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1、第22卷第5期成都信息工程学院学报Vol.22No.52007年10月JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFINFORMATIONTECHNOLOGYOct.2007文章编号:16711742(2007)05060604基于MSP430的旅客列车报警系统设计曹廷,王正勇,滕奇志(四川大学电子信息学院图像信息研究所,四川成都610064)摘要:介绍了旅客列车报警系统的组成。给出了基于MSP430单片机并结合新型的高性能低功耗的收发一体的CC1100芯片,设计报警节点;利用BCH(15,
2、7)编码保证无线通信的可靠;并用间断工作的方式进一步降低了功耗。通过实验证明,设计运行稳定可靠,并满足低功耗长时间工作的要求。关键词:MSP430;低功耗;无线数据传输;语音报警中图分类号:TP3681文献标识码:A1引言目前国内的每列旅客列车上仅有2-3名乘警,在发生突然事故时往往由于警力不足、通讯不畅,乘警不能及时赶到事发现场而造成严重的后果。在这种背景下,一种列车上发生突然事故时能迅速通知乘警的电子装置就成为必需。2列车报警系统组成在每隔一节车厢的乘务室里,安装一台报警节点,每个报警节点有相应的编号,称为节
3、点号。在某节车厢上发生突然事故时,该节车厢的乘务员通过控制键盘将发生的事件输入报警器,该事件和节点号一起构成了报警信息供无线模块传输。报警信息则通过接力(一站传一站)的方式传遍各个报警节点。当报警器收到其他报警节图1旅客列车110报警系统模型点的报警信息时,根据收到的报警信息用语音芯片把其中的信息转换为相应的语音信号,该语音信号通过对讲机模块传到在一定范围内的乘警配备的对讲机上,通知乘警赶到现场进行处理。系统组成如图1所示。3报警节点的组成报警节点以MSP430单片机作为控制核心,由4节镍氢充电电池串联供电,用高速晶振为系统
4、提供外部时钟。主要由主控图2报警节点组成框图[1]制器MSP430、电源模块、键盘显示模块、无线数据传输模块和语音对讲机模块组成。报警节点组成框图如图2所示。收稿日期:20070515;修订日期:20070606第5期曹廷等:基于MSP430的旅客列车报警系统设计607主控制器是系统的核心,对整个系统的性能起着决定性作用。从低功耗和稳定性方面考虑,系统采用了TI[2]公司的MSP430F1232单片机作为主控制器。该单片机可在18-36V的电压下工作,耗电电流在01-400A之间,这取决于不同的
5、工作模式。显示模块由5个发光二极管组成,用于显示系统当前状态或收到的信息。控制键盘用于人机交互。系统由4节镍氢电池串联供电,为降低功耗,采用了低静态电流的LDO将电池电压转换为稳定的33V电压供各模块使用。语音部分是由语音信号采集、存储和回放功能的高性能语音存储处[3]理芯片ISD4002120。该芯片工作电压33V,工作电流15-25mA维持电流为1A,属低功耗产品。能存储120秒的语音信息,语音信息以分段的方式存储,使用方便。在系统使用前,将特定语音信号采集到语音存储芯片。当报警的时候,系统读取相应的语音报警信号,并通过对
6、讲机模块发送到乘警配备的对讲机上,达到报警的目的。无线数据传输模块用于将报警信息通过接力传输的方式传遍各个节点。系统的无线传输模块采用CHIPCON公司的CC1100芯片设计的。该芯片是专为低功耗应用设计的低成本单芯片UHF收发器,工作在400-464MHz的ISM频段,内部采用GFSK调制方式,接收灵敏度极高(可以到-125dBm),具有很高的通信效率,在开阔地带,无线传输距离可达到4节车厢,而在隧道中也能达到2节车厢的距离。4软件设计MSP430系列单片机支持C语言程序设计,大大提高了软件设计开发的工作效率,增强了程序代码的可
7、靠性、可读性和可移植性。主程序流程图如图3、图4所示。软件主要分为两部分:(1)接收部分:在没有收到报警信息的时候,节点处于等待,低功耗状态;当收到报警信息后,对报警信息进行处理,并判断该信息需要不需要转发给其他节点,如果不需要,则返回到等待,低功耗状态,如果需要转发信息,就包报警信息转发出去;然后判断是否需要想乘警发送语音报警,如果不需要,就直接回到待机状态,如果需要,则想乘警发送语音报警,报警完成后回到待机状态。(2)发送部分:当节点有人触发报警按钮时,首先判断该按键是用于设置的还是报警的,如果是用于设置,则进行相关的设置程序
8、,设置完成后返回到待机状态;如果是报警,则把报警信息打包传送出去,传送完成后再判断是否需要向乘警发送语音报警,如果需要就向乘警发送语音报警,报警完成后又进入待机状态。图3报警节点工作状态,接收部分图4报警节点工作状态
