CN106707896A - 一种可发送开关机状态的智能铁鞋及发送方法 - Google Patents

Abstract

一种可发送开关机状态的智能铁鞋，包括防溜装置本体及其内部的电路单元构成。所述电路单元包括中央处理器、开关机状态处理电路、加速度传感器、超声距离传感器、磁场传感器、RFID传感器和无线收发模块，加速度传感器、超声距离传感器、温度传感器、磁场传感器和RFID传感器的信号输出端均与中央处理器的对应信号输入端相连，中央处理器的通信信号端通过无线收发模块以ZigBee协议进行数据发送或接收。本发明的一种可发送开关机状态的智能铁鞋，是一套基于高效、易操作、可靠性高的一种可发送开关机状态的智能铁鞋，可实现对防溜铁鞋不同状态的实时监控对保障铁路安全运行具有非常重要的意义和实用价值。

Description

一种可发送开关机状态的智能铁鞋及发送方法

技术领域

本发明涉及铁路车辆停车防溜领域，尤其是适用于实现对铁路现场停车智能防溜装置的实时监测及管理，具体地说是一种可发送开关机状态的智能铁鞋及发送方法。

背景技术

目前，传统防溜铁鞋存在以下问题：防溜铁鞋是否放置到位难以监控；发车时防溜铁鞋是否已经取出同样难以监控；防溜装置发生被盗无法及时报警；传统铁鞋的检测、操作均靠人工操作完成，值班员无法及时判明防溜铁鞋是否处于规范的安全状态。已有的智能铁鞋可以自动监测自身放置状态、铁路车辆逸溜距离及状态，但尚无法发送自身开关机状态。由于无开、关机状态数据发送，当智能铁鞋开、关机后，要滞后较长时间才能在监控软件上显示出来，影响防溜系统的操作效率甚至造成安全事故。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种可发送开关机状态的智能铁鞋及发送方法。本发明是一套基于高效、易操作、可靠性高的一种可发送开关机状态的智能铁鞋,可实现对防溜铁鞋不同状态的实时监控对保障铁路安全运行具有非常重要的意义和实用价值。

本发明的技术方案是：

一种可发送开关机状态的智能铁鞋，它包括防溜装置本体及其内部的电路单元构成，所述电路单元包括中央处理器CC2530、开关机状态处理电路、加速度传感器、超声距离传感器、磁场传感器、RFID传感器和无线收发模块，所述的加速度传感器、超声距离传感器、磁场传感器和RFID传感器分别用于采集防溜装置本体与车辆停车数据或状态对应参数信息，加速度传感器、超声距离传感器、温度传感器、磁场传感器和RFID传感器的信号输出端均与中央处理器CC2530的对应信号输入端相连，中央处理器CC2530的通信信号端通过无线收发模块以ZigBee协议进行数据发送或接收。

优选的，开关机状态处理电路包括供电线路、开机临时接通线路、供电控制线路、关机信号发生线路：供电线路是为中央处理器CC2530提供电源的主回路，开机临时接通线路用于控制供电线路临时接通，从而为中央处理器CC2530提供电源；开机临时接通线路中的第一电阻R1的一端连接供电线路中的电池BAT，开机临时接通线路中的第一电阻R1的另一端连接供电线路中PMOS管M1的栅极；供电控制线路用于控制供电线路的接通和关断，供电控制线路中三极管Q1的集电极与供电线路中PMOS管M1的栅极连接；关机信号发生线路用于发出关机中断申请信号，关机信号发生线路中的第二二极管D2的阴极与开机临时接通线路中第一二极管D2的阴极连接，关机信号发生线路和开机临时接通线路公用开关S。

具体的，供电线路包括电池BAT、PMOS管M1、电源引脚Vcc，电池BAT与PMOS管M1的源极连接，PMOS管M1的漏极连接电源引脚Vcc；

当PMOS管M1导通时，电池BAT与电源引脚Vcc接通，中央处理器CC2530通电。

具体的，开机临时接通线路包括开关S、第一二极管D1、第一电阻R1，电池BAT连接第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端一方面连接第一二极管D1的阳极，另一方面接连接PMOS管M1的栅极；第一二极管D1的阴极通过开关S接地；

关机状态下：开关S处于断开状态，PMOS管M1的源极与电池BAT相连，其中第一电阻R1跨接于PMOS管M1的栅极和源极之间，第一电阻R1上无压降，PMOS管M1截止，中央处理器CC2530不工作；当按下开关S时，PMOS管M1的栅极顺次经过第一二极管D1和开关S后接地，第一电阻R1上有压降，使得PMOS管M1导通，中央处理器CC2530临时通电。

具体的，供电控制线路包括引脚P1.5、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q1，三极管Q1的基极通过第二电阻R2连接引脚P1.5，三极管Q1的集电极同PMOS管M1的栅极连接，三极管Q1的发射极接地；第三电阻R3接于三极管Q1的基极与地之间；

当中央处理器CC2530临时通电后，程序设置引脚P1.5输出高电平，三极管Q1导通，PMOS管M1的栅极接地，第一电阻R1上有压降，PMOS管M1导通，电池BAT为中央处理器CC2530正常供电，中央处理器CC2530正常工作，并通过ZigBee网络向监控主机发出开机状态数据。

具体的，关机信号发生线路包括引脚P1.6、第二二极管D2、开关S，引脚P1.6连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极通过开关S接地；

中央处理器CC2530正常工作后，当开关S再次按下时，在引脚P1.6产生一个电平下降沿，触发关机中断，进入关机中断申请及服务；在中断服务程序中，若中央处理器CC2530处于休眠状态，则唤醒至正常工作状态，通过ZigBee网络向监控主机发出关机状态数据；然后设置引脚P1.5输出低电平，三极管Q1截止，所以PMOS管M1截止，中央处理器CC2530停电，关机完成。

一种智能铁鞋开关机状态发送方法，应用于所述智能铁鞋开机和关机状态的及时发送，它包括开机状态发送和关机状态发送。

具体的，开机状态发送具体包括以下步骤：

(1)在关机状态下，按下开关S，使PMOS管M1导通，中央处理器CC2530通电工作；

(2)程序设置引脚P1.5输出高电平，让三极管Q1导通，PMOS管M1持续导通，电池BAT正常供电，中央处理器CC2530正常工作；

(3)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络向智能防溜监控主机发出开机状态数据；

(4)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络检测智能防溜监控主机上开机状态是否正常；

(5)若智能防溜监控主机上开机状态不正常，返回步骤(3)；否则，开机过程结束。

具体的，关机状态发送具体包括以下步骤：

(1)在开机状态下，按下开关S，在引脚P1.6产生电平下降沿；

(2)向中央处理器CC2530发出中断申请，触发关机中断，进入中断服务程序；

(3)中断服务流程中，首先判断中央处理器CC2530是否休眠，若处于休眠状态，则唤醒至正常工作状态；

(4)若处于正常工作状态，则中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络向智能防溜监控主机发出关机状态数据；

(5)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络检测智能防溜监控主机上关机状态是否正常；

(6)若智能防溜监控主机上关机状态不正常，则返回步骤(4)；若智能防溜监控主机上关机状态正常，则进行步骤(7)；

(7)设置引脚P1.5输出低电平，三极管Q1截止，所以PMOS管M1截止，中央处理器CC2530停电，关机操作完成。

本发明的有益效果：

本发明的一种可发送开关机状态的智能铁鞋，是一套基于高效、易操作、可靠性高的一种可发送开关机状态的智能铁鞋，可实现对防溜铁鞋不同状态的实时监控对保障铁路安全运行具有非常重要的意义和实用价值。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的应用环境。

图3是本发明的开机状态发送流程。

图4是本发明的关机状态发送流程。

图5是本发明的关机中断服务流程。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种可发送开关机状态的智能铁鞋，它包括防溜装置本体及其内部的电路单元构成。所述电路单元包括中央处理器CC2530、开关机状态处理电路、加速度传感器、超声距离传感器、磁场传感器、RFID传感器和无线收发模块，所述的加速度传感器、超声距离传感器、磁场传感器和RFID传感器分别用于采集防溜装置本体与车辆停车数据或状态对应参数信息，加速度传感器、超声距离传感器、温度传感器、磁场传感器和RFID传感器的信号输出端均与中央处理器CC2530的对应信号输入端相连，中央处理器CC2530的通信信号端通过无线收发模块以ZigBee协议进行数据发送或接收。

如图2所示为本发明的应用环境，可发送开关机状态的智能铁鞋基于无线收发模块通过ZigBee网络与智能铁鞋监控主机通信。

本发明中所述防溜装置内部的电路单元中开关机状态处理电路包括供电线路、开机临时接通线路、供电控制线路、关机信号发生线路。

本发明中所述供电线路包括电池BAT、PMOS管M1、电源引脚Vcc。当PMOS管M1导通时，电池BAT与Vcc接通，中央处理器CC2530通电。

本发明中所述开机临时接通线路包括开关S、第一二极管D1、电阻R1。关机状态下，开关S处于断开状态，PMOS管M1的源极与电池BAT相连，其中第一电阻R1跨接于PMOS管M1的栅极和源极之间，第一电阻R1上无压降，PMOS管M1截止；当按下开关S时，PMOS管M1的栅极顺次经过第一二极管D1和开关S后接地，第一电阻R1上有压降，使得PMOS管M1导通，中央处理器CC2530临时通电。

本发明中所述供电控制线路包括引脚P1.5、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q1。当中央处理器CC2530临时通电后，程序设置引脚P1.5输出高电平，三极管Q1导通，PMOS管M1的栅极接地，第一电阻R1上有压降，PMOS管M1导通，电池BAT为中央处理器CC2530正常供电，中央处理器CC2530正常工作，通过ZigBee网络向监控主机发出开机状态数据。

本发明中所述关机信号发生线路包括引脚P1.6、第二二极管D2、开关S。中央处理器CC2530正常工作后，当开关S再次按下时(即关机动作)，在引脚P1.6产生一个电平下降沿，触发关机中断，进入关机中断申请及服务。在中断服务程序中，若中央处理器CC2530处于休眠状态，则唤醒至正常工作状态，通过ZigBee网络向监控主机发出关机状态数据。然后设置引脚P1.5输出低电平，三极管Q1截止，所以PMOS管M1截止，中央处理器CC2530停电，关机完成。

在优选的实施例中，元器件型号及参数为：

PMOS管M1：SI2301，二极管(第一二极管D1/第二二极管D2)：BAT54C，三极管Q1：S8050，第一电阻R1：1M，第二电阻R2：10K，第三电阻R3：3.6K；

加速度传感器：ADXL345，超声距离传感器：NU40A16TR-1，磁场传感器：MAG3110，RFID传感器：YW-603-1。

一种智能铁鞋开关机状态发送方法，应用于智能铁鞋开机和关机状态的及时发送，它包括开机状态发送和关机状态发送。

所述开机状态发送过程如图3所示，步骤包括：

(1)在关机状态下，按下开关S，使PMOS管M1导通，中央处理器CC2530通电工作；

(2)程序设置引脚P1.5输出高电平，让三极管Q1导通，PMOS管M1持续导通，电池BAT正常供电，中央处理器CC2530正常工作；

(3)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络向智能防溜监控主机发出开机状态数据；

(4)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络检测智能防溜监控主机上开机状态是否正常；

(5)若智能防溜监控主机上开机状态不正常，返回步骤(3)；否则，开机过程结束。

所述关机状态发送过程如图4、图5所示，步骤包括：

(1)在开机状态下，按下开关S，在引脚P1.6产生电平下降沿；

(2)向中央处理器CC2530发出中断申请，触发关机中断，进入中断服务程序；

(3)中断服务流程中，首先判断中央处理器CC2530是否休眠，若处于休眠状态，则唤醒至正常工作状态；

(4)若处于正常工作状态，则中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络向智能防溜监控主机发出关机状态数据；

(5)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络检测智能防溜监控主机上关机状态是否正常；

(6)若智能防溜监控主机上关机状态不正常，则返回步骤(4)；若智能防溜监控主机上关机状态正常，则进行步骤(7)；

(7)设置引脚P1.5输出低电平，三极管Q1截止，所以PMOS管M1截止，中央处理器CC2530停电，关机操作完成。

为了便于本领域工作人员重复本发明，给出一种优选的CC2530中断配置方法如下：

1)CC2530的所有外部引脚均可以设置为中断模式，设置寄存器P1SEL和P1DIR将引脚设置为输入后，即可设置引脚中断功能；

2)在引脚中断功能设置时，先需要设置P1IEN，主要是禁止/使能引脚的中断功能，将P1IEN的第6位置1即可将P1.6引脚中断使能；

3)中断可以设置在外部信号的上升或下降沿触发。PICTL可以控制Px口中断触发信号：上升沿触发、下降沿触发。由于按键在未按下时处于高电平，按下后为低电平，即产生下降沿信号，所以设置为下降沿触发，将PICTL第2位置1即可设置P1口位下降沿触发；

4)除了配置引脚，还需要开启端口引脚中断使能，开启P1口中断使能，即IEN2第4位置1；

5)在开启中断前需要先将中断标志位清零，以免误入中断造成系统混乱，所以将P0IFG＝0；

6)在任何中断操作时，都需要开启系统中断：EA＝1。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种可发送开关机状态的智能铁鞋，其特征是包括防溜装置本体及其内部的电路单元构成，所述电路单元包括中央处理器CC2530、开关机状态处理电路、加速度传感器、超声距离传感器、磁场传感器、RFID传感器和无线收发模块，所述的加速度传感器、超声距离传感器、磁场传感器和RFID传感器分别用于采集防溜装置本体与车辆停车数据或状态对应参数信息，加速度传感器、超声距离传感器、温度传感器、磁场传感器和RFID传感器的信号输出端均与中央处理器CC2530的对应信号输入端相连，中央处理器CC2530的通信信号端通过无线收发模块以ZigBee协议进行数据发送或接收。

2.根据权利要求1所述的智能铁鞋，其特征是开关机状态处理电路包括供电线路、开机临时接通线路、供电控制线路、关机信号发生线路：供电线路是为中央处理器CC2530提供电源的主回路，开机临时接通线路用于控制供电线路临时接通，从而为中央处理器CC2530提供电源；开机临时接通线路中的第一电阻R1的一端连接供电线路中的电池BAT，开机临时接通线路中的第一电阻R1的另一端连接供电线路中PMOS管M1的栅极；供电控制线路用于控制供电线路的接通和关断，供电控制线路中三极管Q1的集电极与供电线路中PMOS管M1的栅极连接；关机信号发生线路用于发出关机中断申请信号，关机信号发生线路中的第二二极管D2的阴极与开机临时接通线路中第一二极管D2的阴极连接，关机信号发生线路和开机临时接通线路公用开关S。

3.根据权利要求2所述的智能铁鞋，其特征是供电线路包括电池BAT、PMOS管M1、电源引脚Vcc，电池BAT与PMOS管M1的源极连接，PMOS管M1的漏极连接电源引脚Vcc。

4.根据权利要求3所述的智能铁鞋，其特征是开机临时接通线路包括开关S、第一二极管D1、第一电阻R1，电池BAT连接第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端一方面连接第一二极管D1的阳极，另一方面接连接PMOS管M1的栅极；第一二极管D1的阴极通过开关S接地。

5.根据权利要求4所述的智能铁鞋，其特征是供电控制线路包括引脚P1.5、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q1，三极管Q1的基极通过第二电阻R2连接引脚P1.5，三极管Q1的集电极同PMOS管M1的栅极连接，三极管Q1的发射极接地；第三电阻R3接于三极管Q1的基极与地之间。

6.根据权利要求5所述的智能铁鞋，其特征是关机信号发生线路包括引脚P1.6、第二二极管D2、开关S，引脚P1.6连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极通过开关S接地。

7.一种智能铁鞋开关机状态发送方法，应用于权利要求1所述智能铁鞋开机和关机状态的及时发送，它包括开机状态发送和关机状态发送。

8.根据权利要求7所述开关机状态发送方法，其特征是开机状态发送具体包括以下步骤：

(1)在关机状态下，按下开关S，使PMOS管M1导通，中央处理器CC2530通电工作；

(2)程序设置引脚P1.5输出高电平，让三极管Q1导通，PMOS管M1持续导通，电池BAT正常供电，中央处理器CC2530正常工作；

(3)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络向智能防溜监控主机发出开机状态数据；

(4)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络检测智能防溜监控主机上开机状态是否正常；

(5)若智能防溜监控主机上开机状态不正常，返回步骤(3)；否则，开机过程结束。

9.根据权利要求7所述开关机状态发送方法，其特征是关机状态发送具体包括以下步骤：

(1)在开机状态下，按下开关S，在引脚P1.6产生电平下降沿；

(2)向中央处理器CC2530发出中断申请，触发关机中断，进入中断服务程序；

(3)中断服务流程中，首先判断中央处理器CC2530是否休眠，若处于休眠状态，则唤醒至正常工作状态；

(4)若处于正常工作状态，则中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络向智能防溜监控主机发出关机状态数据；

(5)中央处理器CC2530基于无线收发模块通过ZigBee网络检测智能防溜监控主机上关机状态是否正常；

(6)若智能防溜监控主机上关机状态不正常，则返回步骤(4)；若智能防溜监控主机上关机状态正常，则进行步骤(7)；

(7)设置引脚P1.5输出低电平，三极管Q1截止，所以PMOS管M1截止，中央处理器CC2530停电，关机操作完成。