基于gprs通信的矿区铁路道口监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，主要由至少一组放置在矿区铁路道口钢轨内侧的磁电传感器，以及与磁电传感器依次连接的信号处理电路、单片机、GPRS二频模块、主控机构成；所述每一组磁电传感器的数目为2个，2个磁电传感器分别以矿区铁路的轴线为对称轴，以对称的方式分别放置在矿区铁路道口钢轨的内侧。本发明的优点在于：实现了铁路道口安全管理的自动化和信息化。
【专利说明】基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路监控，具体是指针基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统。
【背景技术】
[0002]矿区铁路是衔接国家铁路与矿区的中间环节，是铁路运输网的重要组成部分。据有关资料统计，目前国内矿区铁路超过2万公里且其沿线附近通常分布着多个道口。由于道口大多分布在远离市区的矿山企业内部，并且其数量多、分散以及道口之间的距离长，力口上矿区内各种运输工具的交叉作业及车辆、人员的不固定的流动，使矿区铁路道口的安全管理成为十分突出的问题。因此各级矿区管理部门不能及时、准确掌握各个道口的安全情况。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的问题是提供一种基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，该系统可实现铁路道口安全管理的自动化和信息化。
[0004]本发明提供的技术方案是:基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，主要由至少一组放置在矿区铁路道口钢轨内侧的磁电传感器，以及与磁电传感器依次连接的信号处理电路、单片机、GPRS 二频模块、主控机构成；所述每一组磁电传感器的数目为2个，2个磁电传感器分别以矿区铁路的轴线为对称轴，以对称的方式分别放置在矿区铁路道口钢轨的内侧。
[0005]所述单片机为Atmegal28单片机芯片。
[0006]所述GPRS 二频模块是由MC55芯片组成的接口电路。
[0007]所述主控机为PC机。
[0008]包括两组放置在矿区铁路道口钢轨内侧的磁电传感器，所述两组磁电传感器均与信号处理电路连接，其中，第一组磁电传感器与第二组磁电传感器之间存在间隙。
[0009]所述主控机还连接有设置在道口的道口报警器。
[0010]所述道口报警器为声光报警器。
[0011 ] 所述主控机还连接有设置在道口的道口栏木起降机。
[0012]所述主控机还连接有设置在道口的道口信号机。
[0013]基于上述结构的描述，本发明，采用一组磁电传感器作为检测列车是否到达目标地点。磁电传感器是磁电式传感器的简称，磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。当列车通过磁电传感器时产生电信号，该电信号产生给下级的信号处理电路，信号处理电路主要由信号放大电路、以及AD电路构成，磁电传感器产生的电信号经过信号放大电路处理后，传输给AD电路，经过AD电路的转化，将其模拟信号转化为数字信号，然后，数字信号传输给Atmegal28单片机芯片，通过数据的传输，将信号通过GPRS 二频模块发送到GPRS网络中。通过GPRS网络的连接，数据最终上传到主控机上，并在主控机上显示目标地点等信息。
[0014]进一步的，为了测得列车通过目标区域的速度，本发明中的磁电传感器的组数至少为2组。当起为2组时，可以通过得到的数据，分析出列车的驶向，以及列车通过时的速度。
[0015]进一步的，为了防止事故的发生，本发明还设置有声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机；当根据主控机分析出的结果后，可以是主控机自动发出控制信号给声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机，也可以是人为的向声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机发出控制信号。声光报警器发出声和光提醒道口出的操作人员，达到警告列车到达的目的；道口栏木起降机可在接受到的控制信号下，进行升价操作，进行道路的阻拦；道口信号机可以发出其他控制信号。
[0016]而传输给声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机的信号的流程为，由主控机将控制信号发射到GPRS网络这，在GPRS 二频模块的接接收下，将控制信号传输给Atmegal28单片机芯片，Atmegal28单片机芯片将控制信号进行处理，最后发送给声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机。
[0017]本发明的优点在于:实现了铁路道口安全管理的自动化和信息化。它使得铁路道口监测网与信息网融为体，实现了对列车速度、列车行进的方向和其离道口距离等列车运行状态数据的实时采集、网络传输、动态显示、入库保存以及历史数据查询等功能，并且同时驱动道口信号机、栏木和声光报警信号；从而有效解决矿区铁路道口的事故隐患，为确保铁路道口行车安全提供保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。
[0019]图中的标号分别表示为:1、矿区铁路道口钢轨；2、磁电传感器；3、信号处理电路；
4、道口信号机；5、道口报警器；6、道口栏木起降机；7、主控机；8、单片机；9、GPRS 二频模块。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
见图1，
本发明分为信号采集部分、道口部分、信号传输和发送部分、矿区道口监控中心部分。
[0021]信号采集部分主要用于采集列车接近及离去信号，为自动实现收放护栏提供决策信号。目前道口系统中有采用振动传感器、射频传感器，GPS+ ARM+GPRS、视频监控设备或踏板开关等几种方式检测来车信号，它们各有优缺点。本系统中信号采集部分由4个磁电传感器组成，分别成对的放置在道口两侧的矿区铁路道口钢轨内侧。当有列车经过该置时，磁电传感器可检测到来车信号，经放大电路和AD电路后，直接发送到单片机Atmegal28。
[0022]道口部分设道口信号机、声光报警器，分别用来指示火车即将到达信号、声光报警和执行放杆操作。在道口设置自动控制箱，既可由矿区道口监控室中心的PC机远程控制各装置动作，也可由操作人员在现场手动操作。以此提醒来往车辆司机及过往行人注意安全不要抢道。[0023]磁电传感器安装在距道口 500 m左右处，当它检测到来车信号后，通过铜轴电缆将信号传送至道口自动控制箱内的单片机Atmegal28。GPRS 二频模块是信号发送的主要设备，它将单片机采集到的数据打包后通过G P RS网络传输到矿区道口监控中心，由道口监控中心对数据做进一步的分析处理。
[0024]矿区道口监控中心设P C机I台，主要用于接收各道口列车运行状态的数据。该监控中心采用动态IP结合DNS域名解析组网方式来实现对道口的远程监测。这种方式首先需要联系DNS服务商，为监控中心申请I个域名，把这个域名写入单片机Atmegal28中。监控中心接入Internet后，与DNS服务器进行连接，将当前获得的动态IP报告给DNS服务器，再由DNS服务器找到监控中心公网动态IP，这样就可以在两者之间建立通讯连接。
[0025]其中，Atmegal28是Atmel公司推出的8位高性能单片机,片内具有128K B的程序存储器，4KB的数据存储器，4KB的EEPR0M，有8个10位ADC通道、2个8位和2个16位硬件定时J计数器，8个PWM通道，具有可编程看门狗定时器和片上振荡器、片上模拟比较器、JTAG、UART、SPI，和I2C总线等接口以及六种可以通过软件选择的省电模式。本设计中，ATmegal28L是整个数据采集系统核心，主要完成信号的传感器信号采集、软件滤波、数据运算及各种控制功能。GPRS 二频模块是西门子公司生产的通讯模块，它除了具有GSM模块原有的功能外还支持分组业务功能，内嵌了 TCP/IP协议；它的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，且有固定的参数:8位数据位和I位停止位，无校验位。它与Atmegal28协同工作,共同完成数据的远程传输。
[0026]因此，如图1所示，基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，主要由至少一组放置在矿区铁路道口钢轨I内侧的磁电传感器2，以及与磁电传感器2依次连接的信号处理电路
3、单片机8、GPRS 二频模块9、主控机7构成；所述每一组磁电传感器的数目为2个，2个磁电传感器2分别以矿区铁路的轴线为对称轴，以对称的方式分别放置在矿区铁路道口钢轨I的内侧。
[0027]所述单片机8为Atmegal28单片机芯片。
[0028]所述GPRS 二频模块9是由MC55芯片组成的接口电路。
[0029]所述主控机7为PC机。
[0030]包括两组放置在矿区铁路道口钢轨I内侧的磁电传感器2，所述两组磁电传感器均与信号处理电路3连接，其中，第一组磁电传感器与第二组磁电传感器之间存在间隙。[0031 ] 所述主控机7还连接有设置在道口的道口报警器5。
[0032]所述道口报警器5为声光报警器。
[0033]所述主控机7还连接有设置在道口的道口栏木起降机6。
[0034]所述主控机7还连接有设置在道口的道口信号机4。
[0035]基于上述结构的描述，本发明，采用一组磁电传感器2作为检测列车是否到达目标地点。磁电传感器是磁电式传感器的简称，磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。当列车通过磁电传感器时产生电信号，该电信号产生给下级的信号处理电路3，信号处理电路3主要由信号放大电路、以及AD电路构成，磁电传感器产生的电信号经过信号放大电路处理后，传输给AD电路，经过AD电路的转化，将其模拟信号转化为数字信号，然后，数字信号传输给Atmegal28单片机芯片，通过数据的传输，将信号通过GPRS 二频模块发送到GPRS网络中。通过GPRS网络的连接，数据最终上传到主控机上，并在主控机上显示目标地点等信息。
[0036]进一步的，为了测得列车通过目标区域的速度，本发明中的磁电传感器的组数至少为2组。当起为2组时，可以通过得到的数据，分析出列车的驶向，以及列车通过时的速度。
[0037]进一步的，为了防止事故的发生，本发明还设置有声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机；当根据主控机7分析出的结果后，可以是主控机7自动发出控制信号给声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机，也可以是人为的向声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机发出控制信号。声光报警器发出声和光提醒道口出的操作人员，达到警告列车到达的目的；道口栏木起降机可在接受到的控制信号下，进行升价操作，进行道路的阻拦；道口信号机可以发出其他控制信号。
[0038]而传输给声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机的信号的流程为，由主控机7将控制信号发射到GPRS网络这，在GPRS 二频模块9的接接收下，将控制信号传输给Atmegal28单片机芯片，Atmegal28单片机芯片将控制信号进行处理,最后发送给声光报警器、道口栏木起降机、道口信号机。
[0039]如上所述即可很好的实现本发明。
【权利要求】
1.基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:主要由至少一组放置在矿区铁路道口钢轨(I)内侧的磁电传感器(2)，以及与磁电传感器(2)依次连接的信号处理电路(3)、单片机(8)、GPRS 二频模块(9)、主控机(7)构成；所述每一组磁电传感器的数目为2个，2个磁电传感器(2)分别以矿区铁路的轴线为对称轴，以对称的方式分别放置在矿区铁路道口钢轨(I)的内侧。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:所述单片机(8)为Atmegal28单片机芯片。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:所述GPRS 二频模块(9)是由MC55芯片组成的接口电路。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:所述主控机(7)为PC机。
5.根据权利要求1所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:包括两组放置在矿区铁路道口钢轨(I)内侧的磁电传感器(2)，所述两组磁电传感器均与信号处理电路(3)连接，其中，第一组磁电传感器与第二组磁电传感器之间存在间隙。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:所述主控机(7 )还连接有设置在道口的道口报警器(5 )。
7.根据权利要求6所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:所述道口报警器(5)为声光报警器。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:所述主控机(7 )还连接有设置在道口的道口栏木起降机(6 )。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于GPRS通信的矿区铁路道口监测系统，其特征是:所述主控机(7)还连接有设置在道口的道口信号机(4)。
【文档编号】B61L29/28GK103481919SQ201210191187
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月12日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】李强 申请人:成都众山科技有限公司