专利名称：铁路客车轴温自动(遥控)集中报警仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁路客车轴温自动遥控集中监测报警装置。
1990年10月31日在我国专利公报上公开了专利申请号为90201388.2，名称为铁路客车轴温集中报警仪的实用新型专利(现已授权)。该报警仪由中央控制电路、本车厢号预置电路、本车厢号驱动显示电路、报警车厢号驱动显示电路及传输通讯电路组成。其主要特征是利用各车厢的广播线和车体线作传输线，通过传输通讯电路，使轴温报警信号传播到各个车厢，报警并显示报警车厢号，实现铁路客车全列显示报警。其缺点是该报警仪要依赖列车原有轴温报警仪的信号，否则便无法工作。另外因两台仪器需同时安装在列车上，这样给铁路工作人员在安装、维护等方面都增加了困难，造成人为出错率较高。
本实用新型的目的是将轴温报警仪和轴温集中报警仪“两机合一”，做到了安装简单、维修互换方便；另外还采用了单片微型计算机控制技术，使乘务员能更及时、准确地了解列车车厢的轴温信息及报警信号，以确保铁路客车的安全运行。
本实用新型主要由单片微型计算机CPU控制电路，信息采集转换电路，信息显示电路，报警驱动电路、遥控接收电路、传输接口电路、传感电路、本车厢号预置电路，校验电路及电源电路组成。
单片微型计算机CPU控制电路选用美国Intel公司8751单片机，它分别与信息采集转换电路、信息显示电路、报警驱动电路、遥控接收电路、传输接口电路及电源电路相连接。信息采集转换电路选用ADC0816芯片，其输入端分别接传感电路、本车厢号预置电路及校验电路；输出端与8751单片机相连。信息显示电路由位显信息电路、段显信息电路及六位数码管三部分组成。位显信息电路选用UPA81C构成；段显信息电路选用UPA80C构成，这两个电路的输入端均与8751单片机相连，输出端与数码管相连。遥控接收电路选用TM702构成，其输入端通过红外接收管输入遥控信息，输出端与8751单片机相连。传输接口电路由光耦合隔离电路、信号放大电路和抗干扰钳位整形电路组成，其输出、输入端均与8751单片机相连，同时与外界联系的传输线为列车的两根广播线和列车车体。电源电路在原有轴温报警仪电源的基础上增加了脉宽自动调整电路，有两组独立的＋50V和＋5V电源，分别供8751单片机主电路及传输接口电路使用。
当整机工作时，ADC0816芯片就将各路传感器测得的轴温信息、本车厢号信息、校验信息等模拟量转换成数字量，分别传输给8751单片机，单片机通过软件的数据存储、鉴别、判断、抗干扰等一系列处理，即将车厢号、轴位号、温度数等信息按并行输出方式传递给信息显示电路，从而在六位数码管中显示出来；同时由软件判别温度是否过高，如达到报警温度，即将信号一路传输给报警驱动电路，使本机车厢发出声光报警信号以提醒乘务员；另一路通过传输接口电路向全列车厢发出报警信息，以便整列车厢及时了解报警现场情况。当列车乘务员想观察其它车厢的轴温情况时，即可操纵红外线遥控发射器将遥控信号由遥控接收电路进入单片机让其鉴别、分析以及动作，并显示在本车厢报警仪的数码管上，从而达到及时了解信息，以杜绝事故的发生。
本实用新型与现有技术相比，具有如下六大优点1、本实用新型使原有的轴温报警仪和轴温集中报警仪“两机合一”，因而安装简单，维修互换方便，且体积缩小了一半。
2、本实用新型采用单片微型计算机控制技术，因而数据采集、处理速率和鉴别精度均大大提高，信息处理量明显增多，既能存储检测数据供分析用，又能同时显示车厢号、轴位号和温度数，达到了铁道部提出的及时、准确地反映列车运行情况的要求。
3、本实用新型通过单片机采用集中分散式报警通讯模式，每台机既是主机又是从机，由软件以既定的通讯规约和特定的波特率进行信息交换，从而将传输功能大大增强，不仅在有险情时能传输报警信号，而且任何时候都可通过任一台机监测调用其它任何车厢的任一轴位的温度信号。
4、本实用新型对现有轴温报警仪存在的误报、漏报现象，在抗干扰方面进行了独特的设计。首先在硬件上选用了抗干扰功能强的元器件且力求线路集成度高；其次采用遥控方式，避免手动操作，从而减少了人为误差；再次，在软件上运用了数字滤波等方法设计了几道防干扰屏障，有效地抑制和区分了干扰信号，大大减少了误报、漏报现象。
5、本实用新型首次采用遥控方式，操作极为简单，监测时仅需一名操作人员便能在任一车厢观察到其它车厢的轴温情况，从而使乘务员能圆满地完成在列车运行中正常巡察轴温变化的任务。
6、本实用新型在电源部分采用脉宽自动调整电路，以高频推挽、振荡逆变等方式给出各自独立的两组电源，分别供单片机主电路及传输接口用。它与目前铁路仪器的任何电源相比具有更强的适应性和稳定性，经实践证明其使用寿命长、功耗小。
附
图1为本实用新型的电路框图。
附图2为单片微型计算机CPU控制电路和信息采集转换电路的电原理图。
附图3为传输接口电路的电原理图。
附图4为电源电路的电原理图。
现结合附图对本实用新型作进一步的说明如附
图1本实用新型主要由单片微型计算机CPU控制电路，信息采集转换电路，信息显示电路，报警驱动电路、遥控接收电路、传输接口电路、传感电路、本车厢号预置电路，校验电路及电源电路组成。
如附图2单片微型计算机CPU控制电路选用8751单片机，它具有4kROM内存，内输入自行开发的软件。信息采集转换电路选用ADC0816芯片构成，该芯片具有8位分辨率和16路输入模拟开关。其输入端(40)的IN0～IN14分别与传感电路、本车厢号预置电路、校验电路相连；输出端(4)的D0～D7分别与8751单片机P0口(9)的P0.0～P0.7相连。而传感电路主要由九路传感器(1)的IN0～IN8构成，其输出端分别与ADC0816芯片的输入端(40)的IN0～IN8相连；本车厢号预置电路主要由五位拨码开关(3)构成，其输出端分别与ADC0816芯片输入端(40)的IN10～IN14相连；校验电路主要由可调电组(2)构成，其输出端与ADC0816芯片输入端的IN9相连。信息显示电路由位显信息电路、段显信息电路及六位数码管三部分组成。其中位显信息电路选用UPA81C构成，其输入端分别连接8751单片机的I／O通道P2口(10)的P2.0～P2.5口，输出端分别接六位数码管的公共连接端，P2.6口(17)和P2.7口(18)分别作信息采集转换电路ADC0816芯片的ALE(6)和OE(7)控制线。段显信息电路选用UPA80C构成，其输入端分别连接8751单片机的I／O通道P1口(12)的P1.0～P1.6口，输出端分别连接数码管的七段发光管，P1.7口(16)作报警驱动电路的输出线。报警驱动电路的输入端为8751单片机的P1.7口(16)，输出端通过段显信息电路UPA80C连接一蜂鸣器。遥控接收电路选用TM702构成，其输入端通过红外接收管输入遥控信息，经TM702鉴频，其五根输出线分别连8751单片机P3口(11)的P3.2～P3.6口，另外，P3.7口(17)作信息采集转换电路ADC0816芯片的START(5)和EOC(8)控制线。
如附图3传输接口电路主要由光耦合隔离电路(19)及(28)，信号放大三极管(23)、(24)及(27)，钳位稳压管(25)，电阻(22)等组成；其输入端与8751单片机的TXD(14)相连，它直接连光耦合隔离电路(19)的二极管(20)的阴极，耦合信号经三极管(21)的发射极直接驱动三极管(24)的基极，另外光耦合隔离电路(28)的三极管(29)的集电极做为输出端，直接连于8751单片机的RXD(15)。独立＋50V电源(30)通过控制三极管(23)和电阻(22)降压后连于光耦合隔离电路(19)的三极管(21)的集电极，同时三极管(23)与(27)及稳压管(25)共一个接点(26)。传输接口电路与外界联系的传输线为列车的两根广播线和列车车体。
如附图4电源电路主要由原轴报自激电源(35)，电容(36)，电阻(37)，二极管(38)、(39)，三极管(32)，电感(33)，脉宽自动调整电路(31)，＋5V稳压电路(34)及＋50V稳压电路组成。电容(36)稳定原轴报自激电源(35)之输入电压，电阻(37)为降Q值电阻，二极管(38)、(39)防止三极管(32)击穿，并有续流作用。脉宽自动调整电路(31)主要由555时基电路组成，输入控制信号由＋5V稳压电路(34)自动给出，输出端接至三极管(32)基极，调整脉宽控制其开断，由电感(33)产生压降给原轴报自激电源(35)稳定电压值。两组独立的＋50V及＋5V电源分别供8751单片机主电路及传输接口电路使用。
再结合附图进一步说明其工作过程如附图2以采集一路温度信息为例。如要检测第三号车轴，即由单片机P0口(9)输出二进制码0001电平，然后再从P2.6口(17)输出高电平至ALE(6)，此时即将ADC0816芯片的第一通道开关打开，第三号轴温经传感器变换后，其对应电压量即进入ADC0816芯片进行模数转换，当转换完毕即由EOC(8)向单片机P3.7口(13)输出一高电平，单片机收到高电平后即从P2.7口(18)输出一高电平至OE(7)，告知ADC0816允许输出，此时模数转换后的8位数字量即从数据总线(4)进入单片机P0口(9)。
如附图3以传输一帧数据为例，当单片机发射信息时，从TXD端(14)出发的高低电平使光耦合隔离电路(19)不断动作，致使三极管(24)不断饱和、截止，这样在三极管(24)集电极即车体线上得到了一组与发送数据同相位的高低信号，通过广播线向全列传输。当传输接口接收信息时，同样是三极管(24)集电极即车体线上出现一组高低信号，从而导致光耦合隔离电路(28)动作，使三极管(29)上出现同样高低信号进入单片机RXD端(15)。
如附图4以电源工作原理为例，脉宽自动调整电路(31)给三极管(32)以20KHz脉宽自动调整的控制信号，由电感(33)产生压降，给原轴报自激电源(35)一稳定压降(38V～43V)，这对克服外电源的波动及高压冲击有很大好处。同时脉宽自动调整电路(31)控制信号由＋5V稳压电路(34)自动给出。
权利要求一种铁路客车轴温自动遥控集中报警仪，主要由单片微型计算机CPU控制电路，信息采集转换电路，信息显示电路，报警驱动电路、遥控接收电路、传输接口电路、传感电路、本车厢号预置电路，校验电路及电源电路组成，其特征在于a、信息显示电路由位显信息电路、段显信息电路及六位数码管三部分组成，其中位显信息电路选用UPA81C构成，其输入端分别连接8751单片机I/O通道P2口(10)的P2.0～P2.5口，输出端分别接六位数码管的公共连接端，另外，P2.6口(17)和P2.7口(18)分别作信息采集转换电路ADC0816芯片的ALE(6)和OE(7)控制线；段显信息电路选用UPA80C构成，其输入端分别连接8751单片机的I/O通道P1口(12)的P1.0～P1.6口，输出端分别连接数码管的七段发光管，此外，P1.7口(16)作报警驱动电路的输出线；b、遥控接收电路选用TM702构成，其输出断端分别连接8751单片机P3口(11)的P3.2～P3.6口，另外，P3.7口(13)作信息采集转换电路ADC0816芯片的START(5)和EOC(8)的控制线；c、传输接口电路主要由光耦合隔离电路(19)及(28)，信号放大三极管(23)、(24)及(27)，钳位稳压管(25)，电阻(22)等组成，其输入端与8751单片机的TXD(14)相连，TXD(14)直接与光耦合隔离电路(19)的二极管(20)的阴极相连，经三极管(21)的发射极与三极管(24)的基极相连，光耦合隔离电路(28)的三极管(29)的集电极做为输出端与8751单片机的RXD(15)相连；独立+50V电源(30)通过传输接口电路的三极管(23)和电阻(22)与三极管(21)的集电极相连，同时三极管(23)、(27)及稳压管(25)共一个接点(26)；d、传感电路主要由九路传感器(1)构成，本车厢号预置电路主要由五位拨码开关(3)构成，校验电路主要由可调电阻(2)构成，其输出端分别连接信息采集转换电路ADC0816芯片输入端(40)的IN0～IN14；e、电源电路中的脉宽自动调整电路(31)、电感(33)分别与三极管(32)的基极及集电极相连。
专利摘要本实用新型涉及一种铁路客车轴温自动遥控集中报警仪，它主要由单片微型计算机控制电路，信息采集转换电路，信息显示电路，报警驱动电路、遥控接收电路、传输接口电路及电源电路组成。其主要特征在于整机运作由自行开发的软件统一控制，采用集成电路和计算机存储及遥控技术，达到自动巡检、自动判别、防误报警和整列客车连网群测群控报警。它对客车扩大运行空间，提高列车速度，增开列车次数和保证安全运行作用极大。
文档编号B61K9/04GK2165054SQ9223302
公开日1994年5月18日 申请日期1992年9月8日 优先权日1992年9月8日
发明者陈伟, 孔祥旗, 谢学斌 申请人:珠海经济特区科达电子仪器厂