旅客列車全自動報(bào)站多媒體系統(tǒng)

0 引言

旅客在旅行過程中，為防止坐過站，十分關(guān)心列車的前方到站。尤其是夜間行車，列車播音室停止播音，只靠列車到站時(shí)列車員才報(bào)站名，給廣大旅客帶來諸多不便。為使旅客能及時(shí)了解到自己目前所處位置及前方到站。這里設(shè)計(jì)一種全自動報(bào)站多媒體系統(tǒng)，能全天候自動通報(bào)站名、提示列車運(yùn)行情況，平時(shí)可播放錄像，歌曲及廣告等信息。在列車將要到達(dá)車站前以聲圖并茂的方式自動介紹各個(gè)站點(diǎn)的著名旅游景點(diǎn)、交通和住宿情況，極大方便了旅客，改善了乘車環(huán)境，也為鐵路運(yùn)輸帶來了更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 控制原理與系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由底層單片機(jī)系統(tǒng)、上層PC機(jī)、車廂播音系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)及相應(yīng)軟件組成（見圖１）。單片機(jī)為下位機(jī)。位置傳感器安放在車門處，用車門的開關(guān)信號來糾正距離上的誤差。速度和位置傳感器的信號使單片機(jī)可以對列車的行駛里程和車門位置進(jìn)行有效識別與處理，從而通過串行口輸出有效的控制信號給上層PC機(jī)。PC 機(jī)對送來的信號進(jìn)行分析，若是行駛里程信號，則計(jì)算出列車的行駛里程。在到站前１０公里時(shí)，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用相應(yīng)車站的視頻信息，經(jīng)分頻器和音頻放大后，送往各車廂的LCD液晶顯示器和廣播，最終以多媒體的形式向旅客播報(bào)信息。若是車門打開信號，說明列車已到站，則從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用相應(yīng)車站的音頻信息播報(bào)到站信息，并將數(shù)據(jù)庫中該站距始發(fā)站的里程設(shè)為當(dāng)前列車行駛里程，從而自動糾正速度傳感器及列車滑行所造成的誤差。夜間行車播音自動關(guān)閉，LCD液晶顯示器照常工作。報(bào)站時(shí)的工作流程見圖２。

圖１ 系統(tǒng)組成

2 底層硬件設(shè)計(jì)

底層硬件系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)作為控制器（見圖３）。位置傳感器選用接近開關(guān)，安放在車門處。速度傳感器選用南京中旭公司的HZL260霍爾齒輪傳感器，具有分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以在我國全天候、大范圍區(qū)域內(nèi)使用。對分頻器和音頻放大器的控制，是利用接口的電路芯片采用光電隔離控制固體繼電器的開關(guān)實(shí)現(xiàn)的。

列車行駛距離的測量是基于記錄車輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)實(shí)現(xiàn)的。HZL260霍爾齒輪傳感器是在霍爾器件背后偏置一塊永久磁體，并將它們和放大處理集成電路一體化的組合器件（見圖４）。其功能是把變化的磁信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字式電信號。它能傳感黑色金屬齒輪的齒數(shù)，并轉(zhuǎn)換成電壓脈沖信號輸出。在列車的軸上安裝一個(gè)齒輪，傳感器固定在距齒頂2mm左右的位置上，車輪轉(zhuǎn)動一圈，傳感器輸出與齒輪齒數(shù)相同的脈沖信號，由單片機(jī)內(nèi)定時(shí)／計(jì)數(shù)器０對其計(jì)數(shù)，就可以檢測出車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，從而計(jì)算出列車行駛的里程。