基于單片機的火車道口安全報警的研究與設計畢業論文-資料下載頁

【導讀】[摘要]道口是鐵路安全運輸問題的重點和薄弱點。本課題針對我國鐵路平交道口的。針對系統工作環境的惡劣和工作的特殊性，在系統硬件設計過程中，重點。施，因此，本系統的研究與設計具有重要的社會意義以及推廣價值。成果及已獲得或其他教育機構的學位或證書使用過的材料。論文（設計）的復印件和電子版，允許論文（設計）被查閱和借閱。本人離校后發表或使用該畢業論文（設計）或與該論文（設。計）直接相關的學術論文或成果時，單位署名為。傳感器檢測道口狀況的方法。

　　

【正文】 制、去耦、濾波和隔離。帶寬控制主要是選用高抗干擾能力的邏輯芯片。 CMOS 一般比 TTL 好，功耗小，所以優先選用 CMOS 芯片。盡量選用比較低的時鐘頻率，本單 片機系統選用 6MHZ。對輸入的開關量要進行限幅、 RC 濾波、整形。去耦措施是對共模耦合采取分開回路的設計，對互阻耦合，采取使空間導體彼此遠離，尺寸盡量減小，就近接地和加粗地線。濾波措施是對進入電路內部的連接電纜，都加濾波環節，以抑制其傳導干擾，同時在內部電路的信號輸入部分也加有濾波電容。隔離措施是用光電耦合器把內部電路與外部接口隔離開，將各單元電路也盡可能隔離開。 通過以上抗干擾措施從而減小外部環境對系統的干擾，提高系統的抗干擾性能。 至此，整個系統的硬件設計部分介紹完畢，實驗表明本設計的硬件系統設計較為合理 ，工作穩定，能完成預定的各種功能要求，具有較高的可靠性。 4 軟件設計 硬件電路確定以后，系統的主要功能將依賴于系統軟件來實現。系統能否正常可靠地工作，除了硬件的合理設計外 ，與功能完善的軟件設計是分不開的。軟件采用匯編語言進行程序設計。 系統軟件總體設計 系統軟件總體上分三大部分：初始化及設備 自檢和斷線檢測、鍵盤管理、列車接近檢測報警等 。系統總體程序框圖如圖 41 所示： 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 12 初 始 化語 音 報 警紅 燈 亮下 欄 桿語 音 報 警紅 燈 亮下 欄 桿電 機 停開 始欄 桿 是 否 完 全 放 下 ？欄 桿 是 否 完 全 放 下 ？火 車 是 否 離 開 ？火 車 是 否 離 開 ？電 機 停來 車 方 向 是 否 為 從 左 到 右 來 車 方 向 是 否 為 從 右 到 左停 止 語 音 報 警綠 燈 亮欄 桿 升 起停 止 語 音 報 警綠 燈 亮欄 桿 升 起欄 桿 是 否 完 全 升 起 欄 桿 是 否 完 全 升 起YNYNYYNYYN NYN NN 圖 41 軟件總體框圖 在圖 41中，程序開始時，首先初始化，判斷來車方 向 是否為從左到右，若不是，重新判斷，是往下執行，語 音 報警提示，紅燈亮，下欄桿，當欄桿完全放下后，電機停止，然后判斷火車是否離開，離開則綠燈亮，欄桿升起，完全升起后，重復開始，進入到下一次循環。如果來車方向是從右到左，也如前所述， 開始聲光報警并下放欄桿 ， 然后 判斷火車是否離開，完成后，重新開始循環。 交通 燈 控制 軟件 設計 交通控制 部分 是系統主要功能是通過道口紅綠燈控制行人的通過的報警系統。 交通控制 軟件系統采用針對的 PIC 單片機的匯編語言編寫 。 系統流程 如圖 48 所示： 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 13 紅燈亮、綠燈暗初始化結束檢測是否有列車通過列車是否完全通過NNYY 圖 48 交通燈控制流程 在圖中首先初始化，在檢測是否有列車通過，若無列車通過，則重新檢測；若系統檢測到有列車通過道口，則紅燈亮，綠燈暗，然后檢測列車是否完全通過，若沒有完全通過重新檢測，若列車已完全通過道口則程序結束。 語音廣播軟件設計 語音廣播部分軟件系統采用針對的 PIC 單片機的匯編語言編寫，在本系統中由于單片機是將“司機、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。如圖 48 所示 圖 48 廣播流程 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 14 道口欄木軟件設計 生 成 電 機 控 制 邏 輯驅 動 電 機 正 轉 或 反 轉中 斷 標 志 清 0YN中 斷 響 應電 機 控 制 指 令返 回 道口欄木 軟件流 中斷響應后，執行電機控制指令，再生成電機控制邏輯，生成的電機控制邏輯驅動電機正轉或者反轉，然后中斷完成，把中斷標志清零，最后返回到主程序。若果不執行電機控制，則直接終止中斷，返回到主程序。 軟件抗干擾措施 雖然本單片機系統在硬件抗干擾方面已經采取了很多措施，從理論到實際也確實可行，但是對于一個 系統的整體抗干擾能力來說，還是不夠，必須在軟件編制上盡可能采取強有力的抗干擾措施。 系統采用數字濾波即延時重復讀取開關量輸入值的措施來提高系統的抗干擾性能。 傳感器脈沖信號在傳入時往往會迭加上干擾脈沖，所以除了硬件抗干擾電路外，軟件采樣時，必須讓脈沖信號延時讀取，且只有重復讀取值 8 次相同時才認為讀入值有效， 該 抗干擾 程序流程如圖 53 所示。 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 15 計 數 器 清 零讀 入 本 次 值與 前 次 值 相 同 嗎 ？計 數 器 加 1 等 于 8 嗎 ？前 次 寄 存 器 置 初 值讀 入 數 有 效NNYY 圖 53 軟件抗干擾流程 總之 ,系統在采取了以上措施后 ,經過實際的試驗和應用 ,取得了較好的效果，達到了設計 要求。 7 結論與展望 本課題對鐵路站內道口自動報警系統進行了研究與設計，針對目前道口報警主要靠電話通知和人工瞭望的狀態，設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，并最終達到了預期的設計目標，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上設計出了來車信息采集及測速的方法，為系統功能的準確性、實時性打下了基礎。 設計了單片機系統，使系統可以準確處理傳感器采集的信息并產生聲光、語音報警信息，達成了最終的報警功能。 系統各大模塊的軟件設計。 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 16 參考 文獻 [1] 李顯軍 .道口報警系統的設計與實現 [J]北京 :鐵路技術創新。 20xx， 3： 5～ 6 [2] 李玲桂 .國外平交道口的安全措施 [J]北京：鐵道知識， 20xx、 2， 22～ 23 [3] TB1000799[s].鐵路信號設計規范 [4] 張伯敏 .鐵路車站接發列車安全性系統分析 [J]上海鐵道大學學報， 199 4， 33～ 35 [5] 張迎新 .單片微型計算機原理、應用、及接口技術 [M]國防工業出版社， 1993， 221230 [6] 陳章龍 .實用單片機大全 [M]黑龍江技術出版社， 1989， 277311 [7] 李雙全，李凱昕 .一種用于單片機間的串行通訊方法 [J]黑龍江工程學院學報， 20xx， 17， 37～39 [8] 金秋生 .氧化鋅壓敏電阻的過電壓保護 [J]安全用電 20xx、 12， 35～ 37 [9] 楊華舒，楮福濤 .單片計算機系統抗干擾的軟件設計途徑 [J]電子技術應用， 20xx、 3， 20～ 22 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 17 附錄 語音板電路原理圖 基于單片機的火車道口安全報警系統的研究與設計 18 致謝