基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路列車接發(fā)的技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]車位計(jì)數(shù)器是鐵路上使用的一種測速和計(jì)量列車各車廂順序位(順位)的一種關(guān)鍵設(shè)備，有的還具有識別火車超載、超限的功能。它以磁鋼為媒介獲取各個(gè)車輪經(jīng)過的時(shí)亥IJ，并以此判斷出火車行駛的速度和各車廂經(jīng)過的順序并計(jì)數(shù)。磁鋼是鐵軌上一種判斷車輪通過的一種傳感器。通常的車位計(jì)數(shù)器中都設(shè)置有多個(gè)磁鋼，分別被稱為第一磁鋼、第二磁鋼和第三磁鋼等，其中第一磁鋼安裝于檢測點(diǎn)之前的30-50米位置，以判斷來車的方向，啟動錄像設(shè)備和測量設(shè)備。如圖1所示，箭頭所指方向?yàn)榱熊?的行進(jìn)方向，第二磁鋼I和第三磁鋼2沿鐵軌3上的行車方向依次排布，兩者相距280mm，根據(jù)同一車輪乳過二、三磁鋼的時(shí)間差與兩磁鋼間距測量列車的速度。根據(jù)各車輪乳過磁鋼的先后時(shí)間順序和速度，計(jì)算出每節(jié)車的車輪間距，判斷出一節(jié)車廂完整通過，計(jì)算出該車廂在整節(jié)列車的順序位(順位)。車位計(jì)數(shù)器將計(jì)算出的速度和順位通過串口將這些信息上傳到上位機(jī)中，上位機(jī)將這些信息疊加到攝像機(jī)采集的圖像上，并以此為依據(jù)查詢列車各節(jié)車廂的視頻信息。車位計(jì)數(shù)器在鐵路信息化建設(shè)上有重要的作用。但由于車位計(jì)數(shù)器是以磁鋼為傳感器媒介獲取速度和順位，磁鋼固定在鐵軌上，當(dāng)電力機(jī)車經(jīng)過時(shí)會造成嚴(yán)重的干擾，造成磁鋼誤動作或不動作發(fā)車錯(cuò)誤信號，導(dǎo)致速度和順位計(jì)算發(fā)生錯(cuò)誤。
[0003]在列車接發(fā)車系統(tǒng)中，線陣相機(jī)的采集是一個(gè)很重要的組成部分。線陣相機(jī)所采集的圖像可以方便鐵路用戶看到列車的型號和行進(jìn)狀況。所以，最大限度的保證線陣相機(jī)圖像采集的準(zhǔn)確度有利于保證列車接發(fā)系統(tǒng)的正常使用。
[0004]【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0007]本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，包括車位計(jì)數(shù)器、行觸發(fā)器和上位機(jī);其中車位計(jì)數(shù)器通過RS422串口通信與行觸發(fā)器相連接，行觸發(fā)器通過RS422串口通信與上位機(jī)相連接;行觸發(fā)器中采用51單片機(jī)作為控制器;上位機(jī)中設(shè)置圖像采集卡，行觸發(fā)器與圖像采集卡相連接。
[0008]本實(shí)用新型還可以采用以下技術(shù)措施:
[0009]51單片機(jī)上連接設(shè)置SP3483半雙工收發(fā)器。
[0010]行觸發(fā)器與上位機(jī)之間設(shè)置MAX487芯片，并在單片機(jī)外圍接口處設(shè)置光耦。
[0011]行觸發(fā)器與圖像采集卡之間設(shè)置MAX487芯片。
[0012]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0013]本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，包括車位計(jì)數(shù)器、行觸發(fā)器和上位機(jī);其中車位計(jì)數(shù)器通過RS422串口通信與行觸發(fā)器相連接，行觸發(fā)器通過RS422串口通信與上位機(jī)相連接;行觸發(fā)器中采用51單片機(jī)作為控制器;上位機(jī)中設(shè)置圖像采集卡，行觸發(fā)器與圖像采集卡相連接。本實(shí)用新型中的行觸發(fā)器可以將車位控制器傳遞的信息及時(shí)有效的轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)，同時(shí)可以產(chǎn)生圖像采集的脈沖信號讓圖像采集卡進(jìn)行列車線陣圖像的采集。行觸發(fā)器中使用51單片機(jī)作為核心控制芯片，成本低廉，功能強(qiáng)大，便于編程控制及串口通信。本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)、精度高、穩(wěn)定可靠，易于調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，車位圖片采集及切割比較準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中車位計(jì)數(shù)器的設(shè)置示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)的原理示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)中與51單片機(jī)相連的串口電平轉(zhuǎn)換電路的示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)中行觸發(fā)器和上位機(jī)之間的串口電平轉(zhuǎn)換電路的示意圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)中行觸發(fā)器與圖像采集卡之間的串口電平轉(zhuǎn)換電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下通過附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0020]如圖2所示，本實(shí)用新型的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，包括車位計(jì)數(shù)器、行觸發(fā)器和上位機(jī)；其中車位計(jì)數(shù)器通過RS422串口通信與行觸發(fā)器相連接，行觸發(fā)器通過RS422串口通信與上位機(jī)相連接;行觸發(fā)器中采用51單片機(jī)作為控制器;上位機(jī)中設(shè)置圖像采集卡，行觸發(fā)器與圖像采集卡相連接。
[0021]車位控制器通過數(shù)據(jù)處理將此時(shí)列車過車的速度及順位信息發(fā)給行觸發(fā)器。車位控制器以RS422串口協(xié)議的方式與行觸發(fā)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。車位控制器會將過車的信息按照列車過車的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，發(fā)送給行觸發(fā)器，其協(xié)議包如下:
[0022]包頭(0x02) +命令字(單字節(jié))+內(nèi)容(可無)+包尾(0x03)，
[0023]其中命令字及內(nèi)容為ASCII碼，不含0x02和0x03。
[0024]如圖3所示，單片機(jī)的外圍線路采用SP3483低功耗半雙工收發(fā)器來進(jìn)行串口電平的轉(zhuǎn)換。其可以將單片機(jī)發(fā)出的TTL電平的協(xié)議轉(zhuǎn)換為RS422串口協(xié)議所需要的電平。
[0025]行觸發(fā)器在接收完車位計(jì)數(shù)器傳來的協(xié)議后，會根據(jù)此時(shí)的速度信息將定時(shí)器賦初值，同時(shí)啟動開始累加計(jì)數(shù)。此時(shí)行觸發(fā)器的累加器開始累加，并不斷的向圖像采集卡發(fā)出脈沖信號以進(jìn)行線陣相機(jī)圖像的采集。脈沖周期與列車的速度有關(guān)，可以采用計(jì)算的方法，也可以采用查表的方法。
[0026]當(dāng)車位控制器再次將列車的過車速度及順位發(fā)給行觸發(fā)器時(shí)，行觸發(fā)器內(nèi)的定時(shí)器會將此時(shí)定時(shí)器的累加值傳遞給中間變量，并將其進(jìn)行協(xié)議打包成列車過車的線數(shù)信息，傳遞給上位機(jī)。每一輛車經(jīng)過線陣相機(jī)時(shí)掃描的行數(shù)定義為接收到車位控制器相鄰兩個(gè)順位信息之間所產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖個(gè)數(shù)。此時(shí)上位機(jī)接收到線數(shù)信息后，會判斷此節(jié)列車過車結(jié)束，將采集的圖像按照上位機(jī)接收的線數(shù)信息的協(xié)議進(jìn)行切割處理。與此同時(shí)，在定時(shí)器將累加值傳遞給中間變量之后，行觸發(fā)器會根據(jù)新的速度信息將其賦初值并開始累加計(jì)數(shù)，進(jìn)行本節(jié)列車線陣圖像的采集。
[0027]如圖4所示，在行觸發(fā)器的單片機(jī)完成處理車位計(jì)數(shù)器傳來的信息后，會將轉(zhuǎn)發(fā)的信息傳遞給上位機(jī)，包括速度、順位、線數(shù)、車號等行車信息。其信息仍然進(jìn)行協(xié)議打包，并以RS422串口的協(xié)議將其發(fā)送給上位機(jī)。本串口硬件電路使用MAX487芯片進(jìn)行串口電平的轉(zhuǎn)換。同時(shí)由于此串口會使用USB物理接口接入上位機(jī)，為了防止其外界接口對串口的通信進(jìn)行浪涌的干擾，在單片機(jī)外圍接口處添加光耦進(jìn)行隔離，以起到良好的EMS的效果。
[0028]如圖5所示，行觸發(fā)器在發(fā)送列車線數(shù)的同時(shí)，還會將圖像脈沖信號發(fā)送給圖像采集卡。為了保證脈沖信號的質(zhì)量及準(zhǔn)確度，行觸發(fā)器在外界接口采用差分信號的輸出形式。因而在硬件部分采用MAX487芯片對其進(jìn)行差分轉(zhuǎn)換，在一定程度上保證了脈沖信號的穩(wěn)定性。
[0029]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例公開如上，然而，并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)然會利用揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾，成為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括車位計(jì)數(shù)器、行觸發(fā)器和上位機(jī);其中車位計(jì)數(shù)器通過RS422串口通信與行觸發(fā)器相連接，行觸發(fā)器通過RS422串口通信與上位機(jī)相連接;行觸發(fā)器中采用51單片機(jī)作為控制器;上位機(jī)中設(shè)置圖像采集卡，行觸發(fā)器與圖像采集卡相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在于:51單片機(jī)上連接設(shè)置SP3483半雙工收發(fā)器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在于:行觸發(fā)器與上位機(jī)之間設(shè)置MAX487芯片，并在單片機(jī)外圍接口處設(shè)置光耦。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，其特征在于:行觸發(fā)器與圖像采集卡之間設(shè)置MAX487芯片。
【專利摘要】一種基于圖像采集的線性觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，包括車位計(jì)數(shù)器、行觸發(fā)器和上位機(jī)；其中車位計(jì)數(shù)器通過RS422串口通信與行觸發(fā)器相連接，行觸發(fā)器通過RS422串口通信與上位機(jī)相連接；行觸發(fā)器中采用51單片機(jī)作為控制器；上位機(jī)中設(shè)置圖像采集卡，行觸發(fā)器與圖像采集卡相連接。本實(shí)用新型中的行觸發(fā)器可以將車位控制器傳遞的信息及時(shí)有效的轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)，同時(shí)可以產(chǎn)生圖像采集的脈沖信號讓圖像采集卡進(jìn)行列車線陣圖像的采集。行觸發(fā)器中使用51單片機(jī)作為核心控制芯片，成本低廉，功能強(qiáng)大，便于編程控制及串口通信。
【IPC分類】B61L1/16, B61L25/02
【公開號】CN205273504
【申請?zhí)枴緾N201521034794
【發(fā)明人】張劍, 姚旺, 李亞軍, 王冠
【申請人】天津光電高斯通信工程技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月14日