一种高速公路隧道电气分区控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高速公路隧道电气分区控制系统。高速公路隧道中众多的电气设备均基于各自互相独立的电气控制线路进行运行控制，效率低下，维护工作量大，布线复杂。本实用新型专利技术包括上位机、键盘、显示设备和电气设备；上位机作为控制中心通过接口电路接入主单片机，再通过接口电路与RS-485总线相连；键盘、显示器均接入主单片机；电气设备划分至洞口控制区和隧道内控制区，各电气设备的驱动电路均通过从单片机和接口电路接入RS-485总线。本实用新型专利技术对隧道电气设备进行分区管理，减小不同设备供电电路之间的相互干扰，提高了系统的抗干扰性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种高速公路隧道电气分区控制系统。高速公路隧道中众多的电气设备均基于各自互相独立的电气控制线路进行运行控制，效率低下，维护工作量大，布线复杂。本技术包括上位机、键盘、显示设备和电气设备；上位机作为控制中心通过接口电路接入主单片机，再通过接口电路与RS-485总线相连；键盘、显示器均接入主单片机；电气设备划分至洞口控制区和隧道内控制区，各电气设备的驱动电路均通过从单片机和接口电路接入RS-485总线。本技术对隧道电气设备进行分区管理，减小不同设备供电电路之间的相互干扰，提高了系统的抗干扰性和稳定性。【专利说明】一种高速公路隧道电气分区控制系统
本技术属于交通信息工程及控制
，具体涉及一种高速公路隧道电气分区控制系统。
技术介绍
高速公路隧道中涉及众多不同性质、不同种类、不同数量的电气设备，并合理布置安装于隧道的不同位置。若如此众多的电气设备均基于各自互相独立的电气控制线路进行运行控制，不仅效率低下，维护工作量大，布线复杂，极不利于隧道内电气的统一控制。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高速公路隧道电气分区控制系统，在组合的系统中对所有隧道电气设备的运行进行统一控制。 本技术所采用的技术方案是: 一种高速公路隧道电气分区控制系统，其特征在于: 包括上位机、键盘、显示设备和电气设备； 上位机通过接口电路接入主单片机，再通过接口电路与RS-485总线相连； 键盘、显示器均接入主单片机； 电气设备划分至洞口控制区和隧道内控制区，洞口控制区的电气设备涉及交通信号灯和可变信息板，隧道内控制区的电气设备涉及车道指示器、横洞门电机、风机和照明灯；各电气设备的驱动电路均通过从单片机和接口电路接入RS-485总线； 上位机采用PC ;主单片机与从单片机均采用通用89C52型单片机。 显示器采用七段数码管74HC595，主单片机P2 口的P2.0、P2.1、P2.2分别接到74HC595 的 SER、SRCLK, RCLK 脚。 风机与从单片机之间连接有光耦合器、电阻和NPN型三极管S8050。 横洞门电机通过L298芯片接入从单片机。 本技术具有以下优点: 本技术按照控制对象和区域对隧道电气设备进行区域划分并分区管理，可减小不同设备供电电路之间的相互干扰，提高了系统的抗干扰性和稳定性；用74HC595芯片驱动LED，速度较快，功耗较小，驱动能力强，LED的数目多少随意，占用的I/O 口线较少，是一种造价低廉，应用灵活的控制系统。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术系统连接图。 图2为显示设备控制电路图。 图3为键盘设备控制电路图。 图4为车道指示器控制电路图。 图5为横洞门电机控制电路图。 图6为风机控制电路图。 【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本技术进行详细的说明。 本技术涉及的一种高速公路隧道电气分区控制系统，包括上位机、键盘、显示设备和电气设备。上位机通过接口电路接入主单片机，再通过接口电路与RS-485总线相连。键盘、显示器均接入主单片机。电气设备划分至洞口控制区和隧道内控制区，洞口控制区的电气设备涉及交通信号灯和可变信息板，隧道内控制区的电气设备涉及车道指示器、横洞门电机、风机和照明灯；各电气设备的驱动电路均通过从单片机和接口电路接入RS-485总线。上位机采用PC;主单片机与从单片机均采用通用89C52型单片机。本专利技术采用上位机作为控制中心，通过串口总线的方式进行通信，从而达到控制隧道内电气设备的目的。 参见图2，显示器采用四个七段数码管74HC595，显示隧道发生事故的地点，主单片机P2 口的P2.0、Ρ2.1、Ρ2.2分别接到74HC595的SER、SRCLK、RCLK脚。四个数码管用来显示键盘输入的数据。在电路中，从左到右依次为LED1、LED2、LED3、LED4，送数据时，先送LED4的显示码，最后送LEDl的数据，键盘按下一次就向显示部分送一次数据。 参见图3，键盘为4X4式按键键盘，其中有0-10的数字按键、方案演示按键、复位按键、隧道上下行切换按键、内外车道切换按键、确认按键。数字按键可以输入隧道事故发生地点距隧道入口的距离，通过数码管显示出来。复位键按下后，显示部分显示为零，隧道内机电系统状态为无事故正常运转装态。隧道上下行切换按键和内外车道切换按键用来选择隧道事故发生的上下行和内外车道。 参见图4，上下行和内外车道控制的状态用LED灯来显示。上下行有三种状态:上行，下行，上行和下行。内外车道三种状态:内车道，外车道，内车道和外车道。 参见图5，本系统中四个从单片机分别用一个L298芯片驱动两个直流电机，电机驱动电源为12V。本系统中不需要进行电机调速，因此芯片的使能端可接+5V电压。单片机P2 口的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚输出高电平或低电平，然后经驱动芯片L298放大后控制直流电机。当P2.0和P2.2输出高电平，P2.1、P2.3引脚输出低电平时，两个直流电机正转；需要改变电机转动方向时，四个引脚的输出相反。当需要电机停止时，只要将P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚都输出低电平或高电平。 参见图6，系统中风机为工作电压为DC+12V，每个从单片机控制一个风机。电路中采用一个NPN型三极管放大电路来驱动风机，集电极电压为+12V，风机连接与电源与三极管集电极之间。三极管基极由单片机P2.4 口输出高电平和低电平来控制三极管的导通和关断，在单片机与三极管基极之间接一个1K的电阻和光耦合器，电阻起限流和上拉电阻作用，光耦合器可以隔离单片机与风机电源，起保护和抗干扰作用。系统中三级管选用S8050，S8050参数为NPN、1W、1.5A、40V、190HZ，用于驱动系统中的风机已足够。单片机输出的驱动信号可以是持续的高电平使三极管处于导通状态，也可以输出方波控制三级管的导通。 本技术的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本技术说明书而对本技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本技术的权利要求所涵盖。【权利要求】1.一种高速公路隧道电气分区控制系统，其特征在于: 包括上位机、键盘、显示设备和电气设备； 上位机通过接口电路接入主单片机，再通过接口电路与RS-485总线相连； 键盘、显示器均接入主单片机； 电气设备划分至洞口控制区和隧道内控制区，洞口控制区的电气设备涉及交通信号灯和可变信息板，隧道内控制区的电气设备涉及车道指示器、横洞门电机、风机和照明灯；各电气设备的驱动电路均通过从单片机和接口电路接入RS-485总线； 上位机采用PC ;主单片机与从单片机均采用通用89C52型单片机。2.根据权利要求1所述的一种高速公路隧道电气分区控制系统，其特征在于: 显示器采用七段数码管74HC595，主单片机P2 口的P2.0、P2.1、P2.2分别接到74HC595的 SER、SRCLK, RCLK 脚。3.根据权利要求2所述的一种高速公路隧道电气分区控制系统，其特征在于: 风机与从单片机之间连接有光耦合器、电阻和NPN型三极管S8050。4.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路隧道电气分区控制系统，其特征在于：包括上位机、键盘、显示设备和电气设备；上位机通过接口电路接入主单片机，再通过接口电路与RS‑485总线相连；键盘、显示器均接入主单片机；电气设备划分至洞口控制区和隧道内控制区，洞口控制区的电气设备涉及交通信号灯和可变信息板，隧道内控制区的电气设备涉及车道指示器、横洞门电机、风机和照明灯；各电气设备的驱动电路均通过从单片机和接口电路接入RS‑485总线；上位机采用PC；主单片机与从单片机均采用通用89C52型单片机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马春城，王万平，陈海洋，党伟荣，李卓，张青侠，康凯，
申请(专利权)人：中交第一公路勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61