本实用新型涉及轨道电路信号采集领域，具体而言，涉及一种道口收发器信号采集装置。
背景技术：
铁路道口指的是道路与铁路平面相交处，分为有人看守道口和无人看守道口。对于无人看守道口采用自动控制方式，自动控制方式是通过道口自动信号和自动栏木完成道口的防护。接近道口的列车通过轨道电路或其他传感器将接近信息及时传至道口，道口信号机和音响器自动发出闪光与音响信号，栏木机自动下落。道口收发器用于接收轨道电路的信号，判断是否火车进出铁路道口，并控制栅栏的升起和放下，是自动控制方式中的控制轨道电路的设备，是维持铁路道口安全的重要环节。因此，对道口收发器的安全性进行监控，尤为重要。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供的一种道口收发器信号采集装置，以解决现有技术道口收发器出现故障不能及时发现的问题。
第一方面，本实用新型实施例提供的一种道口收发器信号采集装置，用于对道口收发器进行监测，包括电压互感器隔离模块、线性光耦隔离模块、磁耦隔离模块、信号调理电路、模数转换采集芯片以及处理器，所述电压互感器隔离模块和所述线性光耦隔离模块均与所述信号调理电路电连接，所述模数转换采集芯片分别与所述信号调理电路和所述处理器连接，所述磁耦隔离模块与所述处理器电性连接，所述处理器还连接有CAN总线接口；
所述电压互感器隔离模块用于检测所述道口收发器输入的交流电压，并将所述交流电压隔离转换后得到转换后交流电压，所述线性光耦隔离模块用于检测所述道口收发器发出的频率信号，并将所述频率信号隔离转换后得到转换后频率信号，所述磁耦隔离模块用于检测所述道口收发器输出的直流电压，并将所述直流电压进行隔离转换及模数转换得到第一数字信号，所述信号调理电路用于将所述转换后交流电压和所述转换后频率信号分别进行调整得到调整后交流电压和调整后频率信号，所述模数转换采集芯片用于将所述调整后交流电压进行模数转换得到第二数字信号，将所述调整后频率信号进行模数转换得到第三数字信号，所述处理器用于读取所述第一数字信号、所述第二数字信号以及所述第三数字信号，并进行计算得到数据结果，将所述数据结果经过CAN总线接口传输至站机。
结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述第一数字信号通过SPI总线传输至所述处理器。
结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第二种可能实施方式，其中，还包括存储器，所述存储器与所述处理器电连接，所述存储器用于存储所述第一数字信号、所述第二数字信号、所述第三数字信号以及所述数据结果。
结合第一方面的第二种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述存储器为FLASH存储芯片。
结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第四种可能实施方式，其中，还包括电源，所述电源为所述模数转换采集芯片和所述处理器供电。
结合第一方面的第四种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第五种可能实施方式，其中，所述电源的输出电压为5伏。
结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第六种可能实施方式，其中，还包括保护电路，所述保护电路与所述电压互感器隔离模块连接，用于保护所述道口收发器的供电电源不受道口收发器信号采集装置内部电路短路的影响。
结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第七种可能实施方式，其中，还包括显示单元，所述显示单元与所述处理器电连接，所述显示单元用于显示该道口收发器信号采集装置的运行情况和状态。
结合第一方面的第七种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第八种可能实施方式，其中，所述显示单元为LED指示灯。
结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第九种可能实施方式，其中，所述处理器为ARM芯片。
与现有技术相比，本实用新型的道口收发器信号采集装置包括电压互感器隔离模块、线性光耦隔离模块、磁耦隔离模块、信号调理电路、模数转换采集芯片以及处理器，能够实时在线监测道口收发器是否正常工作，无需人工定时检查，并且处理器将采集的数据计算后得到数据结果，并将所述数据结果经过CAN总线接口传输至站机，站机的一端可以在发现道口收发器故障后进行预警，防止由于道口收发器的故障而造成严重后果。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型较佳实施例提供的道口收发器信号采集装置采集道口收发器信号的方框示意图。
主要元件符号说明
道口收发器信号采集装置100；电压互感器隔离模块101；线性光耦隔离模块102；磁耦隔离模块103；信号调理电路104；模数转换采集芯片105；处理器106；CAN总线接口107；存储器108；电源109；道口收发器200。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参考图1，是为本实用新型较佳实施例提供的道口收发器信号采集装置100采集道口收发器200信号的方框示意图。所述道口收发器信号采集装置100用于对道口收发器200进行监测，所述道口收发器信号采集装置100包括电压互感器隔离模块101、线性光耦隔离模块102、磁耦隔离模块103、信号调理电路104、模数转换采集芯片105以及处理器106，所述电压互感器隔离模块101和所述线性光耦隔离模块102均与所述信号调理电路104电连接，所述模数转换采集芯片105分别与所述信号调理电路104和所述处理器106连接，所述磁耦隔离模块103与所述处理器106电性连接，所述处理器106还连接有控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线接口107。
所述电压互感器隔离模块101用于检测轨道电路的200V的交流电向所述道口收发器200输入的交流电压，并将所述交流电压隔离转换后得到转换后交流电压，所述转换后交流电压为毫伏级电压信号，以满足所述信号调理电路104的需求。
所述线性光耦隔离模块102用于检测所述道口收发器200发出的频率信号，并将所述频率信号隔离转换后得到转换后频率信号。
道口收发器200可以包括4个收发器，分别为进站收发器、到站收发器、出站收发器以及离站收发器。所述进站收发器、到站收发器、出站收发器以及离站收发器输出的频率不同，一般分别为30kHz、40kHz、14kHz和20kHz。道口收发器200将这4种频率发送至控制栅栏的装置，使栅栏升起或放下。
所述线性光耦隔离模块102用于对道口收发器200发出的频率进行检测，以判断所述道口收发器200是否正常工作。由于道口收发器200输出的频率信号为毫伏级别信号，需采用高阻抗输入，以避免影响轨道电路，故采用线性光耦隔离的方式进行采集。
所述磁耦隔离模块103用于检测所述道口收发器200向控制栅栏的继电器输出的直流电压，并将所述直流电压进行隔离转换及模数转换得到第一数字信号。所述磁耦隔离模块103具有将信号模数转换的功能。
所述信号调理电路104用于将所述转换后交流电压和所述转换后频率信号分别进行调整得到调整后交流电压和调整后频率信号。
所述模数转换采集芯片105用于将所述调整后交流电压进行模数转换得到第二数字信号，将所述调整后频率信号进行模数转换得到第三数字信号。
所述处理器106用于读取所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号，并将所述第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号进行处理计算得到数据结果，将所述数据结果经过CAN总线接口107传输至站机。
处理器106可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器106可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。本实施例中，所述处理器106优选为ARM芯片。
由于采集器是在室外，距离较远，传输速率较低(低于20kbps)，需要尽快的将变化数据上传又不能有过大的数据量，故采用轮询和变化上传的方式，轮询可保证主机每间隔一段时间都能够读取一次数据，便于主机管理，变化上传能够尽快的将变化数据上传又不影响实时性。CAN总线最大可达10千米的通讯距离，可满足使用要求。
所述处理器106还连接有存储器108，所述存储器108用于存储所述第一数字信号、第二数字信号、第三数字信号以及所述处理器106计算的数据结果。其中，存储器108可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。优选的，所述存储器108为FLASH存储芯片。
所述处理器106还可以连接显示单元，所述显示单元用于显示该道口收发器信号采集装置100的运行情况和状态。优选的，所述显示单元为LED指示灯。LED指示灯可以指示该道口收发器信号采集装置100不同的运行情况和状态，例如，LED指示灯显示绿色指示该道口收发器信号采集装置100运行情况正常，LED指示灯显示红色指示该道口收发器信号采集装置100运行情况异常，LED指示灯灭指示该道口收发器信号采集装置100停止运行。
所述道口收发器信号采集装置100还包括电源109，所述电源109优选电压值为5伏，所述电源109用于为所述模数转换采集芯片105和所述处理器106供电。
道口收发器信号采集装置100还包括保护电路，所述保护电路与所述电压互感器隔离模块101连接，用于保护所述道口收发器的供电电源不受道口收发器信号采集装置100内部电路短路的影响。本实施例中的保护电路采用自恢复保险丝和快速熔断保险丝，可防止道口收发器信号采集装置100内部的电路短路对道口收发器的供电电源造成影响。
本实用型的处理器106的处理计算方法为：读取采样数据，所述采样数据包括第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号；然后对采样数据进行加窗处理，对加窗后数据进行FFT运算，对每个频率点进行求模计算，通过三点能量重心校正算法处理后，计算最终频率值。计算得到的最终频率值的分辨率可达2Hz，满足采集要求。
综上所述，本实用新型的道口收发器信号采集装置包括电压互感器隔离模块、线性光耦隔离模块、磁耦隔离模块、信号调理电路、模数转换采集芯片以及处理器，能够实时在线监测道口收发器是否正常工作，无需人工定时检查，并且处理器将采集的数据计算后得到数据结果，并将所述数据结果经过CAN总线接口传输至站机，站机的一端可以发现道口收发器故障后可以预警，防止由于道口收发器的故障而造成严重后果。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。