機為系統的核心設備，主要由嵌入式單片機（STM8S207R8）、語音模塊（BSM30215）、數傳電臺和外圍器件組成，負責監測信號檢測傳感器和轉發分機及語音播報。

1.2 轉發分機

轉發分機由嵌入式單片機（STM8S207R8）、RF無線通信模塊、數傳電臺和外圍器件等組成，負責信號檢測傳感器的監測和報警信號的處理、轉發。在一定時間內，當無信號轉發時，MCU進入睡眠狀態。此時，可關閉發射機電源，以節省電能。當有信號轉發時，使用內部模塊定時喚醒MCU，開啟發射機電源，并向報警主機發送握手信號，便于監測轉發分機與報警主機之間無線通信鏈路的狀態。

1.3 信號檢測傳感器

信號檢測傳感器由嵌入式單片機（STM8S105K4）、RF無線通信模塊和外圍器件等組成。該設備采用蓄電池供電，在沒有列車經過時，MCU及小無線模塊進入睡眠狀態。這樣可以降低能耗。在有列車經過時，使用內部模塊定時喚醒MCU，并向轉發分機發送握手信號，便于監測傳感器與轉發分機之間無線通信鏈路的狀態。另外，該設備采用壓電陶瓷片檢測列車接近，并向轉發分機發送列車接近預警信息。

2 硬件設計

報警主機由嵌入式單片機STM8S207R8、語音模塊BSM30215、數傳電臺ND250和外圍設備構成，其結構如圖2所示。

嵌入式單片機是整個硬件系統的核心控制部件，負責接收分機轉發的列車接近預警信號，通過判斷預警信號確定是來車報警，還是列車離開。如果是來車報警，驅動報警燈閃爍并循環播報語音；如果是列車離開，關閉報警燈和語音，解除警報。此外，單片機還負責監測分機故障和傳感器故障、欠壓狀態等并播報語音。語音播報模塊帶有通用控制串口和忙信號腳，通過控制串口可以實現多個語音文件的指定曲目播放、暫停、停止、音量+/-等功能。

轉發分機由嵌入式單片機（STM8S207R8）、數傳電臺、RF無線通信模塊和外圍器件組成，負責處理和轉發報警信號，并監測其與信號檢測傳感器設備之間無線通信鏈路的狀態，其結構如圖3所示。

3 無線發射數據流設計

信號檢測傳感器通過RF將數據發送到轉發分機，數據流如表1所示。

4 結束語

總而言之，隨著我國交通運輸業的快速發展，汽車電器開關的使用范圍越來越廣。汽車的報警功能、油泵等都是需要選擇的內容，在越來越多電器開關種類增加的同時，其用途也不盡相同。本文以提高電器開關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內容。根據汽車結構的不同，間接控制方法可分為3種，即數字化電器開關控制、電阻編碼電器開關控制和大小電流觸點的電器開關控制。事實證明，只有提高電器開關設備的運行效率，保證其運行的穩定性，才能使交通運輸業朝著更長遠的方向發展。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕