基于单片机Atmega128和GPRS的矿区铁路道口监测系统

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1、基于单片机Atmegal28和GPRS的矿区铁路道口监测系统1引言木文以Atmegal28和MC55为核心，设计一套铁路道口监测系统，实现对铁路道口监测管理的□动化、数字化利网络化。这对保证矿区正常生产、提高矿山企业经济效益利通过道口车辆、行人安全具有重要意义。2系统组成整个系统由道口监控中心组成。从功能上分，该系统可分为信号采集部分、道口部分、信号传输和发送部分以及道口监控中心5个部分。图1以其中的一个道口为例，给出简化后的系统总体框图。2.1信号釆集部分信号采集部分主要用于采集列车接近及离去信号,为ft动实现收放护栏提供决策信号。H前道口系统屮冇采用振动传感器、射频传感器，GPS4-AR

2、M+GPRS、视频监控设备或踏板开关等几种方式检测來车信号,它们各冇优缺点。木系统中信号采集部分由4个磁电传感器组成，分别成对的放置在道口两侧的钢轨内侧。当有列车经过该置时，磁电传感器可检测到来车信号，经放人电路利A/D转换电路后，直接发送到单片机Atmegal28o2.2道口部分道口部分设道口信号机、声光报警器和栏木装置各2套，分別用來指示火车即将到达信号、声光报警利执行放杆操作。在道口设置自动控制箱，既可由矿区道口监控室中心的PC机远程控制各装置动作，也可由操作人员在现场乎动操作。报警器由咅响电路板、筒式扬声器及回转警示灯组成，用来提醒来往车辆司机及过往行人注意安全不要抢道。2.3信号传

3、输和发送部分磁电传感器安装在距道口500m左右处，当它检测到來车信号后，通过铜轴电缆将信号传送至道口口动控制箱内的单片机Atmegal28oMC55是信号发送的主要设备，它将单片机采集到的数据打包后通过GPRS网络传输到矿区道口监控中心，由道口监控中心对数据做进一步的分析处理。2.4矿区道口监控中心部分矿区道口监控屮心设PC机1台，主要用于接收各道口列车运行状态的数据。该监控屮心采用动态IP结合DNS域名解析组网方式來实现对道口的远程监测。这种方式首先需要联系DNS服务商，为监控中心申请1个域名，把这个域名写入单片机Atmegal28中。监控中心接入Internet后,与DNS服务器进行连接

4、，将当前获得的动态店报告给DNS服务器，再111DNS服务器找到监控中心公网动态IP,这样就可以在两者之间建立通讯连接。3系统硬件设计系统硕件设计主要是指道口控制部分硕件设计，按照信号流程大体可以分为三个硕件模块，即传感器信号放大和A/D转换电路设计、单片机Atmegal28与MC55接口设计以及驱动现场各种设备接口电路设计,其中Atmegal28与MC55接口电路是该监测系统硬件设计的重点和特色。图2给出以该接口电路为核心的监测站硬件系统电路图。ATmegal28L和MC55都有标准的RS232接口，因此硬件设计札I对比较简单，只需把Atmegal28L的PE5与MC55的：EGT相连，用

5、于启动MC55模块,Atmegal28L的TX0/RX0与MC55的TX0/RX0相连，进行数据的输入输出；MC55的RINGO接从ATmegal28L的中断线，作为数据传输的中断信号。Atmegal28是公司推出的8位高性能单片机，片内具冇128KB的程序存储器，4KB的数据存储器，4KB的EEPROM,冇8个10位ADC通道、2个8位和2个16位破件定时J计数器，8个PWM通道，具有可编程看门狗定时器和片上振荡器、片上模拟比较器、JTAG、UART、SPI,和I2C总线等接口以及六种可以通过软件选择的省电模式。本设计中，ATmegal28L是整个数据采集系统核心，主要完成信号的传感器信号

6、采集、软件滤波、数据运算及各种控制功能。MC55是西门了公司生产的GPRS二频模块，它除了具冇GSM模块原冇的功能外还支持分组业务功能，内嵌了TCP/IP协议；它的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，且冇固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位。它与Atmegal28协同工作，共同完成数据的远程传输。IpFBATTBATTBATTRINGODSRORTSODTRORTS1CTSOCTS1DCDOcHVDDLP三RXDOTXDGIYNC—MC5516TXDOINT5CC6CCGG7^3TL11164-32-12OG6rhRNAD4AD,AD6AD7ALEA

7、15A14A13A12AllA1ORDWR田•*Armegal2S与MC55冬I」加彳Fl4系统软件设计采用模块化的软件设计，将软件分成若干相对的独立的功能模块，并为各模块安排适当的入口和出口参数，使得模块Z间的相互连接，组合灵活方便。整个监测系统软件设计主要由道口口动控制子系统和矿区监控中心子系统组。成。4.1道口自动控制软件设计道口口动控制子系统的整个程序采用C语言和汇编语言相结合编程，使用模块化结构，其