专利名称：一种调车雷达测距仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子通信测距技术领域，具体涉及一种调车雷达测距仪。
背景技术：
科学技术的日益发达，现代化的技术装备在铁路运输生产中的应用越来越多，不断的提高铁路的运输生产效率，为国家的经济发展提供了有力的保障，但是铁路编组站、中间站等车辆的编组以及车辆的取送工作依然依靠人工来完成。在白天和夜间灯光照明良好的条件下，调车人员一般可以凭经验直观判断出各线路停留车的具体位置，控制好调车速度，然而如果遇到恶劣天气或者是夜晚照明条件较差的情况下，用目测方式判断线路内停留车的位置是相当困难的。这不仅对铁路运输的作业效率产生严重影响，更是直接威胁到了调车作业的生产安全。因此，有必要提供一种便携式调车雷达测距仪。
发明内容本实用新型的目的是提供一种调车雷达测距仪，即一种适用于中间站和专用线的调车作业的测距仪，从而弥补现有技术的不足。本实用新型的调车雷达测距仪，由进行数据采集和控制的主机和发射位置信号的子机组成 ，其中主机包括有受单片机控制的雷达测距模块、语音模块和无线发射模块。上述的单片机为STC系列单片机；上述的雷达测距模块的电路为线性调频扩频电路，其无线信号为ISM频段。上述的语音模块的芯片为ISD系列芯片。上述的主机上还连接有显示模块；上述的子机上安装有受单片机控制的雷达测距模块。本实用新型的测距仪能够将测量的距离转换成十、五、三车信号通过无线电台将信号发送出去，告知调车人员和机车司机。使得在恶劣天气或夜间照明条件不好的情况下正确判断停留车位置，防止超速连挂对调车作业的安全造成不利的影响。提高设备对机车的控制，提高安全系数。
图1:本实用新型测距仪的主机和子机的结构示意图；图2:本实用新型的测距仪的主机和子机的电路结构示意图图3:本实用新型的测距仪的主机和子机测距过程示意图；其中:1、主机2、子机3、雷达测距模块4、语音模块5、无线发射模块6、单片机
7、显示模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的测距仪进行详细的描述。[0016]如图1所示，本实用新型的调车雷达测距仪，由进行数据采集和控制的主机I和发射位置信号的子机2组成，其中主机包括有受单片机6控制的雷达测距模块3、语音模块4和无线发射模块5，其电路图为图2。单片机6为STC系列单片机，是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(IT)的单片机，是高速、低功耗、超抗干扰的新一代单片机，指令代码兼容传统8051，但速度快8-12倍。STC系列单片机片上集成512字节RAM、通用I/O 口，复位后为:准双向口 /弱上拉，也可设置成四种模式:准双向口 /弱上拉，推挽/上拉，仅为输入/高阻，开漏。每个I/O 口驱动能力均可达到20ma。STC系列单片机内部集成MAX810专用复位电路针对高速通信，强干扰应用场合；共2个16位定时器，有I个独立波特率发生器；可靠工作温度范围:-40 +850C (工业级)。STC系列单片机的内部结构包含中央处理器(CPU)、程序存储器(Flash)、数据存储器(SRAM)、定时/计数器、UART串口、I/O接口、看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等模块。STC系列单片机几乎包含数据采集和控制中所需的所有单元模块，用在调车雷达测距仪的系统控制中可称得上一个优选的片上系统。雷达测距模块3是基于线性调频扩频(CSS)技术开发的测距电路，无线信号工作于ISM频段，具有较高的测距精度，能够应用于传感器网络和实时测量系统中。其采用了对称双边双路测距方式，类似于TOP方式，根据数据在调车测距仪主机和子机之间进行双向传输时间来计算得到两个设备之间的距离。这种方式不需要两个主机和子机的时钟进行同步，降低了系统对硬件时钟的要求，能够避免因时钟不同步而引起的误差。雷达测距模块3测距过程中数据的传输方式和测距过程如图3所示，在第一个周期中调车雷达测距仪主机发送一个无线数据给子机，子机接收到数据后进行处理，同时利用硬件自动产生确认帧并发送给主机；在第二个周期中，子机发送一个数据包给主机，主机收到数据包进行处理，同时自动产生确认帧并发送给子机，通过两个对称的数据传输中记录的时间，便可计算得到主机与子机之间的距离。语音模块4采用华邦公司的ISD系列芯片构成的语音播报模块。ISD是一种高度集成，高性能的芯片，采用语音合成技术，将多段常用的调车语音指令录制存储到芯片上。通过单片机SPI模式控制，进行一段或多段语音播报。此芯片内有振荡器，可通过外部电阻来调节振荡频率，还带有自动增益控制AGC的运放，模拟线路输入，抗锯齿滤波器，多级存储阵列，平滑滤波器，音量控制，直接驱动喇叭输出语音。录音数据存储在芯片的FLASH内，没有经过任何压缩，有较好的音质和断电存储。无线发射模块5和显示模块7可以采用测距领域常用的芯片。《铁路技术管理规程》对调车作业的要求有:一、调车作业人员不足两人人不得进行调车作业；二、调车作业前，调车人员必须进行预检线路，确定停留车位置。就现场实际作业而言，一般情况下，一个调车组基本上由三至四人组成；调车作业前进行预检线路。按照规定及现场实际需要，经过深入调研论证，其基本的技术方案是:主机通过探测放置于股道前方停留车位置或土档位置的子机，检测出两者之间的距离，并换算成十、五、三车进行播报。在顶送车辆时，预检线路连接员在车辆的停留处放置该仪器，领车连接员在车辆前端携带，在随车移动过程中，该仪器实时测量与将要连挂车辆之间的距离。在尽头线上，预检线路连接员也可以事先将测距仪设置在土档处，起到安全距离警示作用。[0024]当测距仪探测到车辆时，及时将测量的距离转换成十、五、三车信号通过无线电台将信号发送出去。提高设备对机车的控制，提高安全率。另外增设了强光闪烁灯，在瞭望条件不好的情况下进一步提供视觉位置信号。《铁路技术管理规程》中要求:调车人员必须在正面作业，即和司机同一侧。通过现场调查，调车机车正向推进车辆运行时，车辆车梯处在车辆的后端，调车人员在这个位置测量前车距离，会出现盲区或者测量不准确，为此，测距仪主机设置在车辆最前方的端板处，采用强力磁铁牢靠固定，确保测量的精确性。使用效果如下:在距离车档11米、33米、55米和110米处的钢轨上，用白色笔画好标记，机车停留在距车档200米处；1号连接员预检线路，2号连接员领车，调车长负责调车指挥。试验开始，I号连接员携带测距仪子机向车档方向预检线路，到达车档处，确认线路正常，将子机放置在车档标示器上，打开测距仪子机电源，用电台发出可以连挂信号。2号连接员将测距仪主机放置在机车运行前方的端板处，打开主机电源，开始工作。电源灯亮起开始自检，一秒钟后，2号连接员按下主机的测量按钮，调车电台收到“雷达开始测量”的语音。2号连接员向调车长发出前进运行信号，调车长向司机发出运行指令，机车启动以每小时20公里的速度向车档方向运行。机车运行到距车档约170米处，调车电台收到雷达“测量十五车”的语音，机车继续运行，在接近110米标志处，调车电台收到雷达“测量十车、测量十车”的语音，调车长按下十车指令按键，司机鸣笛回示。机车行至接近55米标志处，调车电台收到雷达“测量五车、测量五车”的语音，调车长按下五车指令按键，司机鸣笛回示，并减速运行。机车行至接近33米标志处，调车电台收到雷达“测量三车、测量三车”的语音，调车长按下三车指令按键，司机鸣笛回示，再次减速。机车行至接近车档约20米处，调车长向司机发出停车信号，机车停车。调车长口呼司机“距离车档不足两车，请控制车速，缓慢前进一车”，司机启动机车，开始缓慢接近车档。在接近11米标志处，调车电台收到雷达“连挂注意”的语音，调车长向司机发出停车信号，机车停车，试验完毕。试验结论:调车雷达测距仪能够按设计要求测量车距并实时测量十、五、三车，同时根据试验观察，测量距离值准确。
权利要求1.一种调车雷达测距仪，由进行数据采集和控制的主机和发射位置信号的子机组成，其中主机包括有受单片机控制的雷达测距模块、语音模块和无线发射模块。
2.如权利要求1所述的测距仪，其特征在于所述单片机为STC系列单片机。
3.如权利要求1所述的测距仪，其特征在于所述的雷达测距模块的电路为线性调频扩频电路，其无线信号为ISM频段。
4.如权利要求1所述的测距仪，其特征在于所述的语音模块的芯片为ISD系列芯片。
5.如权利要求1所述的测距仪，其特征在于所述的主机上还连接有显示模块。
6.如权利要求1所述的测距仪，其特征在于所述的子机上安装有受单片机控制的雷达测距模块。
专利摘要本实用新型涉及一种调车雷达测距仪，由进行数据采集和控制的主机和发射位置信号的子机组成，其中主机包括有受单片机控制的雷达测距模块、语音模块和无线发射模块。本实用新型的测距仪能够将测量的距离转换成十、五、三车信号通过无线模块将信号发送出去，告知调车人员和机车司机。使得在恶劣天气或夜间照明条件不好的情况下正确判断停留车位置，防止超速连挂对调车作业的安全造成不利的影响。提高设备对机车的控制，提高安全系数。
文档编号G01S13/08GK203025349SQ20132004379
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者周建新, 孙峰, 王仕军, 周可皎, 赵文丹 申请人:济南铁路局青岛西车务段