基于avr单片机铁路道口智能报警系统

《基于avr单片机铁路道口智能报警系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于AVR单片机铁路道口智能报警系统　　【摘要】本文主要解决的是铁路平交道口安全问题。系统采用AVR单片机AT90S85XX为道口自动报警系统的核心，处理来自钢轨内侧传感器的信号并发出声光报警。本系统包括传感器系统、报警系统、信号采集、信号处理系统，其中以单片机为核心的微机系统是整个设备的核心。【关键词】铁路道口；单片机；传感器；硬件；软件1.AVR单片机及系统简介单片机采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/

2、D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。4铁路道口指的是道路与铁路平面相交处。公路和铁路平交构成了平交道口。道口是行人和车辆通过铁路的唯一安全的通道。目前在我国铁路网中还存相当数量的平交道口。利用道口自动报警系统可以全天候对接近道口的各个方向的列车进行报警，道口管理人员根据报警器提供信息及时出场，疏导车辆和行人，确保列车安全通过道口。道口自动报警器可以有效防止误报、漏报，使行人、司机和道口管理人员注意道口信息，及时采取措施。在道口附近两侧的线路钢轨侧面安装传感器，检测列车到达信息。当有列车接近道口并触发传感器时。主机安放在道口房内，对传感器的信息

3、进行数字处理，并将处理的结果通过输出电路驱动声光报警系统，实现自动报警的目的。系统具备如下功能：（1）自检功能系统上电自检各个显示器、传感器和语音报警电路。（2）计时功能因为要记录列车通过时间，所以要求系统具备时钟功能。（3）报警功能当有列车接近道口时，系统在面板上数码管显示列车接近的时间、速度、方向和到达道口的时间。每个数字采用7段数码管，上排八个数字显示列车时钟信息，下面八个数字显示列车接近信息，并驱动系统中的蜂鸣器报警，同时室外报警喇叭发出报警语音及报警灯红灯亮提示道口看守人员，行人及车辆注意接近列车。复原传感器信号触发后显示列车离开信息。如果有两辆车同时接近道口

4、，两排数码管同时显示两个股道列车信息，如果有三辆列车同时接近道口，任意一排数码管会交替闪烁两辆列车信息。（4）故障及报警记录功能本系统将产生的故障和报警信息记录并存档，方便检测和管理。（5）系统升级。2.系统硬件设计4从系统的主要功能及系统所面对的复杂处理过程考虑，选择采用了AT90S85XX作为控制芯片，AT90S85XX嵌入式高效微控制器构成交流采样智能节点，无需外扩多通道A/D转换器、程序存储器及数据存储器，并带有内部硬件看门狗，简化了系统的硬件。传感器采用磁电制式，整个装置可以做成非常好的密封器件，安装在钢轨的内侧，当列车经过时就会改变永磁铁的磁通量，在线圈中会

5、产生感应电流。磁电传感器属无源传感器，工作稳定性可靠。为使测速准确，本系统设检测车轮通过两个传感器所用的时间为T，火车的行驶速度为V，则V=S/T。定时常数K=100μs时，利用传感器1的信号启动AT90S85XX的计数器T0，同时利用传感器2的信号关闭计数器T0记数，当计数值为X时，则对应的时间T为：T=KX。当火车到达道口后系统不再需要继续发出预警信号，为此，设置复原端传感器。系统信号处理电路包括4个相互独立的纵向通道。每个通道设计成能够处理8路传感器的信号能力，总计可处理32路传感器信号，前两个纵向通道的16路传感器信号构成INT0中断，后两个纵向通道的16路传感

6、器信号构成INT1中断。每个信号通道由以下电路组成：信号输入级、信号整形级、光电隔离级、锁存选通级和中断控制逻辑形成电路（图略）。4传感器信号经以上电路处理后再交由AT90S85XX核心系统，系统将对信号做中断处理。判断为报警条件后，分别驱动声、光电路发出报警信息并记录。单片机电源电路设计使用DC/DC直流电源模块。语音电路核心为microchip公司生产的PIC16C71单片机，语音芯片为ISD（InformationStorageDevice）公司生产的ISD1420芯片。3.软件系统、结构设计系统软件开发可使用C语言开发，该系统的软件模块结构由以下几部分组成，初始

7、化及设备自检和断线检测，显示分析模块，列车接近检测模块。其中初始化模块用于系统参数初始化，如列车离道口的距离、报警方式等。列车接近检测模块检测是否有列车到来，转入相应的处理程序。而显示分析模块主要任务是显示列车速度、列车行驶方向和到达时间。4.系统的可靠性的保障系统主要的干扰源有电源干扰、空间电磁波干扰、信号传输通道干扰和雷电干扰等。系统的硬件抗干扰设计则可相应采用电气隔离技术、供电系统的抗干扰设计、场干扰抑制、地线系统的抗干扰设计以及电源瞬态尖峰吸收电路，同时该吸收电路也可与地线相连接后扩展为防雷电路。4