CN2614164Y - 地铁列车到位检测装置 - Google Patents

Abstract

一种地铁列车到位检测装置，它由89C2051单片机、D1622集成红外发射电路、75LBC184串行接口芯片及继电输出电路组成，通过装置在一起的红外发射管和接收管，将列车到位无源触点信号提供给单片机系统，单片机系统可发出一开关量信号，并可通过标准RS485接口接收其它设备发出的命令，也可向其它设备发出串行列车到位的数字信号。结构简单，易于安装，效果良好，具有广泛的实用性。

Description

地铁列车到位检测装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种地铁列车到位检测装置，尤其适合于地铁或轻轨系统中列车是否通过某一位置的在线检测。

二、背景技术

地铁或轻轨系统中，列车的进站、出站或列车通过区间某一位置时，需要检测列车是否通过该位置，用于列车自动报站或者列车通过该位置时测量供电系统的电气参数。当列车通过地铁列车到位检测装置的探头所在位置时，该装置能够自动识别，并能够发出信号，供其它系统使用。传统的列车到位检测，有电磁式或红外式的传感器，其不足之处是传感器安装比较麻烦，一般只能提供触点信号，没有计算机通讯功能，不能接收其它系统发出的命令，所以使用起来不是很灵活。

三、技术内容

1.发明目的

本实用新型的目的，是提供一种地铁列车到位检测装置，该装置具有计算机通讯功能，能够接收其它设备发出的命令，并能向外发出串行数据信号，以供其它需要知道列车情况的设备提取。

2.技术方案

本实用新型地铁列车到位检测装置，采用单片机进行控制，它由单片机、集成红外发射电路、红外接收电路、串行接口芯片及继电输出电路组成，集成红外发射接收电路与单片机相连，单片机与串行接口相连，单片机的接口中有一路通过电阻与一晶体管的基极相连，晶体管的发射机与地相连，集电极与一继电器的线圈的一端相连，继电器线圈的另一端接到电源上。单片机通过接口可以控制继电器线圈的通断，进以控制其无源接点的通断。其检测原理是利用红外式传感器进行测量，利用列车对红外光的反射，把红外发射管和红外接收管安装检测装置安装在同一个机箱内，使得整个列车到位检测装置安装调试起来非常方便，该装置提供列车到位的无源触点信号，并配有标准的RS485接口，可以向其它智能装置发出串行的列车到位的数字信号，同时根据标准通讯协议，接收其它装置的发出的命令，对列车到位的检测非常灵活。红外发射采用红外二极管，因为地铁列车体积大、地铁隧道的空间较小，所以列车到位检测装置安装位置距列车不远，红外发射电路选用集成电路，将脉冲编码脉冲、调制电路、红外驱动集成在一块集成电路上。红外发射电路的脉冲编码的频率为一定值，调制电路将该脉冲编码调制高次频率的载波上，同时将已调制的脉冲编码信号放大到一定程度，驱动红外发射二极管工作，发射波长一定的红外脉冲。红外接收电路也是一块集成电路，其实质是一个检波器，是通过光敏管将红外脉冲转换为电脉冲，经过放大、限幅、检波后，解调出定值频率的脉冲信号，送入单片机的计数器口，进行脉冲计算，判断是否为定值频率的脉冲信号。采用编码脉冲的调制放大，并经过解调处理后，通过单片机判断处理，可以大大提高装置工作的可靠性，防止误动作和误判断。该装置上电工作后，单片机始终判断是否接收到定值频率的脉冲信号，如果没有列车通过该装置所在位置，红外脉冲编码信号无法反射回来，单片机接收不到定值频率的脉冲信号，如果有列车通过该装置所在位置，红外脉冲编码信号经过列车车厢反射回本装置接收回路，单片机接收到了定值频率的脉冲信号，断定有列车通过，此时检测装置列车到位的无源触点信号，通过标准RS485接口发出有列车通过的状态标志。

3.技术效果

由于采用上述方案，该装置安装方便，可以自动识别地铁到位情况，能够通过接口发出无源接点信号，并能通过单片机的串行接口接收其它设备发出的命令，并可向外发出串行数据信号，以供其它需要知道列车情况的设备提取。整个装置结构简单、体积小、使用灵活，非常适合地铁或轻轨系统中列车到位的测量。

四、附图说明

附图是本实用新型数据采集装置电路原理示意图。

五、具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施作进一步说明：

本实用新型地铁列车到位检测装置，IC1为单片机，采用89C2051，它是整个装置的控制核心，集成电路(IC4：D6122)为集成红外发射电路，它具有产生编码脉冲、调制电路、红外驱动的功能，(IC4：D6122)的(2)脚与(4)脚通过电阻R5连接，可以在电阻内部产生25 Hz的脉冲信号。(IC4：D6122)的工作电压V+为3V，它是通过装置工作电源VCC经过电阻R3和稳压管Z1，稳压得到，(IC4：D6122)的(9)脚要求与V+直接连接，(IC4：D6122)的(8)脚要求通过电阻R4与V+连接。电容(C2，C3)晶振(CY)构成外部震荡电路，通过与(IC4：D6122)的(11，12)脚连接，为(IC4：D6122)提供时钟电路，(IC4：D6122)的内部调制电路将25 Hz脉冲调制在38kHz载波上，放大后由(IC4：D6122)的(7)脚输出，并与NPN型三极管(T2)的基极连接，用于把调制载波信号进一步放大，LED1为红外光发射管，它一端与(T2)的集电极相连，另一端与电位器(RE1)相连，调节(RE1的阻值可以改变发射管的发射功率，从而调整了检测装置与列车车厢的距离。(IC6：TL1380)为集成红外接收电路模块，它把光敏管、放大、限幅、检波电路集成在一起，(IC6：TL1380)的(1)脚接工作电源VCC，(IC6：TL1380)的(2)脚接电源地，(IC6：TL1380)的(3)脚为输出，与(IC5：74LS14)的(1)脚连接，(IC5：74LS14)为施密特反向器，可以对输入的脉冲进行整形。当有列车通过该装置时，(IC6：TL1380)的(3)脚输出25Hz的脉冲信号，经过(IC5：74LS14)整形后，(IC5：74LS14)的(2)脚与单片机(IC1：89C2051)的(P3.3)脚相连，单片机通过计数计算，从而确定是否有列车通过该列车到位检测装置。当有列车通过到位检测装置时，单片机(IC1：89C205 1)的(P1.0)脚输出高电平，通过电阻R2控制三极管T1，使得继电器(JDQ)的触点(J1，J2)闭和，如果没有列车通过到位检测装置，则继电器(JDQ)的触点(J1，J2)断开。单片机(IC1：89C2051)的串行通讯口(RXD、TXD)与串行通讯转换芯片(IC3：75LBC184)的(R、D)口相连，单片机(IC1：89C2051)的(P3.2)口与串行通讯转换芯片(IC3：75LBC184)的(RE、DE)口相连，可以把列车到位状态的二进制串行数据通过标准RS485信号(IC3：75LBC184)的(IC3：B、A)发送给其它智能设备，同时也可以接收其它智能设备的命令，(S1、S2)为输出端口连接线。(IC2：IMP810)为上电复位集成芯片，(IC2：IMP810)与电阻(R1)和电容(C1)共同构成上电复位电路，为单片机(IC1：89C2051)提供复位信号(RST)，保证系统通电后正常运行。

红外发射采用红外二极管，因为地铁列车体积大、地铁隧道的空间较小，所以列车到位检测装置安装位置距列车不远，红外二极管一般选用小功率(100mW以下)的红外二极管，红外发射电路选用集成电路，将脉冲编码脉冲、调制电路、红外驱动集成在一块集成电路上。红外发射电路的脉冲编码的频率为25Hz，调制电路将脉冲编码调制在38kHz载波上，同时将已调制的脉冲编码信号放大到一定程度，驱动红外发射二极管工作，发射波长为940nm的红外脉冲。红外接收电路也是一块集成电路，其实质是一个检波器，是通过光敏管将红外脉冲转换为电脉冲，经过放大、限幅、检波后，解调出25Hz的脉冲信号，送入单片机89C2052的计数器口T1，进行脉冲计算，判断是否为25Hz的脉冲信号。采用编码脉冲的调制放大，并经过解调处理后，通过单片机判断处理，可以大大提高装置工作的可靠性，防止误动作和误判断。该装置上电工作后，单片机始终判断是否接收到25Hz的脉冲信号，如果没有列车通过该装置所在位置，红外脉冲编码信号无法反射回来，单片机接收不到25Hz的脉冲信号，如果有列车通过该装置所在位置，红外脉冲编码信号经过列车车厢反射回本装置接收回路，单片机接收到了25Hz的脉冲信号。为了保证检测装置工作的可靠性，单片机在连续计算得到3个25Hz的脉冲信号后，才断定有列车通过，此时检测装置列车到位的无源触点信号，通过标准RS485接口发出有列车通过的状态标志。

Claims (3)

1.本实用新型地铁列车到位检测装置，其特征在于：它由单片机、集成红外发射电路、红外接收电路、串行接口芯片及继电输出电路组成，集成红外发射接收电路与单片机相连，单片机与串行接口相连，单片机的接口中有一路通过电阻R2与一晶体管T1的基极相连，晶体管的发射机与地相连，集电极与一继电器JDQ的线圈的一端相连，继电器线圈的另一端接到电源VCC上。

2.根据权利要求1所述的地铁列车到位检测装置，其特征在于：所述的单片机型号为89C2051，集成红外发射电路型号为D1622，红外接收电路型号为TL1380，串行接口芯片型号为75LBC184。

3.根据权利要求1和2所述的地铁列车到位检测装置，其特征在于：集成红外发射电路、红外接收电路装置在一体。

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