专利名称：站台中转控制计算机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对矿井轨道运输机车进行控制的专用计算机，站台中转控制计算机。
随着我国国民经济的不断发展，对煤炭的需求量愈来愈大，处于煤炭生产一线的矿井，通常都是使用轨道机车来运送煤炭，目前，矿井运输了事故占了煤炭生产中事故总数的40％，因此，将现代计算机技术用来对矿井轨道运输机车进行控制，提高安全性及运输效率，就变得十分迫切了。然而，由于转道运输机车是一个运动中的物体，控制计算机与被控机车之间必须采用无线通讯方式进行联络，而发射机产生的发射电磁场对计算机的工作产生较大的干扰，并且矿井是一个相对封闭的系统，矿井中的高压电缆也会产生电磁辐射干扰计算机的工作，从而使得一般的计算机无法适应井下的工作环境。
本实用新型的目的就是要研制一种具有较强的抗电磁辐射干扰，较高可靠性，能够与上一级主控制计算机及装在轨道机车的车载计算机联络，对机车进行控制及调度的专用计算机。
本实用新型提出的站台中转控制计算机由机壳及装在机壳内的微处理器系统，信号转换电路、接口电路及信号发送电路几部份构成。信号转换电路由光电转换器A、光通道、光电转换器B组成(如
图1所示)，光电转换器A的一端与微处理器系统、接口电路中的语言通道及FSK调制解调器B相连接，另一端经光通道与光电转换器B连通，光电转换器B的另一端与信号发送电络连接，接口电路由摇控中断解码器、遥控复位信号解码器，FSK调制解调器、语言通道开关及语言通道几部份组成，解码器、调制解调器A及语言通道开关的一端经一变压器与电活线连接，另一端与微处理器系统连接；信号发送电路由一对讲机及感应天线构成，该对讲机与光电转换器B连接，微处理器系统由8031单片机、锁存器及存有对机车进行巡检、调度和控制的程序及本机自检程序的内存ROM以及一端与8031单片机的的P1.4口相连，另一端与RST端口相连的单稳态触发器构成。信号转换电路有7个独立的光通道，包括用来向对讲机传送报文的光通道(1)，用来传送控制对讲机发射机电源控制信号的光通道(5)，用来传送控制对讲机接收机电源控制信号的光通道(4)，8031单片机的P1.2口与光电转换器A中的模拟开关10及22相连，P1.3口与模拟开关19相连(如图2所示)。
站台中传控制计算机的工作原理是这样的，加电初始化后，该计算机打开数据通道，将串行通讯口转向上一级主控计算机，主控计算机从电话线来的信号通过变压器后分4路第1路到摇控中断解码器，若是遥控中断信号，则使计算机产生中断，第2路到摇控复位信号解码器，若是遥控复位信号，则对微处理器系统复位。第3路径FSK调制解调器A后到微处理器系统的串行通讯口，如果是发给计算机的报文，则计算机接收报文后进行处理，对轨道机车进行控制，巡检和调度或者查本机是否有故障，处理后又通过FSK调制解调器A将执行的结果发回主控计算机，如果该报文 是要求站台计算机转发给装在轨道机车上的车载计算机，则站台机将报文经FSK调制解调器送到光电转换器A，经光通道光电转换器B输入到对讲机发射机的输入端，另外，微处理器送去一个信号到光电转换器A经光通道到光电转换器B后将对讲机的发射机电源接通，则FSK移频键控信号由对讲机调制后发射出，报文发完后，微处理器将对讲机发射机关闭，并打开对讲机的接收机，对讲机收到车载计算机的信号经光电转换器B，光通道及光电转换器A进入FSK调制解调器B，经解调后进入微处理器，微处理器收到报文后，将此报文送入FSK调制解调器A调制后经变压器送入电话线。如果主控机发来的报文是要求微处理器打开语言通道(第4路信号)，则微处理器先向车 载计算机转发主控计算机的命令，并等待接收车载机的回文，若车载机已打开语言通道，则本站台计算机将语言通道打开，并发报文告诉主控计算机，语言通道路径包括电话线、变压器、语言通道、光电转换器A、光通道、光电转换器B和对讲机。
站台中转控制计算机由于在内部电路中设计了光电转换电路，使用红外光通讯有效地解决了发射机发射电磁场及矿井内其它电磁辐射对计算机的干扰问题，从而使该机具备了较好的抗干扰性及较高的可靠性，能够适应井下的工作环境，该机可与上位主控计算机(以下简称上位机)之间通过电话线进行单工移频键控通讯，与车载计算机之间采用感应无线通讯，从而使得站台计算机可以根据主控计算机的命令在该站台计算机无线感应通讯的有效复盖范围内对运行的机车进行遥测、遥控及调度。
本实用新型的一个实施例，电路原理如图2所示电路包括变压器1、解码器2(LM567)，放大器3(LM324)，模拟开关4(CD4066)，解调器5(XR2211)，调制器6(XR2206)，模拟开关7(CD4066)，放大器8(LM386)，模拟开关14(CD4066)，放大器15(LM386)，放大器16(LM386)，模拟开关17(4066)，反相器18，模拟开关19(CD4066)，反相器20，模拟开关21(CD4066)，模拟开关22(CD4066)，反相器23，模拟开关24(CD4066)反相器25，锁存器26(74LS373)，ROM27(2732)，单片机28(8031)，对讲机29(K870)，变压器30，光通通31，模拟开关32，单稳态触发器33，单稳态触发器34(74123)，反相器35，解码器36(LM567)，所有的反相器都可用硅三极管9014组成。为了更好地表明光通道结构，画出了光通道的剖面图，光通道31由7个互相独立的光路组成。
本计算机采用8031单片机作微处理器，8031单片机P1的I／O口线功能作如下安排P1.7做输出口，用来控制语言通道和数字通道的转换P1.7＝1则打开数据通道，关闭语言通道。P1.7＝0，则关闭数据通道打开语言通道。
P1.6做输出口，用来控制放大器8的电源。P1.6＝0，模拟开关32接通，放大器8被加上电源，P1.6＝1模拟开关32断开，则切断放大器8的电源。
P1.5做输出口，用来控制模拟开关4，模拟开关7，摸拟开关9和摸拟开关14，当模拟开关控制端为1时模拟开关接通，反之断开。P1.5＝1时接通模拟开关4，模拟开关7，断开模拟开关9和模拟开关14，P1.5＝0时，断开模拟开关4和模拟开关7，接通模拟开关9和模拟开关14。
P1.4做输出口，程序安排每隔2秒输出一个正脉冲和单稳态触发器33单稳态触发器34组成程序故障自恢复电路。
P1.3做输出口，用来控制对讲机的接收机电源，P1.3＝1则合上对讲机29的接收机电源，P1.3＝0则切断对讲机29的接收机电源。
P1.2用做输出口，用来控制对讲机的发射机电源，P1.2＝1、则合上对讲机29的发射机电源，P1.2＝0则切断对讲机29的发射机电源。
P1.1用做输入口，用来检测对讲机29的发射机电源是否加上，P1.1＝0表示对讲机29的发射电源未加上，P1.1表示对讲机29的发射电源已加上。
P1.0用做输入口，用来检测对讲机29的接收机电源是否加上，P1.0＝1，表示对讲机29的接收机电源已加上，P1.0＝0，表示对讲机29的接收机电源未加上。
工作过程站台中转控制计算机加电初始化后，数据OE3H送P1口，此时因P1.2＝0、P1.3＝0，所以对讲机29未加电源，对计算机29不工作，变压器30无输入到C点的信号。又因P1.6＝1，所以模拟开关32被断开，放大器8无电源，所以放大器8没有输出信号，只有电话线上的信号可以通过变压器1到达C点。由于P1.7＝1，所以继电器JD不动作，来自电话线的信号到达C点后，进入解码器2，如果该信号是复位信号，则可通过解码器使8031单片机复位，如果不是复位信号则通过放大器3和模拟开关4(由于P1.5＝1，所以模拟开关4合上)到达解调器5，被解调器5解调后送入8031的串行口RXD，每个站台机都有自已的特定编号如果报文是发给此站台机的，则该站台机将接收此报文。收到报文后、则检查报文是否正确、不正确则继续接收报文，如果收到了正确的报文则查是否是要求本站台机执行区域调度和控制，如果是则对机车进行巡检，调度和控制，然后查有、否1NT1中断，若有则退出巡检和调度控制，继续接收上位机报文，若没有中断信号则继续执行调度控制任务；如果该报文是要求站台机查故障，则进入查故障，查完故障则进入向上位机汇报执行结果，汇报完又返回到接收上位机报文；否则向车载机转发上位机命令，然后等待接收车载机回文，并向上位机转发回文。
本计算机的各项功能是通过软件的执行来实现的，下面结合对这些功能作一说明查故障就是自检RAM、ROM是否出现故障，并查对讲机29的收发电源是否能被正确控制，使P1.2＝1，则模拟开关22合上，＋12V电压经模拟开关22，被电阻限流后加到红外线反射管上，红外光线经光路5传到另一端的红外线接收管上，经反相器23反相后成高电平，将模拟开关24接通则＋12V电源加到对讲机29的发射机上，另一方面此发射机电源又经限流电阻加到光路(6)的发射管上，该发射管发出的光经光路(6)传到另一端的红外接收管上，此信号经反相器25后成高电平信号加到P1.1。所以使P1.2＝1，然后从P1.1输入状态可以查出对讲机29的发射机是否已加上电源；同理，使P1.3＝1，然后从P1.0的输入状态可以查出对讲机29的接收机是否已加上电源。站台机检查完后根据检查结果编写报文发给上位机。
站台机要向上位机汇报执行结果时，电路的工作过程站台机软件首先将OA3H送P1口，由于P1.6＝0，则模拟开关32接通，＋12V电源经模拟开关32加到放大器8上同时P1.5＝1，模拟开关7合上，TXD发出的数据信号经调制器6被调制成f1＝2.5KHZ和f2＝4.1KHZ的移频键控信号经过模拟开关7和放大器8放大后从变压器1送入电话线。
站台机向车载机发报文时，接口电路的工作过程是站台机软件首先将0C7H送P1口，则P1.7＝1，打开数据通道，P1.6＝1关闭放大器8；P1.5＝0，则TXD输出的信号经调制器6后可通过模拟开关9进入模拟开关10，由于P1.2＝1，所以模拟开关10合上，调制信号经模拟开关10输 出到达光路(1)的红外线发射管。经光路(1)到达红外线接收管，经红外线接收管转换后送入放大器16，从放器16出来送到对讲机发射。发完后站台机软件将OCBH送入P1口，对讲机转入接收车载机发回的报文，接收到的报文经模拟开关17送入光路2的红外发射管，转换成光信号经光路2到达另一端的红外接收管，经红外接收管转换成电信号，再经放大器15放大后经JD－2常闭触点进入模拟开关14，解调器5到微处理器8031的串行通讯口RXD。
权利要求1.站台中转控制计算机，由机壳及装在机壳内的微处理器系统、信号转换电路、接口电路及信号发送电路几部份组成，其特征在于信号转换电路由光电转换器A、光通道及光电转换器B组成，光电转换器A的一端与微处理器系统、接口电路中的语言通道及FSK调制解调器B相连接，另一端经光通道与光电转换器B连通，光电转换器B的另一端与信号发送电路连接。
2.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于接口电路由遥控中断解码器，遥控复位信号解码器、FSK调制解调器、语言通道开关及语言通道几部份组成，解码器、调制解调器A及语言通道的一端经一变压器与电话线连接，另一端与微处理器系统连接。
3.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于信号发送电路由一对讲机及感应天线构成，该对讲机与光电转换器B连接。
4.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于微处理器系统由8031单片机、锁存器及存有对机车进行巡检、调度和控制的程序及本机自检程序的内存ROM以及一端与8031单片机P1.4口相连，另一端与RST端口相连的单稳态触发器构成。
5.根据权利要求1、3所述的计算机，其特征在于有7个独立的光通道，包括用来向对讲机传送报文的光通道(1)，用来传送控制对讲机发射机电源控制信号的光通道(5)，用来传送控制对讲机接收机电源控制信号的光通道(4)。
6.根据权利要求1、4所述的计算机，其特征在于8031单片机的P1.2口与光电转换器A中的模拟开关10及22相连，P1.3口与模拟开关19相连。
专利摘要站台中转控制计算机是一种用于对矿井轨道机车进行控制的专用计算机，这种计算机的特点在于内部采用了光电转换电路，利用红外光通讯来排除电磁辐射对计算机的干扰，可通过电话与上一级主控计算机通讯，通过对讲机与下一级安装在机车上的车载计算机进行无线通讯，从而对轨道机车进行控制和调度，具有很好的抗干扰性和较高的可靠性。
文档编号H04M11/00GK2132360SQ9222983
公开日1993年5月5日 申请日期1992年8月7日 优先权日1992年8月7日
发明者刘宜凤, 李建国, 胡飞, 何雄辉, 李菊华, 唐宇辉, 洪煜 申请人:云南省设计院, 昆明微机自控研究所