一种铁路信号机系统的设计方法技术方案

本发明专利技术涉及一种铁路信号机系统的设计方法，属于铁路信息化领域。该方法采用计算机技术和现代通信技术,通过对信号机的智能化设计使信号机在现场构成网络，信号灯驱动板以及车辆信息采集板以单片机PIC18F4580作为其核心处理器，通过由光电耦和器、可控硅等元器件组成的驱动电路控制信号灯的亮灭，由电流感应器、电压比较器等元器件组成的状态反馈电路采集信号灯的工作状态信息，车辆信息采集板可完成车辆信息的数据采集、数据分析以及数据通信，将检测器检测到的车流信息通过采集电路和整形电路送至单片机，单片机对该信息进行数据分析，判断车辆通过情况。可以做到站场内的全部信号机实现网络智能化控制，系统具有结构简单，便于维护，能够进行故障定位报警、自诊断和健康度分析，从而提高系统的安全性、可维护性和可靠性，缩短故障延时，同时大大减少信号工程施工量，节约电缆投资。

Design method of railway signal system

The invention relates to a design method of a railway signal system, which belongs to the field of railway information. The method uses computer technology and modern communication technology, through the design of the intelligent signal the signal machine in the field of network, signal lamp driving plate and vehicle information acquisition board based on PIC18F4580 microcontroller as the core processor, the driving circuit of the control signal light is composed of photoelectric coupler, SCR and other components and the working state information is composed of current sensor, voltage comparator and other components of the state feedback signal acquisition circuit, vehicle information acquisition board can complete the vehicle information data acquisition, data analysis and data communication, the detected traffic information through the acquisition circuit and shaping circuit to the microcontroller, the microcontroller on the information data analysis whether the vehicle through. Can do the station inside all signal machine network intelligent control system has the advantages of simple structure, convenient maintenance, can locate the fault alarm, self diagnosis and analysis of the health system, so as to improve the safety, maintainability and reliability, shorten the fault delay, and greatly reduce the amount of construction engineering signal, saving cable investment.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路信号机系统的设计方法
本专利技术属于铁路
，提供一种铁路信号机系统的设计方法，以单片机PIC18F4580作为其核心处理器实现信号机的智能控制。
技术介绍
随着我国铁路运输事业的发展和现代电子技术和计算机技术的发展运用，铁路信号正在向智能化和网络化方向发展，从原来的继电联锁，到目前已经广泛应用的计算机联锁、微机监测、TDCS系统等，铁路信号正经历着前所未有的变化，而作为铁路信号系统的重要的基础设备—信号机，仍然采用原有的继电联锁控制方式进行点灯。继电联锁控制中的点灯电路中，每架信号机都采用单独的信号点灯电路控制，信号机的每个灯位的控制信号线都需要由机械室的组合架上引出。在现场需要配置许多电缆，存在布好的电缆不便于调整、扩展性差、工作效率低等问题。智能铁路信号机系统是采用计算机网络及控制等多种技术,对传统铁路信号机及其点灯电路进行全新的设计,实现联锁系统到信号机控制指令。智能技术与信号机结合，能实现单点自适应控制、感应控制、定周期控制、多时段控制、手动控制、黄闪控制、绿波控制以及区域控制等多种功能。因此，本专利技术具有很大的研究价值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路信号机系统的设计方法，其特征是：包含以单片机PIC18F4580主控制板作为其核心处理器实现信号机的智能控制；包括有电源板、车辆信息采集板、信号灯驱动板、背板及所述单片机PIC18F4580主控制板构成；所述电源板的主要功能是对市电进行整流稳压，输出稳定的5V或3.3V电压；所述车辆信息采集板的主要功能是实现24路车辆检测器和串口数据的信号采集，并实现所述24路车辆检测器工作状态的LED显示功能；所述信号灯驱动板的主要功能是实现16路信号灯(分为ABCD四组灯)亮/灭的控制及其工作状态的LED显示功能，并实现所述16路信号灯的工作状态信息的采集功能；所述背板的主要功能是为各个功能板提供...

【技术特征摘要】
1.一种铁路信号机系统的设计方法，其特征是：包含以单片机PIC18F4580主控制板作为其核心处理器实现信号机的智能控制；包括有电源板、车辆信息采集板、信号灯驱动板、背板及所述单片机PIC18F4580主控制板构成；所述电源板的主要功能是对市电进行整流稳压，输出稳定的5V或3.3V电压；所述车辆信息采集板的主要功能是实现24路车辆检测器和串口数据的信号采集，并实现所述24路车辆检测器工作状态的LED显示功能；所述信号灯驱动板的主要功能是实现16路信号灯(分为ABCD四组灯)亮/灭的控制及其工作状态的LED显示功能，并实现所述16路信号灯的工作状态信息的采集功能；所述背板的主要功能是为各个功能板提供通信的通道，各个所述背板之间通过CAN总线进行通信；所述单片机PIC18F4580主控制板的主要功能是实现与控制中心的通信，并向所述信号灯驱动板下发控制方案，起到协调整个铁路信号机系统工作的作用，用户可以进行控制方案的设置：路口基本信息、时段方案、配时方案、节假日方案信息的设置；所述电源板包含整流稳压电路、232接口电路和GPS接口电路等子模块，其具体功能如下：1)所述整流稳压电路主要由直流稳压模块YAS30-5V-N和线性稳压芯片LM-1117-3.3构成，所述直流稳压模块YAS30-5V-N可将220V交流电转变成5V的电压输出，5V电压经过所述线性稳压芯片LM1117-3.3的处理后，得到3.3V的电压输出，从而可为所述整个铁路信号机系统提供稳定的5V电源或3.3V电源；2)所述232接口电路主要用于实现所述电源板与外部串口设备的通信；3)所述GPS接口电路主要由天线、GPS模块构成，天线可通过背板通道直接连接到所述单片机PIC18F4580主控制板上，构成USB接口电路，所述整个铁路信号机系统中所使用的所述GPS模块为GPS模块-VK1613，具有灵敏度高、定位误差小和支持通道数多优点，并且所述整个铁路信号机系统通过操作所述GPS模块来校准本地时间；所述车辆信息采集板电路由信号采集电路、信号整形电路、串口通信电路、CAN通信电路、温度采集电路组成，其具体功能如下：1)所述信号采集电路由DB25接口与门电路芯片SN74HC05组成，外部车辆传感器通过TTL电平的形式向所述车辆信息采集板提供车流量信息，这些TTL电平通过DB25接口引入到采集板，引入到所述车辆信息采集板的TTL电平经过所述门电路芯片SN74HC05芯片进行电平翻转操作，从而得到波形较好的信号，以达到信号整形的目的，所述门电路芯片SN74HC05为集电极开路输出的六组反相器，具有灵敏度高，响应时间短，可在恶劣环境下稳定工作优点，由于外界信号中可能存在噪音脉冲，而这些信号并不是真正的由车辆经过所述24路车辆检测器所产生的脉冲，因此在所述门电路芯片SN74HC05芯片的输入中加入去耦电路，用于有效地去除噪声脉冲；2)经过上步的所述信号采集电路的工作后，信号经过初步整形及去噪处理，经过所述信号整形电路的处理可使所采集的信号达到较为理想的波形，有利于所述核心处理器的识别和处理，所述信号整形电路由芯片SN74HC04构成，所述SN74HC04芯片的内部集电极不开路，不需要再接上拉电压及上拉电阻，信号可直接接入到所述SN74HC04芯片的输入端，在输出端就可以得到比较理想的输出信号；3)所述串口通信电路用于与所述24路车辆检测器之间相互通信，由于所述24路车辆检测器的对外接口为串口通信，用于与接口为串口形式的所述24路车辆检测器进行通信，以获取所述车流量信息；4)所述CAN通信电路主要由CAN收发器MCP2551、CAN控制器及其外围电路构成，所述CAN收发器MCP2551是CAN驱动器与物理总线之间的接口，具有容错功能的高速CAN器件，工作速率为1Mb/s，CAN总线上的各个节点都需要设置一个所述CAN收发器MCP2551，以此将所述CAN控制器所生成的数字信号转换成差分信号，以利于总线传输，同时，所述CAN收发器MCP2551具有滤波功能，可以将所述CAN控制器或者所述CAN总线上的脉冲信号进行有效过滤，所述CAN收发器MCP2551的输出允许连接112个节点；5)所述温度采集电路采用改进型的智能温度传感器，可以读取被测的温度值，性能高于传统的热敏电阻，仅需要一根总线与所述核心处理器连接，读写速度快，所述一根总线除了具有数据传送的作用，还可以供电，所述改进型的智能温度传感器具有两个与温度有关的晶振，其中低温度系数的所述与温度有关的晶振对温度的敏感度较低，而低温度系数的所述与温度有关的晶振对温度的敏感度较高，与两个所述与温度有关的晶振相对应的是计数器，所述计数器对温度寄存器产生影响，所述计数器在低温度系数的所述与温度有关的晶振的作用下不断的做减法操作，直至将预置值减为零，此时...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜红兰，郭婧，金霞，
申请(专利权)人：怀宁鑫橙信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34