一種基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路運(yùn)輸?shù)娜找姘l(fā)展，新型鐵路信號設(shè)備的不斷投入使用，鐵路信號設(shè)備日趨集中化、計算機(jī)化，信號設(shè)備對信號機(jī)械室的溫度以及濕度等環(huán)境因素的要求也越來越高。此外，隨著鐵路部門逐漸減員增效，許多車站和場所無人長期值守。因此，為了保障設(shè)備的正常工作和行車安全，需要裝備適合鐵路信號機(jī)械室的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，對信號機(jī)械室的環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，從而保證對信號機(jī)械室的環(huán)境要求及對突發(fā)事件的及時處理。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對鐵路信號機(jī)械室內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備的工作溫度和關(guān)鍵位置的環(huán)境溫度的實時監(jiān)測。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0005]一種基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，該裝置包括單片機(jī)、穩(wěn)壓電源、電平轉(zhuǎn)換電路和設(shè)置在鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的若干溫度傳感器，所述單片機(jī)的輸入端與溫度傳感器的輸出端連接，所述單片機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換電路與控制主機(jī)交互式連接，所述穩(wěn)壓電源為單片機(jī)提供工作電源。
[0006]所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，所述溫度傳感器選用DS18B20數(shù)字溫度計。
[0007]所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，所述單片機(jī)的輸入端與溫度傳感器的輸出端通過帶屏蔽的雙絞線連接。
[0008]所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，該裝置還包括晶振電路，所述晶振電路的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接，所述晶振電路選用頻率為22.1184MHz的晶振電路。
[0009]所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，該裝置還包括手動復(fù)位開關(guān)，所述手動復(fù)位開關(guān)的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接。
[0010]所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，該裝置還包括看門狗電路，所述看門狗電路的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接。
[0011]所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，該裝置還包括指示燈，所述指示燈的輸入端與單片機(jī)的輸出端連接，所述指示燈包括電源指示燈、正常工作指示燈和通信指示燈。
[0012]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路信號機(jī)械室內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備的工作溫度和關(guān)鍵位置環(huán)境溫度的實時監(jiān)測，解決了對鐵路信號機(jī)械室，尤其是某些無人長期值守的信號機(jī)械室的環(huán)境溫度監(jiān)測問題，有效降低了火災(zāi)發(fā)生的危險。
[0013]優(yōu)選地，選用DS18B20數(shù)字溫度計，從單片機(jī)到DS18B20數(shù)字溫度計僅需連接一條數(shù)據(jù)線，讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需要外部電源，因此，可以減少對周圍設(shè)備的電磁干擾，布線方便。
[0014]優(yōu)選地，選用帶屏蔽的雙絞線代替普通電纜，可以增加掛載距離。
[0015]優(yōu)選地，選用頻率為22.1184MHz的晶振電路，可以提高串口通信波特率。
[0016]優(yōu)選地，設(shè)置手動復(fù)位開關(guān)，可以方便靈活地使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位。
[0017]優(yōu)選地，設(shè)置看門狗電路，可以定時自動向單片機(jī)發(fā)送復(fù)位信號，確保單片機(jī)的主程序不會長時間跑“飛”。
[0018]優(yōu)選地，設(shè)置電源指示燈、正常工作指示燈和通信指示燈，可以方便直觀地顯示單片機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)一步說明本實用新型。
[0021]如圖1所示，一種基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，包括單片機(jī)1、穩(wěn)壓電源2、電平轉(zhuǎn)換電路3、DS18B20數(shù)字溫度計4、晶振電路5、手動復(fù)位開關(guān)6、看門狗電路7和指示燈8。DS18B20數(shù)字溫度計4根據(jù)需要設(shè)置若干個，分別安置在鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備附近及其它關(guān)鍵位置處。
[0022]單片機(jī)I選用Atmel89S51單片機(jī)；穩(wěn)壓電源2選用LM7805CT穩(wěn)壓芯片，為單片機(jī)I提供+5V穩(wěn)壓工作電源；電平轉(zhuǎn)換電路3選用MAX232芯片；晶振電路5選用頻率為22.1184MHz的晶振電路；看門狗電路7選用MAX813L芯片；指示燈8包括電源指示燈、正常工作指示燈和通信指示燈。
[0023]DS18B20數(shù)字溫度計4的輸出端與單片機(jī)I的輸入端通過帶屏蔽的雙絞線連接；單片機(jī)I通過電平轉(zhuǎn)換電路3與控制主機(jī)9交互式連接；晶振電路5的輸出端與單片機(jī)I的輸入端連接；手動復(fù)位開關(guān)6的輸出端與單片機(jī)I的輸入端連接；看門狗電路7的輸出端與單片機(jī)I的輸入端連接；單片機(jī)I的輸出端與指示燈8的輸入端連接。
[0024]本實用新型的工作原理:
[0025]基于鐵路信號機(jī)械室內(nèi)環(huán)境溫度的變化范圍(一般為-10°C?+80°C)、減少溫度傳感器工作對周圍設(shè)備的電磁干擾、室內(nèi)布線方便等因素的考慮，本實用新型選用DS18B20數(shù)字溫度計4作為溫度測量設(shè)備。DS18B20數(shù)字溫度計4提供9位溫度讀數(shù)，在每個監(jiān)測裝置掛載的DS18B20數(shù)字溫度計4數(shù)量不多的情況下，從單片機(jī)I到DS18B20數(shù)字溫度計4僅需連接一條數(shù)據(jù)線，讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需要外部電源。由于每一個DS18B20數(shù)字溫度計4有唯一的系列號，這允許在多處放置DS18B20數(shù)字溫度計4，一個監(jiān)測裝置可以帶多個DS18B20數(shù)字溫度計4。所有的DS18B20數(shù)字溫度計4并聯(lián)連接，可根據(jù)需要在不同的待測溫度位置安裝。
[0026]采用Atmel89S51單片機(jī)，從其J2引腳引出電源線、地線和數(shù)據(jù)線共三條線，其中電源線連接到穩(wěn)壓電源2，地線接地，數(shù)據(jù)線與掛載DS18B20數(shù)字溫度計4的電纜連接。由于DS18B20數(shù)字溫度計4的電源引腳通過單片機(jī)I的J2引腳與單片機(jī)I電源線連接，為DS18B20數(shù)字溫度計4提供足夠的工作電流，這樣DS18B20數(shù)字溫度計4就無需從數(shù)據(jù)線上獲取工作電源。同時，在單片機(jī)I與DS18B20數(shù)字溫度計4連接的數(shù)據(jù)線引腳另加上拉電阻，可以增加單片機(jī)I的I/O 口的驅(qū)動能力。
[0027]在實際應(yīng)用中，由于連接線存在電阻，而每個DS18B20數(shù)字溫度計4的輸入電阻為500 ΚΩ，普通電纜的電阻約為2 Ω / m，因此，連接線的電阻不是影響掛載能力的主要因素。但由于連接線用于通信后存在分布電容，使得總線上電平轉(zhuǎn)換的時間延長，打亂了DS18B20數(shù)字溫度計4的工作時序，嚴(yán)重時會影響正常通信，因此，限制了掛載距離。實驗證明，使用普通電纜時，單片機(jī)I與某個DS18B20數(shù)字溫度計4連接長度僅能限制在8m以內(nèi)，才能保證正常穩(wěn)定通信，這顯然不符合實際需要。這一問題可以通過使用帶屏蔽的雙絞線代替普通電纜來解決。此時信號電流在兩根內(nèi)導(dǎo)線上流動，噪聲電流在屏蔽層里流動，因此，消除了公共阻抗的耦合，而任何干擾將同時感應(yīng)到兩根內(nèi)導(dǎo)線上，使噪聲相消，最遠(yuǎn)距離可達(dá)160m。使用每單位長度絞合次數(shù)更多的電纜可以使掛載距離進(jìn)一步增加。
[0028]設(shè)置電源指示燈、正常工作指示燈和通信指示燈，可以方便直觀地顯示單片機(jī)I的工作狀態(tài)。采用頻率為22.1184MHz的晶振電路，可以提高串口通信波特率。電平轉(zhuǎn)換電路3采用MAX232芯片，可以將單片機(jī)I串口的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平，實現(xiàn)與控制主機(jī)9的通信連接。設(shè)置手動復(fù)位開關(guān)6，可以方便靈活地使單片機(jī)I系統(tǒng)復(fù)位?？紤]到鐵路信號機(jī)械室內(nèi)電子設(shè)備種類繁多，看門狗電路7采用MAX813L芯片，每隔1.6s會自動向單片機(jī)I發(fā)送復(fù)位信號，使得單片機(jī)I的主程序從頭開始執(zhí)行，確保主程序不會長時間跑“飛”。
[0029]以上所述實施方式僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:該裝置包括單片機(jī)、穩(wěn)壓電源、電平轉(zhuǎn)換電路和設(shè)置在鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的若干溫度傳感器，所述單片機(jī)的輸入端與溫度傳感器的輸出端連接，所述單片機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換電路與控制主機(jī)交互式連接，所述穩(wěn)壓電源為單片機(jī)提供工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:所述溫度傳感器選用DS18B20數(shù)字溫度計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:所述單片機(jī)的輸入端與溫度傳感器的輸出端通過帶屏蔽的雙絞線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:該裝置還包括晶振電路，所述晶振電路的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接，所述晶振電路選用頻率為22.1184MHz的晶振電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:該裝置還包括手動復(fù)位開關(guān)，所述手動復(fù)位開關(guān)的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:該裝置還包括看門狗電路，所述看門狗電路的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:該裝置還包括指示燈，所述指示燈的輸入端與單片機(jī)的輸出端連接，所述指示燈包括電源指示燈、正常工作指示燈和通信指示燈。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于單片機(jī)的鐵路信號機(jī)械室環(huán)境溫度監(jiān)測裝置，該裝置包括單片機(jī)、穩(wěn)壓電源、電平轉(zhuǎn)換電路和設(shè)置在鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的若干溫度傳感器，所述單片機(jī)的輸入端與溫度傳感器的輸出端連接，所述單片機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換電路與控制主機(jī)交互式連接，所述穩(wěn)壓電源為單片機(jī)提供工作電源。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路信號機(jī)械室內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備的工作溫度和關(guān)鍵位置環(huán)境溫度的實時監(jiān)測，解決了對鐵路信號機(jī)械室，尤其是某些無人長期值守的信號機(jī)械室的環(huán)境溫度監(jiān)測問題，有效降低了火災(zāi)發(fā)生的危險。
【IPC分類】G01K1-02, G05B19-042
【公開號】CN204286607
【申請?zhí)枴緾N201420790930
【發(fā)明人】魏臻, 諸葛戰(zhàn)斌, 楊揚(yáng), 茆忠華, 周東華, 黃架電
【申請人】合肥工大高科信息科技股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月15日