基于DTMF-MT8880的鐵路道口遠(yuǎn)程報警主機(jī)的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)

0 引言

　　鐵路道口遠(yuǎn)程自動報警系統(tǒng)主要應(yīng)用于鐵路和公路平交道口的安全防護(hù)。當(dāng)列車在設(shè)定距離以外向道口行駛時，該系統(tǒng)會自動向公路方向發(fā)出聲光報警，并控制電動?xùn)艡诼湎拢蕴嵝押妥柚惯^往車輛與行人暫停穿越道口；當(dāng)列車駛出道口一定距離后，該系統(tǒng)會解除報警狀態(tài)，放行車輛與行人，從而達(dá)到安全自動管理道口的目的。為了進(jìn)一步提高報警系統(tǒng)的安全性，本系統(tǒng)采用中心控制器并通過電話線與多個安置在道口的報警主機(jī)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)對多套報警主機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測。

1 遠(yuǎn)程自動報警主機(jī)的功能及硬件設(shè)計

該報警主機(jī)的主要功能有如下：

(1) 識別列車運(yùn)行方向。即在列車接近道口前70 s或1 000～2 000 m時，由方向傳感器發(fā)出來車信號并進(jìn)入報警狀態(tài)，然后在列車遠(yuǎn)離道口200～300 m時，解除報警狀態(tài)而顯示安全信號；

(2) 故障自診斷。用于檢測主機(jī)內(nèi)部工作是否正常、主機(jī)與方向傳感器連接電纜是否斷開以及顯示故障類別等；

(3) 報警聲音設(shè)置。通過主機(jī)設(shè)置報警喇叭進(jìn)行警號或語音報警；

(4) 時鐘顯示和記錄。顯示時間和記錄列車通過道口的時間；

(5) 遠(yuǎn)程中心控制器監(jiān)測。用于監(jiān)控多個鐵路道口自動報警主機(jī)的工作狀態(tài)。

1.1 遠(yuǎn)程自動報警主機(jī)的硬件組成

　　該系統(tǒng)由方向傳感器和止警傳感器(檢測列車的運(yùn)動方向和距離，以產(chǎn)生報警和止警信號)、主機(jī)(報警信號采集和控制)、信號機(jī)(由綠色和紅色信號燈組成)、電動?xùn)艡?、中心控制?PC機(jī)監(jiān)控)、喇叭(聲音報警)和接線盒等組成。道口房遠(yuǎn)程自動報警主機(jī)則由信號采集器、信號處理器、信號驅(qū)動電路、故障自診斷電路、遠(yuǎn)程通訊接口(采用DTMF雙向收／發(fā)集成電路MT8880)、電機(jī)控制電路和操作顯示電路等組成，其硬件組成見圖1所示。當(dāng)列車經(jīng)過設(shè)定報警距離時，信號采集器將對道口上行和下行方向上的方向傳感器發(fā)出的信號進(jìn)行檢測，然后經(jīng)過信號處理器處理進(jìn)入報警狀態(tài)，接著再通過報警信號驅(qū)動電路向信號機(jī)和喇叭發(fā)出報警信號，并由電機(jī)控制電路控制柵欄落下。若在夜間，還應(yīng)打開照射燈；之后當(dāng)列車駛出道口一定距離時，主機(jī)應(yīng)接受止警傳感器信號并解除報警狀態(tài)。

1.2 遠(yuǎn)程通訊接口電路

　　本設(shè)計中的遠(yuǎn)程通訊接口電路中采用DTMF(雙音多頻)雙向收／發(fā)集成電路MT8880來實(shí)現(xiàn)。MT8880是專門為雙音頻信號的收發(fā)而設(shè)計的一款集成電路，它既能產(chǎn)生并發(fā)送雙音頻信號，又能對雙音頻信號進(jìn)行接收和譯碼，同時還能判斷各種信號音(撥號音、回鈴音、忙音)。MT8880的結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。

2 遠(yuǎn)程自動報警主機(jī)的軟件設(shè)計

　　該系統(tǒng)的軟件模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示，由圖可見，該軟件由六部分組成，其中初始化模塊用于系統(tǒng)參數(shù)初始化，如列車離道口的距離、報警方式等。二是故障診斷模塊，用于定時對信號采集器、信號處理器、信號驅(qū)動、電機(jī)控制電路、遠(yuǎn)程通訊接口和電纜進(jìn)行檢測，若發(fā)現(xiàn)故障，則顯示故障代碼。參數(shù)設(shè)置模塊主要負(fù)責(zé)顯示時鐘、報警時間和報警方式的設(shè)置或修改。報警／解除報警模塊用于報警或解除報警狀態(tài)的處理。遠(yuǎn)程通訊模塊用來按照設(shè)置的通訊協(xié)議，并通過電話線與中心控制器進(jìn)行通訊。而顯示／按鍵分析模塊的主要任務(wù)是顯示時鐘、列車行駛方向和故障代碼，分析按鍵命令。圖4所示是本遠(yuǎn)程自動報警主機(jī)的主控程序流程圖。

3 結(jié)束語

　　本文給出了具有識別列車運(yùn)行方向、系統(tǒng)故障自診斷、報警處理、記錄報警和監(jiān)控等功能的鐵路道口遠(yuǎn)程自動報警主機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和軟／硬件設(shè)計方法。該系統(tǒng)的硬件器件均采用軍工級器件，因而具有高抗干擾性能。實(shí)際運(yùn)行證明，該主機(jī)的運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠，并可推廣到有交叉路口的其它安全防范領(lǐng)域。