铁路道口自动报警系统设计

铁路道口自动报警系统设计答辩人：指导老师：2012年6月目录第一章：设计的目的及意义第二章：课题的设计思想第三章：硬件设计原理说明第四章：软件设计结语及工作展望第一章设计的目的及意义安全问题是铁路交通行业至关重要的考虑因素，尤其是如今高铁、动车逐渐普及，铁路交通速度不断地提高，铁路交通安全问题便显得尤为重要。而铁路道口又是铁路交通安全问题的重点和薄弱点，因此提高铁路道口的安全性也就成为了一个极具重要性的研究课题。第二章课题的设计思想系统主要由传感器系统、信号处理系统、单片机系统以及功能模块系统四部门组成，系统组成框图如右图所示。系统功能概述本系统所能完成的主要功能如下：1、自检功能开机后系统进入自检，对所有传感器的状态（是否断线）、显示器、打印机、各表示灯及音响等测试检查。该系统最易发生的故障是传感器的损坏、断线和丢失，而传感器是该系统的关键部位，因此系统在工作中要不间断的检查传感器的状态，一有故障，系统要立即报警显示故障部位。2、列车接近道口声光报警功能这是系统的主要功能。当任意一方向的列车接近道口时，十六位数码显示管的上八位显示时钟，下八位显示包括列车接近股道、接近速度和到达道口所需要的时间等的列车接近信息。当任两方向列车同时或先后接近道口时，上下八位显示器各显示一个方向的列车信息。当同时或先后有三个以上方向上的列车接近道口时，上下八位显示器均可采用轮流显示列车接近的信息。同时，道口房内有蜂鸣器报警，以提示道口工注意。室外语音喇叭也用语音信号提示行人注意，不要在此时穿越道口。3、数字钟功能系统自检结束后立即自动进入工作状态，此时时钟要显示正确的时间，同时也可以随时输入正确的时间，列车接近道口、通过道口和道口工确认时间均以此时钟为准。并且走时准确的时钟也是系统状态良好的最显著直观的标志。4、人机对话和数据存储查询功能通过键盘命令可实现人机对话，单键操作简单易学。人机命令有六种：（1）时钟输入，（2）确认，（3）自检，（4）删除，（5）查询，（6）打印。信息存储容量为100条最近的信息，可根据需要查询其中的任一条。5、复原功能当列车通过道口时，设备自动复原，声光报警停止，显示器恢复显示时间。当调车接近道口但未到道口即停止或折返时，设备延时5分钟自动复原。第二章课题的设计思想系统测速原理速度道口钢轨车轮HH计数器T0开始计数停止计数距离传感器1传感器2第三章硬件设计原理说明单片机系统123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:21-Jun-2011SheetofFile:D:\常用软件\Protel99简体中文版\毕设.ddbDrawnBy:K3SW-PBK2SW-PBK1SW-PBEA/VPP31X119X218RESET9RD/P3717WR/P3616P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PRDG30P31/TXD11P30/RXD10U6AT89C51C130pfC230pfY112MHZR110k+5VCC+C322ufA2A3A4A5A6A7PLAYLREC信号处理电路语音电路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:26-Jun-2011SheetofFile:D:\常用软件\Protel99简体中文版\毕设.ddbDrawnBy:SP-15VCCA16MIC17MICREF18AGC19ANAIN20ANAOUT21NC22PLAYL23PLAYE24RECLED25XCLK26REC27VCCD28NC7NC8NC11VSSD12VSSA13SP+14A01A12A23A34A45A56A69A710ISD1420U7C50.01ufR2100kR31kR4100kR5100k1C7100ufC90.1ufR65.1kR7470kR810kC100.1ufC110.1ufR910kMK1VCCVCC+C40.1uf+C6220ufR101k+C84.7ufC1610uf48231U12ATDA2003VCCC170.1ufC1810ufC19220ufC201000ufC210.1ufR1410R1320R12220R110-50kMK2sp+P10P11P12P13P14P15P16P17VCC12345678Com9RP110k显示电路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:21-Jun-2011SheetofFile:D:\常用软件\Protel99简体中文版\毕设.ddbDrawnBy:12345678161514131211109RP2510abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS3AMBERCAabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS2AMBERCAabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS4AMBERCAabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DS1AMBERCAQ1PNPQ2PNPQ3PNPQ4PNPR111kR121kR131kR141k+5dd0dd1dd2dd3dd4dd5dd6dd7dd0dd1dd2dd3dd4dd5dd6dd7dd0dd1dd2dd3dd4dd5dd6dd7dd0dd1dd2dd3dd4dd5dd6dd7dd0dd1dd2dd3dd4dd5dd6dd7P00P01P02P03P04P05P06P07P24P25P26P27D0-7-WR-RDA0CLK-CSRL0-7SL0-3-BDSHIFTCNTLRESET8279P0-WR-RDA0ALEP2.5-789C51驱动116AVCC74HC1388X3键盘74HC138SL0-3MC141374HC154-G2-G174HC02SL0-238816位LED显示器MC1413驱动4-16译码或非门打印机接口电路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:21-Jun-2011SheetofFile:D:\常用软件\Protel99简体中文版\毕设.ddbDrawnBy:C1+1VDD2C1-3C2+4C2-5VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U8MAX232C14104C15104C13104C12104VCC162738495P1DB9P30P31本系统的打印输出采用AT89C51单片机为核心，采用电平转换器MAX232实现的串口输出控制微行打印机的简单应用方法[22,23,24]。电平转换器MAX232为RS232收发器，单+5V电源供电，仅需外接几个电容即可完成从TTL电平到EIA电平的转换。即相当于EIA口，电位5V转换为－8-－15V，电位0V转换为＋8-＋15V，转换后信号由TXD输出，而打印机内部的MAX232芯片RXD引脚就接受该正负电位信号。系统电源电路一个系统要想正常稳定的工作，必须要有一套稳定可靠的电源系统做保障。系统电源板直接引入220V交流电源，经过电源板处理后分别为主机、打印机、传感器等供电。电源电路设计如右图所示：第四章软件设计软件总体流程图打印机软件设计语音广播系统软件流程结语本课题对铁路站内道口自动报警系统进行了研究与设计，针对目前道口报警主要靠电话通知和人工瞭望的状态，设计了可以实时采集来车信息并通知道口值守人员及过往行人的报警系统，并最终达到了预期的设计目标，主要工作有：1、选取了凸出极磁电式传感器，并在该传感器的基础上设计出了来车信息采集及测速的方法，为系统功能的准确性、实时性打下了基础。2、设计了单片机系统，使系统可以准确处理传感器采集的信息并产生声光、语音报警信息，达成了最终的报警功能。3、完成了系统各大模块的软件框架的设计。工作中的不足及可能的完善方向1、由于时间仓促没有对该系统进行现场实验，有可能会出现某些方面的缺陷，因此应该先进行仿真实验再投入使用。2、将该系统与道口电动拦木相联接，使来车报警与道口封闭相统一。3、将系统与道口视频监控相联接，使视频监控有的放矢，及时将道口过车情景存储下来，为日后调查研究提供可靠资料。谢谢各位老师指正！