基于单片机的铁路信号测试系统
基于单片机的轨道压力测试仪的实现
吴亚锋
路 （ 包括站线 ）是 否有 列车运行 、调车 整 。 系统 精 度 要求 是 ±０ １ Ｎ ；可 以 进 ．ｋ 作业或车辆 占用的情 况 ，并能显示该 区 行 超 量 程 报 警 和 未 接 传 感 器 报 警 。 为 了
段 内 的 钢 轨 是 否 完 整 。 它是 以 钢 轨 为 导 达 到 低 功 耗 的 目的 ，在 软 件 中做 了休 眠 图２电源管理 电路
备还很少 ，而且普遍存 在功耗大 ，价格 昂贵 ，体积大等不足 。为此 ，本文通过 系统硬件设计
对 轨 道 电 路 分 析 研 究 ，设 计 一 种 高 精 度 的 压 力 测 试 仪 器来 模 拟 火 车 对 轨 道 的 压 力 ，从 而 验 证 轨 道 电 路 的 性 能 。 １ 电源 管 理 电 路 设 计
图１系统结构图
２ 单 片 机 与 样 电路 设 计
根据精度要求 ，本系统采用ＡＤＩ 公
司 的 ｌ位 Ａ／ 芯 片 ＡＤ ７ ５ ６ Ｄ ７ ０ ，ＡＤ ７５ ７ ０ 芯 片 将 放 大 、滤 波 和 Ａ ／Ｄ转 换 单 元 集 于
一
体 ，是一种低成本 、宽动 态范围、高
分辨 率 的 Ａ／Ｄ转 换 芯 片 。ＡＤ７ ０ 与单 ７５
为调零 电位器送来的信号。 ３显示 与报警 电路设计
显示 与 报 警 电路 如 图４ 示 ，显示 部 所
铁路信号电源在线监测系统设计
The Design of Online Monitor System of Railway
Signal Power Source
作者： 刘刚[1] 陈辉[2] 朱刚[1]
作者机构： [1]绵阳师范学院物理与电子工程学院,四川绵阳621000 [2]铁道第二勘察设计院,四川成都610031
出版物刊名： 绵阳师范学院学报
页码： 32-34页
主题词： 铁路信号电源 在线监测 自动化
摘要：铁路信号电源在线监测系统是铁路电力自动化的重要内容，也是铁路现代化、信息化建设的重要组成部分。
本铁路信号在线监测系统由上位机和站点机组成，上位机和各站点机之间通过MODEM完成数据传输。
站点机SPIS2001设计，采用51系列单片机配合12位A／D转换芯片AD574，采集变送器WB3V412／WB31412三相电压／电流传感器输出的直流信号。
调度机软件包括主程序流程、数据采集流程、调度主机远程监控主界面等，采用VC＋＋6．0系列的工具软件开发。
站点机监控到电源报警或哥魄信号时，将触发系统中预先设定的事件，自动记录和打印相关数据，同时启动自动拨号，将相关数据上传调度中心。
基于单片机的多普勒信号测试系统的设计
和Ｐ Ｃ 显示 模块 。系统原 理 框图 如图 １ 所示 。
高 、体 积大 、设 计 复 杂 一 】 。采 用 低 速 单 片机 ，数
据处 理速 度 慢 ，很 难精 确实 时 的采 集到 目标 回波信 号 。因此 本文 提 出 了以Ｃ８ ０ ５ １ Ｆ ３ ３ ０ 单 片机 为 核 心设 计 引信弹 目交 会 多普 勒信 号的 测试 系统 。该单 片机 具有体 积 小 、集成 度高 、适 用于 引信 测试 电路 。
， 一
复 ，所 以它 的 生 产 、测 试 、检 验 等都 是 在 地 面 完
成 的 ， 因此 必 须 有 一 套 完 善 的 、准 确 的模 拟 测 试
２
Ｊ ｄ 一 — — 九 ０
系 统 ，模 拟 弹 目交 会 的过 程 口 】 。 引 信 弹 目交 会 模
拟 测 试 系统 是 引信 测 试 中不 可 或 缺 的重 要 系统 之
１ 无线 电引信 的工作原 理
多 普 勒 无 线 电 引信 是 利 用 弹 目交 会 接 近 过 程
中 电 磁 波 的 多 普 勒 效 应 工 作 的 ，它 发 射 连 续 单 一 的 信 号 ，通 过 测 量 回 波 信 号 的 多 普 勒 频 谱 和 幅 度
位置 ，最 后 通过 多普 勒频 移公 式分 析 回波信 号 中幅
信 号 的 多普 勒 频 率 是控 制 战 斗 部 的 杀伤 物 质 实 时
准 确 毁 伤 目标 的 关 键 参 数 。弹 目接 近 过 程 中 多
值 、频率 、弹 目距 离、弹 目相对 速度 的关 系 。
多 普 勒 效 应 的 实 质 ：在 振 荡 源 和接 收 机 之 间
基于单片机的铁路道口报警系统的设计
目录1绪论 (1)1.1问题的提出 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3研究的目的和意义 (2)1.4设计任务和要求 (2)2系统硬件设计 (3)2.1传感器的选择 (3)2.2传感器的安装及使用 (4)2.3信号处理电路的设计 (5)2.3.1信号输入级设计 (6)2.3.2光电隔离技术的应用 (7)2.3.3锁存选通级设计 (7)2.4系统主电路的设计 (7)2.4.1AT89C51单片机简介 (7)2.4.2信号输入输出单片机方式 (8)2.5键盘输入电路的设计 (9)2.6数码显示电路的设计 (10)2.7语音报警电路的设计 (11)2.7.1 IsD142O芯片功能简介 (11)2.7.2语音电路设计 (13)2.8打印接口电路的设计 (14)2.9系统整体电源电路的设计 (16)3系统软件设计 (16)3.1 系统软件设计方案 (17)3.2 系统设备断线检测模块设计 (17)3.3 列车接近检测模块设计 (18)3.4 打印机接口程序设计 (20)3.5 语音广播系统软件设计 (23)4 系统抗干扰及可靠性设计 (23)4.1 系统抗干扰性及可靠性设计原则 (23)4.2 系统干扰源分析以及硬件抗干扰措施 (25)4.3 软件抗干扰措施 (27)4.4 系统可靠性设计 (29)5 结束语 (31)参考文献 (31)致谢 (32)基于单片机的铁路道口报警系统的设计1 绪论1.1 问题的提出由于大量的铁路无人看守道口的存在，使道口交通事故和路外伤亡居高不下。
因当地的条件限制，又必须设立铁路平交道口，而铁路部门由于人力和物力的限制以及道口的车流、人流不大，使无人看守道口客观存在。
受道口自然条件(了望、弯道、坡道等因素)的影响，车辆、行人的违章和大意，加之机车乘务员的疏忽和判断失误等因素，使铁路平交无人看守道口交通事故屡屡发生，特别是机动车辆发生交通事故，严重影响铁路交通安全，而且常常造成多人路外伤亡事故，损失巨大。
候车大厅人数检测系统设计
JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY《单片机原理及应用》课程设计报告题目：专业：班级: 姓名：学号：指导教师: 完成日期：摘要:本设计是设计一款基于单片机的候车大厅人数检测系统设计，其中的单片机是候车大厅人数检测系统设计的核心，用于接收处理人数检测信号，通过两对红外对管扫瞄，模拟实现对人数的多少进行计算、在传递到单片机内部的控制，再有单片机输出有七段数码管显示。
此系统具有无线控制与手动控制两种方式，以保证一种控制方式出现问题，可以及时使用另一种控制方式对单片机进行控制。
本报告简要介绍了基于单片机技术的候车大厅人数检测系统设计原理，并根据系统的基本原理制作出了实物模型。
本控制系统主要由以下儿个模块组成：红外扫描模块、信号接收模块、单片机控制模块。
红外扫描控制信息转变为单片机可以识别的二进制代码, 通过与单片机内部的程序配合实现对候车大厅人数的检测；单片机控制模块的核心组成元件是AT89c51芯片，配以单片机的最小系统电路，作为人数检测系统的总的控制模块。
红外对射识别系统基本原理系统由安装在间隔为L的两套红外收发电路和可逆计数器及判断执行电路等组成，对射光线选择在人员出入必须经过的地方。
如果没有人员出入，对射光线没有被遮挡时，接收电路输出高电平；而当有人员等物体通过时，光线被遮挡，接收电路就输出低电平。
从两路检测脉冲的先后顺序，可以判断出人员运动方向；再由检测脉冲的个数，可以计算进出的人数。
进入时计数器加1,外出时计数器减1,通过累计就可以计算出室内人员的数量。
这就是红外对射式人数识别系统的基本原则。
系统组成红外对射式人数识别系统的组成不管采用的是纯硬件电路还是单片机电路，其基本组成方式是完全相同的，只不过可逆计数器和判断执行电路部分，是由硬件完成还是由软件来完成的而已。
此外系统可以实现候车大厅人数上限显示。
关键词：单片机技术；红外对管扫描；七段数码管；单片机最小系统。
目录1、前言 (4)背景与意义 (4)课题设计要求443.核心器件简介5、6574HC573锁存器简介64硬件设计6、7红外扫描电路7蜂鸣器报警电路8原理图及元件清单9101、121前言产作业，而怎样对其线上的产品进行实时的、有效率的、精确的自动计数成为广大生产厂家十分关注的问题。
基于单片机的铁路道口控制器的设计
基 于 单片 ｉ 的铁 路追 口控 制 器 的设计 Ｉ ｉ 八
文 。 廖世 海 １林梅 １姚群 ２ （ 江西工业工程职 业技术 学院 １
摘 要 ：为 保 证 道 ｔ行 车安 全 ，设 计 了 ２ ． 路 道 口 自动控 制 器 ，其 组成 框 图如 图 ２ 。 种 基 于 单 片机 的 铁 路 道 １ 自动控 制 器 ， ２ ＂ 从 图 ２ 可 以 看 出 ，铁 路 道 口自动 控制 在 满 足 列 车接 近 报 警 距 离要 求 的位 置 设 置 器 包 括 火 车接 近 与 离 开 检 测 、 单 片机 、驱 传 感 器 ，使 道 １ 具 有 自动通 知 和 自动 解 除 动 电路 、 被控 对象 。下 面 分 别 从 信号 的 检 ７ ： 的功 能 。 测 、电 路 图设 计 、程 序 设 计 等 几 个方 面 进 关 键词 ： 片机技 术 ；运 用 ；控 制 ；铁 行 阐 述 。 单
一
２萍 乡中学）
（ ） 铁 路 道 口 自动 控 制 器 程 序 设 三
计
整 个 控制 器的 核 心 部 分是 信 号 处 理部 分 ，即单片机 ，它要将 Ｐ ． １ ３ ３ ２ １ ０ Ｐ ． 、Ｐ ． 、 Ｐ３． ３检 测到的信 号进行 处理 ，使之输 出红 绿 灯 、报 警 、电机的 正反转 的控制 信号 ，其
拦杼 ｌ ＿ 电帆最蚌
图 ３硬件电 路图
驱 动 执 行 机构 切 断 公路 交 通 ，就 必 须对 火 车 到 来 的 信 息 进 行 转 换 ，把 它 变 成 电信 号 。 由于 可 靠性 和 高 准 确 性 是 该 系统 所 必 须 具 备 的 首 要性 质 。 因此 要 求 控 制信 号 的 获 取 就 必 须是 高 度可 靠 和 准 确 的 。 为 了 不 受 温 度 、雨 水 等环 境 因素 的 影 响 而准 确 的 检 测 到 火 车到 来 的 信 息 ，本 系 统 采用 涡 流 式 传 感 器 获取 信 号 ，将 涡 流 式 传 感 器 置于 参考 文 献 ： 铁 路 中央 ，火 车 到 来 时 涡 流 式 传 感器 输 出 １ 《 片机原理 及应 用技 术》 清华 大学 出版 单 三 、铁 路 道 口 自 动 控 制 器 工 作 原 理 若 干 个脉 冲 ，将 其 放 大 后 ，用 于 控制 电子 社 ，黄 仁 新 主 编 。 铁 路 道 口 自动 控 制 器 示 意 图如 图 ｌ ， 开 关 ，并 用专 线送 至 单 片 机 。 使 信号 的准 ２ 单 片机原理及应用》 电子工业 出版社 ，刘 、《 确 性 和抗 干扰 能 力有 了高 度 的保 证 ，从 而 要 完 成 铁 华 东主 编 。 路 道 口 的 提 高 了整 个 系 统 的 性 能 。 （ ）铁 路 道 口 自动 控 制 器 电 路 设 计 二 控 制 要 作 者简 介 ： 求 ， 必 须 结合 图 ｌ 和 图 ２ ，得 出铁 路 道 Ｉ控 制 ： １ 廖世 海 （９ ４ ） １ 一 ，男，硕士研 究生 ，研 究方 ７ 器 的 电路 图 ，如 图 ３。Ｋ ｌ、Ｋ 是火 车到 ４ 将 火 车 到 向 为 电 力 电子 技 术 与 智 能控 制 。 来 检 测 传 感 器 ，将 检 测 到 的 信 号 分 别 送 与 离 开 转 至 Ｐ１ ０和 Ｐ１． ． ３，Ｋ２、Ｋ３为火车 离开传 变 为 电 信 号 ， 利 用 感 器 ，将检 测 到 的信 号分 别送 至 Ｐ １． １和 Ｐ１． ，Ｋ ５为栏 杆推 出传感 器 （ ２ 正转 完成 传 感 器 即 可 完 成 此 图 ｌ铁 路道 口 示意 图 传感器） ，将 检 测 到 的信 号 分 别 送 至 Ｐ ３． ２，Ｋ ６为栏 杆 推 回传 感器 （ 反转 完成 传感 要 求 ，再 将 检 测 到 的 电信 号 送 给 相 应 的 电路 处 理 ， 器 ） ，将 检 测到 的信 号分 别送 至 Ｐ ３ ３ ． 。输 ４ 使之 产 生 的 输 出信 号 ，再 利 用 输 出 信 号 驱 出 Ｐ １． 用 来 控制 公路 红 灯和 报 警 声音 ， 动执 行 机 构 以 完成 相 应 的 功 能 ，达 到 控 制 Ｐ１ ５用来 控制 正转 的输 出 ，Ｐ １ ６为反转 ． ． 的 目的 。本 文 设 计 一个 单 片 机 为 核 心 的铁 输 出 。
基于硬件在环仿真的轨道电路——机车信号实验系统设计
8 | 电子制作 2019年03月0 引言机车信号作为保证行车安全、提高运输效率、改善司机的瞭望条件的关键设备之一，具有十分重要的地位。
传统的实践教学方式，学生很难实际参与其中，教学效果不理想。
因此，本文利用硬件在环仿真(Hardware in the loop)技术，以LabWindows/CVI 为开发平台，设计轨道电路—机车信号教学实验系统，旨在使学生熟悉实际机车信号设备及其工作原理，深入了解机车信号的关键技术问题，探究综合应用专业基础理论知识分析与解决实际问题的方法，培养相关专业技能、创新意识以及实践动手能力。
1 轨道电路、机车信号及硬件在环仿真技术■1.1 轨道电路轨道电路以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全的设备。
目前广泛使用的ZPW-Z000轨道电路采用相位连续的移频键控(Frequency-Shift Keying，简称FSK)信号作为信息传输载体。
通过频率调制将低频信号叠加在载频信号上，形成振幅固定，频率随低频信号的幅度而作周期性变化的调频信号[1]。
■1.2 机车信号图1 机车信号的组成机车信号是一种能够自动复示列车运行前方地面信号机显示的机车车载系统，通过感应线圈以电磁耦合的方式接收轨道电路传送的列控信息，经译码出后得到当前轨道电路的低频和载频信息，进而为司机提供行车凭证。
一般可分为信息接收、信息处理、信息显示和机车电源等几个部分。
其系统构成如图1所示。
■1.3 硬件在环仿真技术硬件在环仿真也称半实物仿真，它为物理部件创造一个模拟实际环境的仿真环境，利用物理部件实物与仿真系统共同完成仿真过程。
硬件在环仿真技术使得无法准确建立模型的部件直接进入仿真回路，通过计算机与应用软件、硬件及其驱动软件来共同完成数据采集、分析及结果显示等功能。
系统采用虚拟仪器，以计算机作为系统控制器、由软件实现人机交互和大部分仪器功能，具有灵活性和扩展性强、性价比高、拥有良好人机界面等的特点[2][3]。
《基于RFID技术的铁路信号设备巡检系统的设计》范文
《基于RFID技术的铁路信号设备巡检系统的设计》篇一一、引言随着铁路交通的快速发展，铁路信号设备的正常运行对于保障铁路运输安全至关重要。
为了有效提高铁路信号设备的维护效率和降低故障率，本文提出了一种基于RFID（无线频率识别）技术的铁路信号设备巡检系统设计。
该系统通过RFID技术实现对铁路信号设备的快速识别、数据采集和实时监控，为铁路设备的维护和管理提供了有效的技术支持。
二、系统设计目标本系统的设计目标主要包括以下几个方面：1. 提高巡检效率：通过RFID技术，实现快速、准确的设备识别和数据采集，减少人工巡检的时间和人力成本。
2. 实时监控设备状态：通过实时数据传输和数据分析，对铁路信号设备的运行状态进行实时监控，及时发现潜在故障。
3. 降低故障率：通过预防性维护和及时维修，降低铁路信号设备的故障率，保障铁路运输安全。
三、系统架构设计本系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括RFID 标签、阅读器、天线和移动终端等设备；软件部分包括数据采集、传输、处理和分析等模块。
1. 硬件架构：（1）RFID标签：安装在铁路信号设备上，用于存储设备信息、运行状态等数据。
（2）阅读器：用于读取RFID标签中的数据，可安装在巡检人员的移动终端上或固定在特定位置。
（3）天线：用于传输射频信号，连接阅读器和RFID标签。
（4）移动终端：巡检人员使用的设备，可实现数据采集、传输和显示等功能。
2. 软件架构：（1）数据采集模块：从RFID标签中读取设备信息、运行状态等数据。
（2）数据传输模块：将采集的数据传输至服务器进行分析和处理。
（3）数据处理模块：对采集的数据进行清洗、整理和分析，生成设备运行报告和故障预警信息。
（4）数据分析模块：通过数据分析算法，对设备运行状态进行实时监控和预测，及时发现潜在故障。
四、系统工作流程1. 巡检人员携带移动终端，通过阅读器读取铁路信号设备上的RFID标签信息。
2. 数据采集模块从RFID标签中获取设备信息、运行状态等数据，并传输至服务器。
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基于单片机的铁路信号测试系统
【摘要】随着铁路信号的发展，为了更好的实现对铁路系统中微小电阻测量、补偿电容测试，建立基于单片机的电阻电容测试系统。
系统主要由单片机、电阻测试模块、电容测试模块，电源模块、LCD显示模块、DC转换模块、串行口模块以及数据存储模块组成。
该系统测量精度高，可靠性好，实用性良好。
【关键词】单片机；测试系统；电阻测量；电容测量
1.引言
基于单片机的铁路信号测试系统，是根据现场的实际使用需要而研制开发的，可以很精确的测试电阻和补偿电容，直接读出电阻阻值、电容容量。
接地线电阻作为轨道电路的一个重要参数，为了保证通信、信号设备及人员安全，要求通信、信号设备的地线接地电阻必须达标，控制在一定范围内。
补偿电容可以弥补电容不足，抵消钢轨感性，使钢轨阻抗尽可能呈阻性负载，以保证轨道电路的传输距离和机车信号系统的可靠性。
2.系统总体结构
基于单片机的铁路信号测试系统的软件流程图如图1所示，硬件框图如图2所示。
系统的工作过程：启动测试系统，上电或复位，系统进行初始化，完成初始化后，选择工作模式，电阻测试或者电容测量。
通过STC89C52单片机控制电阻模块和电容模块，测试的数据存储在SD卡中，通过RS232串口将数据传输到微机存储。
在硬件设计过程中，采用单片机STC89C52编程，实现对电阻、电容测试的控制，LCD显示；采用24位HX712A/D转换器芯片；RS232串行口通讯频率9600bit/s；电源采用线性稳压芯片ASM1117，供电电压3.3V、5V。
3.测试工作原理
采用STC89C52单片机，20引脚为接地端，40引脚为电源端，31引脚需要接到电位使单片机选用内部程序存储器，18、19引脚接上一个11.0592MHz的晶振为单片机提供时钟信号，第9引脚为复位引脚，单片机只有满足这些才能正常工作。
利用P2口作为数据读写，片选信号端，功能切换。
P3口采用第二功能，定时器/计数器外部计数脉冲输入，外部数据存储器写/读。
采用HX712芯片完成测阻。
在设计程序测量时，首先选择测试工作模式，在测量的同时，程序执行做出判断，不能超过设定的量程，然后跳转到测量程序，在范围内正常测试并且显示结果，按“确定”键后数据存储。
测阻电路如图3所示。
4.系统软件设计
基于单片机的测试系统，在Keil环境下，由主程序、A/D转换子程序、时钟芯片程序、数据存储程序等部分子程序组成。
主程序完成各个子程序的上电初始化，以及实际控制各个功能模块的正常工作。
读写、存储产生程序设计根据测量的接地电阻，补偿电容的属性，来不断循环延时，并且通过单片机来控制完成测试。
系统的程序设计，完全是基于单片机的应用，其中包括I/O口的控制、定时器、外部中断及寄存器的使用。
5.结语
本系统以单片机为核心，以HX712 A/D转换器芯片为数模转换原件，SD-SPI 数据存储，RS232串行口数据通讯。
电路结构简单、运行可靠，实现了对电阻、电容的测试。
此系统可以顺利的完成与PC机的数据通讯，还可以在单片机的预留的I/O口增加检测传感器，以提高系统的广泛性。
参考文献
[1]金川，董爱华，马一杰.基于步进电机的运料系统的软硬件设计[J].仪表技术，2013（2）：35-37.
[2]张灿.单片机花样流水灯设计[J].信息通信，2013（1）：42-43.
[3]潘磊.基于单片机的多路温湿度检测系统设计[J].信息通信，2013（1）：65-66.
高晓丁，男，西安工程大学机电工程学院副院长，教授，硕士生导师，研究方向：机电设备的测控技术研究，机电设备动态检测技术研究，近年来参加了国家自然科学基金项目2项，主持完成省、部级自然科学基金项目6项，在核心期刊上发表科研论文47篇，其中，EI检索4篇。