基于DSP的紅外線設(shè)備遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　3．3 磁頭波形電壓檢測(cè)模塊

　　這部分模塊主要目標(biāo)是采集3路磁頭波形，在觸發(fā)處的位置需要保存，采集結(jié)果通過RS 485口與主機(jī)通訊。電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)27路模擬電壓；220V，交流值；異常復(fù)位。采集電壓原理圖如圖3所示。

　　檢測(cè)內(nèi)容如下：

　?、?x背溫輸出：3．33—2．33 V

　?、?x保護(hù)門電壓：±27 V

　?、?x探頭噪聲和峰值(在自檢時(shí)采集)：Vp-p25 mV

　　3．4 數(shù)據(jù)傳輸模塊

　　系統(tǒng)在紅外線探測(cè)點(diǎn)將數(shù)據(jù)通過MODEM發(fā)送至車輛段監(jiān)控中心，中心計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)紅外線設(shè)備檢修方法，可對(duì)紅外線設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)端維護(hù)。數(shù)據(jù)傳送主要采用TDK公司的TDK73M2901CL，它是一種高集成度的單片MODEM芯片，該芯片可以和8048或80C51單片機(jī)對(duì)接，接口電路簡單；采用串行口數(shù)據(jù)傳輸；既可以同步方式又可以異步方式工作，包括V．22擴(kuò)充超速；與CCITT V．22，V．21，BELL 212A，103標(biāo)準(zhǔn)兼容；具有呼叫進(jìn)程、載波、應(yīng)答音、長回環(huán)檢測(cè)的功能。TDK73M2901CL具有32DIP封裝，其引腳見圖4。

　　TDK73M2901CL內(nèi)部有4個(gè)寄存器可用于控制和狀態(tài)的監(jiān)視。其中，控制寄存器CR0用于控制電話線路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?；控制寄存器CRl用于控制TDK73M2901CL內(nèi)部狀態(tài)與單片機(jī)之間的接口；檢測(cè)寄存器DR是一個(gè)只讀寄存器，它提供了監(jiān)視MODEM工作狀態(tài)的條件；音調(diào)寄存器TR則用于控制音頻信號(hào)的產(chǎn)生，在TR的控制下，MODEM可以產(chǎn)生DTMF信號(hào)、應(yīng)答音信號(hào)和防衛(wèi)音信號(hào)，還可以在MODEM啟動(dòng)和與對(duì)方聯(lián)系過程中對(duì)RXD引腳進(jìn)行控制。

　　寄存器名稱、地址、數(shù)據(jù)位如下：AD2～ADO D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0，控制寄存器CR0地址000，調(diào)制選擇：O發(fā)送模式，其中：1100=FSK模式，包括發(fā)送允許、應(yīng)答、始發(fā)模式；控制寄存器CRl地址001，數(shù)據(jù)發(fā)送方式：允許中斷，包括旁路編碼、時(shí)鐘控制、復(fù)位操作、測(cè)試模式，其中：00=正常；檢測(cè)寄存器DR地址010，包括接收數(shù)據(jù)、介碼標(biāo)志、載波檢測(cè)、應(yīng)答音、呼叫過程、長環(huán)檢測(cè)等模式；若條件檢測(cè)到為“1”，否則為“0”；音調(diào)控制寄存器TR，地址011，控制RDX包括發(fā)防衛(wèi)音、發(fā)應(yīng)答音、發(fā)送DTMF音模式，該四位對(duì)應(yīng)1～16 DTMF信號(hào)。

　　接收端的MODEM按應(yīng)答方式接線，單片機(jī)89C51平時(shí)處于巡回檢測(cè)電話振鈴信號(hào)的狀態(tài)，一旦檢測(cè)到該信號(hào)，則可將J2吸合，在2 s左右的沉默之后，啟動(dòng)MODEM發(fā)送應(yīng)答音。雙方經(jīng)過簡短的握手過程之后，89C51便將收到的對(duì)方代碼存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)服務(wù)器。在發(fā)送完DTMF(撥號(hào)信號(hào))之后，程序需要檢測(cè)應(yīng)答音、發(fā)送和接收握手信號(hào)、循環(huán)發(fā)送本機(jī)代碼等內(nèi)容。雙方所用的通信程序框圖見圖5。

　　4 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試結(jié)果

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，可脫機(jī)值守方式工作，122×32點(diǎn)陣LCD可實(shí)時(shí)顯示時(shí)鐘、操作狀態(tài)，并具有15鍵操作鍵盤，可獨(dú)立完成故障檢測(cè)及查詢等功能(外形尺寸：255 mm(高)×176 mm(寬)×100 mm(厚))，提供RS 232／RS 485，RJ45接口，支持局域網(wǎng)連接；提供識(shí)別記錄的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　(1)通訊報(bào)警時(shí)間：5 min；

　　(2)1#，2#，3#磁頭報(bào)警時(shí)間：有過車時(shí)，4 min；

　　(3)檢測(cè)車輛速度范圍：3～200 km／h；

　　(4)復(fù)位時(shí)間，3 s左右。

　　(5)1#，2#，熱分機(jī)接通時(shí)間大于2 min；

　　(6)預(yù)留控制接通時(shí)間，大于2 min。

　　為驗(yàn)證系統(tǒng)性能，在測(cè)試點(diǎn)安裝紅外線設(shè)備遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)共預(yù)報(bào)設(shè)備故障302起，其中停電276起，與中心通訊故障9起(通訊部門通道問題8起，主機(jī)死機(jī)1起)，不接車或漏接車故障4起，保護(hù)門故障10起(其中異物遮擋8起)，2#，3#磁頭故障6起，主副機(jī)通信故障1起，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到100％，指揮中心的值班員和維修工的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，預(yù)報(bào)故障準(zhǔn)確率提高。以往紅外指揮中心人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于沒有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息，判斷故障準(zhǔn)確率低，維修工人得到故障通知后，分析判斷缺乏依據(jù)，經(jīng)常發(fā)生所帶板件與故障點(diǎn)不符的情況，加上交通不便，故障處理起來就比較困難。使用紅外線遠(yuǎn)程監(jiān)控測(cè)試儀后，錯(cuò)報(bào)的故障幾乎沒有，使得維修工人可以根據(jù)準(zhǔn)確的故障預(yù)報(bào)，及時(shí)攜帶相關(guān)板件處理故障，設(shè)備的停機(jī)時(shí)間大幅度減少。該系統(tǒng)為壓縮故障延時(shí)和及時(shí)處理故障提供了幫助，而且由于死機(jī)、雪堵、結(jié)冰等故障可以遠(yuǎn)程控制排除，幾乎不影響探測(cè)站設(shè)備正常工作。