基于DTMF-MT8880的鐵路道口遠程報警主機的設計及實(shí)現

0 引言

　　鐵路道口遠程自動(dòng)報警系統主要應用于鐵路和公路平交道口的安全防護。當列車(chē)在設定距離以外向道口行駛時(shí)，該系統會(huì )自動(dòng)向公路方向發(fā)出聲光報警，并控制電動(dòng)柵欄落下，以提醒和阻止過(guò)往車(chē)輛與行人暫停穿越道口；當列車(chē)駛出道口一定距離后，該系統會(huì )解除報警狀態(tài)，放行車(chē)輛與行人，從而達到安全自動(dòng)管理道口的目的。為了進(jìn)一步提高報警系統的安全性，本系統采用中心控制器并通過(guò)電話(huà)線(xiàn)與多個(gè)安置在道口的報警主機進(jìn)行通訊，從而實(shí)現對多套報警主機工作狀態(tài)的監測。

1 遠程自動(dòng)報警主機的功能及硬件設計

該報警主機的主要功能有如下：

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

(2) 故障自診斷。用于檢測主機內部工作是否正常、主機與方向傳感器連接電纜是否斷開(kāi)以及顯示故障類(lèi)別等；

(3) 報警聲音設置。通過(guò)主機設置報警喇叭進(jìn)行警號或語(yǔ)音報警；

(4) 時(shí)鐘顯示和記錄。顯示時(shí)間和記錄列車(chē)通過(guò)道口的時(shí)間；

(5) 遠程中心控制器監測。用于監控多個(gè)鐵路道口自動(dòng)報警主機的工作狀態(tài)。

1.1 遠程自動(dòng)報警主機的硬件組成

　　該系統由方向傳感器和止警傳感器(檢測列車(chē)的運動(dòng)方向和距離，以產(chǎn)生報警和止警信號)、主機(報警信號采集和控制)、信號機(由綠色和紅色信號燈組成)、電動(dòng)柵欄、中心控制器(PC機監控)、喇叭(聲音報警)和接線(xiàn)盒等組成。道口房遠程自動(dòng)報警主機則由信號采集器、信號處理器、信號驅動(dòng)電路、故障自診斷電路、遠程通訊接口(采用DTMF雙向收／發(fā)集成電路MT8880)、電機控制電路和操作顯示電路等組成，其硬件組成見(jiàn)圖1所示。當列車(chē)經(jīng)過(guò)設定報警距離時(shí)，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(guò)信號處理器處理進(jìn)入報警狀態(tài)，接著(zhù)再通過(guò)報警信號驅動(dòng)電路向信號機和喇叭發(fā)出報警信號，并由電機控制電路控制柵欄落下。若在夜間，還應打開(kāi)照射燈；之后當列車(chē)駛出道口一定距離時(shí)，主機應接受止警傳感器信號并解除報警狀態(tài)。

1.2 遠程通訊接口電路

　　本設計中的遠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(lái)實(shí)現。MT8880是專(zhuān)門(mén)為雙音頻信號的收發(fā)而設計的一款集成電路，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(shí)還能判斷各種信號音(撥號音、回鈴音、忙音)。MT8880的結構原理圖如圖2所示。

2 遠程自動(dòng)報警主機的軟件設計

　　該系統的軟件模塊結構如圖3所示，由圖可見(jiàn)，該軟件由六部分組成，其中初始化模塊用于系統參數初始化，如列車(chē)離道口的距離、報警方式等。二是故障診斷模塊，用于定時(shí)對信號采集器、信號處理器、信號驅動(dòng)、電機控制電路、遠程通訊接口和電纜進(jìn)行檢測，若發(fā)現故障，則顯示故障代碼。參數設置模塊主要負責顯示時(shí)鐘、報警時(shí)間和報警方式的設置或修改。報警／解除報警模塊用于報警或解除報警狀態(tài)的處理。遠程通訊模塊用來(lái)按照設置的通訊協(xié)議，并通過(guò)電話(huà)線(xiàn)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(shí)鐘、列車(chē)行駛方向和故障代碼，分析按鍵命令。圖4所示是本遠程自動(dòng)報警主機的主控程序流程圖。

3 結束語(yǔ)

　　本文給出了具有識別列車(chē)運行方向、系統故障自診斷、報警處理、記錄報警和監控等功能的鐵路道口遠程自動(dòng)報警主機的基本結構和軟／硬件設計方法。該系統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)際運行證明，該主機的運行效果穩定可靠，并可推廣到有交叉路口的其它安全防范領(lǐng)域。