一种基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置。
【背景技术】
[0002]随着铁路运输的日益发展，新型铁路信号设备的不断投入使用，铁路信号设备日趋集中化、计算机化，信号设备对信号机械室的温度以及湿度等环境因素的要求也越来越高。此外，随着铁路部门逐渐减员增效，许多车站和场所无人长期值守。因此，为了保障设备的正常工作和行车安全，需要装备适合铁路信号机械室的环境监控系统，对信号机械室的环境进行实时监测，从而保证对信号机械室的环境要求及对突发事件的及时处理。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，实现对铁路信号机械室内关键设备的工作温度和关键位置的环境温度的实时监测。
[0004]本实用新型的技术方案为:
[0005]一种基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，该装置包括单片机、稳压电源、电平转换电路和设置在铁路信号机械室内的若干温度传感器，所述单片机的输入端与温度传感器的输出端连接，所述单片机通过电平转换电路与控制主机交互式连接，所述稳压电源为单片机提供工作电源。
[0006]所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，所述温度传感器选用DS18B20数字温度计。
[0007]所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，所述单片机的输入端与温度传感器的输出端通过带屏蔽的双绞线连接。
[0008]所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，该装置还包括晶振电路，所述晶振电路的输出端与单片机的输入端连接，所述晶振电路选用频率为22.1184MHz的晶振电路。
[0009]所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，该装置还包括手动复位开关，所述手动复位开关的输出端与单片机的输入端连接。
[0010]所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，该装置还包括看门狗电路，所述看门狗电路的输出端与单片机的输入端连接。
[0011]所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，该装置还包括指示灯，所述指示灯的输入端与单片机的输出端连接，所述指示灯包括电源指示灯、正常工作指示灯和通信指示灯。
[0012]由上述技术方案可知，本实用新型能够实现对铁路信号机械室内关键设备的工作温度和关键位置环境温度的实时监测，解决了对铁路信号机械室，尤其是某些无人长期值守的信号机械室的环境温度监测问题，有效降低了火灾发生的危险。
[0013]优选地，选用DS18B20数字温度计，从单片机到DS18B20数字温度计仅需连接一条数据线，读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源，因此，可以减少对周围设备的电磁干扰，布线方便。
[0014]优选地，选用带屏蔽的双绞线代替普通电缆，可以增加挂载距离。
[0015]优选地，选用频率为22.1184MHz的晶振电路，可以提高串口通信波特率。
[0016]优选地，设置手动复位开关，可以方便灵活地使单片机系统复位。
[0017]优选地，设置看门狗电路，可以定时自动向单片机发送复位信号，确保单片机的主程序不会长时间跑“飞”。
[0018]优选地，设置电源指示灯、正常工作指示灯和通信指示灯，可以方便直观地显示单片机系统的工作状态。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型具体实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。
[0021]如图1所示，一种基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，包括单片机1、稳压电源2、电平转换电路3、DS18B20数字温度计4、晶振电路5、手动复位开关6、看门狗电路7和指示灯8。DS18B20数字温度计4根据需要设置若干个，分别安置在铁路信号机械室内的关键设备附近及其它关键位置处。
[0022]单片机I选用Atmel89S51单片机；稳压电源2选用LM7805CT稳压芯片，为单片机I提供+5V稳压工作电源；电平转换电路3选用MAX232芯片；晶振电路5选用频率为22.1184MHz的晶振电路；看门狗电路7选用MAX813L芯片；指示灯8包括电源指示灯、正常工作指示灯和通信指示灯。
[0023]DS18B20数字温度计4的输出端与单片机I的输入端通过带屏蔽的双绞线连接；单片机I通过电平转换电路3与控制主机9交互式连接；晶振电路5的输出端与单片机I的输入端连接；手动复位开关6的输出端与单片机I的输入端连接；看门狗电路7的输出端与单片机I的输入端连接；单片机I的输出端与指示灯8的输入端连接。
[0024]本实用新型的工作原理:
[0025]基于铁路信号机械室内环境温度的变化范围(一般为-10°C?+80°C)、减少温度传感器工作对周围设备的电磁干扰、室内布线方便等因素的考虑，本实用新型选用DS18B20数字温度计4作为温度测量设备。DS18B20数字温度计4提供9位温度读数，在每个监测装置挂载的DS18B20数字温度计4数量不多的情况下，从单片机I到DS18B20数字温度计4仅需连接一条数据线，读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。由于每一个DS18B20数字温度计4有唯一的系列号，这允许在多处放置DS18B20数字温度计4，一个监测装置可以带多个DS18B20数字温度计4。所有的DS18B20数字温度计4并联连接，可根据需要在不同的待测温度位置安装。
[0026]采用Atmel89S51单片机，从其J2引脚引出电源线、地线和数据线共三条线，其中电源线连接到稳压电源2，地线接地，数据线与挂载DS18B20数字温度计4的电缆连接。由于DS18B20数字温度计4的电源引脚通过单片机I的J2引脚与单片机I电源线连接，为DS18B20数字温度计4提供足够的工作电流，这样DS18B20数字温度计4就无需从数据线上获取工作电源。同时，在单片机I与DS18B20数字温度计4连接的数据线引脚另加上拉电阻，可以增加单片机I的I/O 口的驱动能力。
[0027]在实际应用中，由于连接线存在电阻，而每个DS18B20数字温度计4的输入电阻为500 ΚΩ，普通电缆的电阻约为2 Ω / m，因此，连接线的电阻不是影响挂载能力的主要因素。但由于连接线用于通信后存在分布电容，使得总线上电平转换的时间延长，打乱了DS18B20数字温度计4的工作时序，严重时会影响正常通信，因此，限制了挂载距离。实验证明，使用普通电缆时，单片机I与某个DS18B20数字温度计4连接长度仅能限制在8m以内，才能保证正常稳定通信，这显然不符合实际需要。这一问题可以通过使用带屏蔽的双绞线代替普通电缆来解决。此时信号电流在两根内导线上流动，噪声电流在屏蔽层里流动，因此，消除了公共阻抗的耦合，而任何干扰将同时感应到两根内导线上，使噪声相消，最远距离可达160m。使用每单位长度绞合次数更多的电缆可以使挂载距离进一步增加。
[0028]设置电源指示灯、正常工作指示灯和通信指示灯，可以方便直观地显示单片机I的工作状态。采用频率为22.1184MHz的晶振电路，可以提高串口通信波特率。电平转换电路3采用MAX232芯片，可以将单片机I串口的TTL电平转换成RS232电平，实现与控制主机9的通信连接。设置手动复位开关6，可以方便灵活地使单片机I系统复位。考虑到铁路信号机械室内电子设备种类繁多，看门狗电路7采用MAX813L芯片，每隔1.6s会自动向单片机I发送复位信号，使得单片机I的主程序从头开始执行，确保主程序不会长时间跑“飞”。
[0029]以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，其特征在于:该装置包括单片机、稳压电源、电平转换电路和设置在铁路信号机械室内的若干温度传感器，所述单片机的输入端与温度传感器的输出端连接，所述单片机通过电平转换电路与控制主机交互式连接，所述稳压电源为单片机提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，其特征在于:所述温度传感器选用DS18B20数字温度计。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，其特征在于:所述单片机的输入端与温度传感器的输出端通过带屏蔽的双绞线连接。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，其特征在于:该装置还包括晶振电路，所述晶振电路的输出端与单片机的输入端连接，所述晶振电路选用频率为22.1184MHz的晶振电路。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，其特征在于:该装置还包括手动复位开关，所述手动复位开关的输出端与单片机的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，其特征在于:该装置还包括看门狗电路，所述看门狗电路的输出端与单片机的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，其特征在于:该装置还包括指示灯，所述指示灯的输入端与单片机的输出端连接，所述指示灯包括电源指示灯、正常工作指示灯和通信指示灯。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于单片机的铁路信号机械室环境温度监测装置，该装置包括单片机、稳压电源、电平转换电路和设置在铁路信号机械室内的若干温度传感器，所述单片机的输入端与温度传感器的输出端连接，所述单片机通过电平转换电路与控制主机交互式连接，所述稳压电源为单片机提供工作电源。本实用新型能够实现对铁路信号机械室内关键设备的工作温度和关键位置环境温度的实时监测，解决了对铁路信号机械室，尤其是某些无人长期值守的信号机械室的环境温度监测问题，有效降低了火灾发生的危险。
【IPC分类】G01K1-02, G05B19-042
【公开号】CN204286607
【申请号】CN201420790930
【发明人】魏臻, 诸葛战斌, 杨扬, 茆忠华, 周东华, 黄架电
【申请人】合肥工大高科信息科技股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月15日