CN205273504U - 基于图像采集的线性触发器结构 - Google Patents

Abstract

一种基于图像采集的线性触发器结构，包括车位计数器、行触发器和上位机；其中车位计数器通过RS422串口通信与行触发器相连接，行触发器通过RS422串口通信与上位机相连接；行触发器中采用51单片机作为控制器；上位机中设置图像采集卡，行触发器与图像采集卡相连接。本实用新型中的行触发器可以将车位控制器传递的信息及时有效的转发给上位机，同时可以产生图像采集的脉冲信号让图像采集卡进行列车线阵图像的采集。行触发器中使用51单片机作为核心控制芯片，成本低廉，功能强大，便于编程控制及串口通信。

Description

基于图像采集的线性触发器结构

技术领域

本实用新型涉及铁路列车接发的技术领域，具体说是一种基于图像采集的线性触发器结构。

背景技术

车位计数器是铁路上使用的一种测速和计量列车各车厢顺序位（顺位）的一种关键设备，有的还具有识别火车超载、超限的功能。它以磁钢为媒介获取各个车轮经过的时刻，并以此判断出火车行驶的速度和各车厢经过的顺序并计数。磁钢是铁轨上一种判断车轮通过的一种传感器。通常的车位计数器中都设置有多个磁钢，分别被称为第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢等，其中第一磁钢安装于检测点之前的30-50米位置，以判断来车的方向，启动录像设备和测量设备。如图1所示，箭头所指方向为列车4的行进方向，第二磁钢1和第三磁钢2沿铁轨3上的行车方向依次排布，两者相距280mm，根据同一车轮轧过二、三磁钢的时间差与两磁钢间距测量列车的速度。根据各车轮轧过磁钢的先后时间顺序和速度，计算出每节车的车轮间距，判断出一节车厢完整通过，计算出该车厢在整节列车的顺序位（顺位）。车位计数器将计算出的速度和顺位通过串口将这些信息上传到上位机中，上位机将这些信息叠加到摄像机采集的图像上，并以此为依据查询列车各节车厢的视频信息。车位计数器在铁路信息化建设上有重要的作用。但由于车位计数器是以磁钢为传感器媒介获取速度和顺位，磁钢固定在铁轨上，当电力机车经过时会造成严重的干扰，造成磁钢误动作或不动作发车错误信号，导致速度和顺位计算发生错误。

在列车接发车系统中，线阵相机的采集是一个很重要的组成部分。线阵相机所采集的图像可以方便铁路用户看到列车的型号和行进状况。所以，最大限度的保证线阵相机图像采集的准确度有利于保证列车接发系统的正常使用。

　　实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于图像采集的线性触发器结构。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构，包括车位计数器、行触发器和上位机；其中车位计数器通过RS422串口通信与行触发器相连接，行触发器通过RS422串口通信与上位机相连接；行触发器中采用51单片机作为控制器；上位机中设置图像采集卡，行触发器与图像采集卡相连接。

本实用新型还可以采用以下技术措施：

51单片机上连接设置SP3483半双工收发器。

行触发器与上位机之间设置MAX487芯片，并在单片机外围接口处设置光耦。

行触发器与图像采集卡之间设置MAX487芯片。

本实用新型具有的优点和积极效果是:

本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构，包括车位计数器、行触发器和上位机；其中车位计数器通过RS422串口通信与行触发器相连接，行触发器通过RS422串口通信与上位机相连接；行触发器中采用51单片机作为控制器；上位机中设置图像采集卡，行触发器与图像采集卡相连接。本实用新型中的行触发器可以将车位控制器传递的信息及时有效的转发给上位机，同时可以产生图像采集的脉冲信号让图像采集卡进行列车线阵图像的采集。行触发器中使用51单片机作为核心控制芯片，成本低廉，功能强大，便于编程控制及串口通信。本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构具有结构简单、成本低、实用性强、精度高、稳定可靠，易于调试的优点，车位图片采集及切割比较准确。

附图说明

图1是现有技术中车位计数器的设置示意图；

图2是本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构的原理示意图；

图3是本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构中与51单片机相连的串口电平转换电路的示意图；

图4是本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构中行触发器和上位机之间的串口电平转换电路的示意图；

图5是本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构中行触发器与图像采集卡之间的串口电平转换电路的示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施例对本实用新型中的技术方案进行详细说明：

如图2所示，本实用新型的基于图像采集的线性触发器结构，包括车位计数器、行触发器和上位机；其中车位计数器通过RS422串口通信与行触发器相连接，行触发器通过RS422串口通信与上位机相连接；行触发器中采用51单片机作为控制器；上位机中设置图像采集卡，行触发器与图像采集卡相连接。

车位控制器通过数据处理将此时列车过车的速度及顺位信息发给行触发器。车位控制器以RS422串口协议的方式与行触发器进行数据通信。车位控制器会将过车的信息按照列车过车的协议进行数据打包，发送给行触发器，其协议包如下：

包头（0x02）＋命令字（单字节）＋内容（可无）＋包尾（0x03），

其中命令字及内容为ASCII码，不含0x02和0x03。

如图3所示，单片机的外围线路采用SP3483低功耗半双工收发器来进行串口电平的转换。其可以将单片机发出的TTL电平的协议转换为RS422串口协议所需要的电平。

行触发器在接收完车位计数器传来的协议后，会根据此时的速度信息将定时器赋初值，同时启动开始累加计数。此时行触发器的累加器开始累加，并不断的向图像采集卡发出脉冲信号以进行线阵相机图像的采集。脉冲周期与列车的速度有关，可以采用计算的方法，也可以采用查表的方法。

当车位控制器再次将列车的过车速度及顺位发给行触发器时，行触发器内的定时器会将此时定时器的累加值传递给中间变量，并将其进行协议打包成列车过车的线数信息，传递给上位机。每一辆车经过线阵相机时扫描的行数定义为接收到车位控制器相邻两个顺位信息之间所产生的触发脉冲个数。此时上位机接收到线数信息后，会判断此节列车过车结束，将采集的图像按照上位机接收的线数信息的协议进行切割处理。与此同时，在定时器将累加值传递给中间变量之后，行触发器会根据新的速度信息将其赋初值并开始累加计数，进行本节列车线阵图像的采集。

如图4所示，在行触发器的单片机完成处理车位计数器传来的信息后，会将转发的信息传递给上位机，包括速度、顺位、线数、车号等行车信息。其信息仍然进行协议打包，并以RS422串口的协议将其发送给上位机。本串口硬件电路使用MAX487芯片进行串口电平的转换。同时由于此串口会使用USB物理接口接入上位机，为了防止其外界接口对串口的通信进行浪涌的干扰，在单片机外围接口处添加光耦进行隔离，以起到良好的EMS的效果。

如图5所示，行触发器在发送列车线数的同时，还会将图像脉冲信号发送给图像采集卡。为了保证脉冲信号的质量及准确度，行触发器在外界接口采用差分信号的输出形式。因而在硬件部分采用MAX487芯片对其进行差分转换，在一定程度上保证了脉冲信号的稳定性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种基于图像采集的线性触发器结构，其特征在于：包括车位计数器、行触发器和上位机；其中车位计数器通过RS422串口通信与行触发器相连接，行触发器通过RS422串口通信与上位机相连接；行触发器中采用51单片机作为控制器；上位机中设置图像采集卡，行触发器与图像采集卡相连接。

2.根据权利要求1所述的基于图像采集的线性触发器结构，其特征在于：51单片机上连接设置SP3483半双工收发器。

3.根据权利要求2所述的基于图像采集的线性触发器结构，其特征在于：行触发器与上位机之间设置MAX487芯片，并在单片机外围接口处设置光耦。

4.根据权利要求2所述的基于图像采集的线性触发器结构，其特征在于：行触发器与图像采集卡之间设置MAX487芯片。