一种道口预警设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种道口预警设备，包括主控单元、与主控单元电连接和信号连接的主/备数字信道机单元、射频信号检测单元、时钟单元、存储单元、以太网接口单元、USB接口单元、按键显示单元、音频功放单元；主/备数字信道机单元发送或接收道口故障告警数据，经过处理后输出POCSAG码数据，主控单元接收POCSAG码数据并进行软件解码；主控单元生成模拟列车接近预警信息数据，并发送至主/备数字信道机单元，主/备数字信道机单元对模拟列车接近预警信息数据进行调制和无线发送。本实用新型专利技术采用主/备数字信道机接收列车接近预警信息，解调出POCSAG码数据，有效地提升了道口预警设备在低信噪比环境下的解码能力。

【技术实现步骤摘要】
一种道口预警设备
本技术涉及铁路道口预警
，具体地说，涉及一种道口预警设备。
技术介绍
铁路道口安全问题是铁路运输安全的重要环节，铁路道口预警设备是铁路与公路平面交叉处设置的安全防护设施，是保证铁路列车、道路车辆、行人安全通过道口的重要设备。随着时代发展，铁路沿线道口数量越来越多，其安全防护问题日益突出。传统的道口预警设备列车接近预警信息采用模拟信道机进行无线接收，POCSAG码解码采用比较电路再通过软件进行判决进行解码，该方法应用简单，但在低噪比环境下误码率较高，设备通信可靠性较低，抗干扰能力较低，存在接近预警信息接收不及时导致道口发生二次事故等安全隐患。传统的道口预警设备，采用单信道机的工作方式，而设备自检功能采用逻辑自检。在实际的应用过程中，存在着逻辑自检并不能真实有效地反应设备的故障情况，特别是信道机故障后，并不能有效地检出，使设备一直处于“带病”工作状态，当紧急情况发生时，不能有效地工作，带来极大的安全隐患，严重影响铁路列车运行安全和人民生命财产安全。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种道口预警设备，以克服现有技术中的缺陷。为了实现上述目的，本技术提供了一种道口预警设备，包括主控单元、主/备数字信道机单元、射频信号检测单元、时钟单元、存储单元、以太网接口单元、USB接口单元、按键显示单元、音频功放单元、电源单元；其中，主/备数字信道机单元通过UART串行接口和GPIO接口与主控单元电连接和信号连接，以实现主控单元与主/备数字信道机单元的数字通信；射频信号检测单元通过UART串行接口与主控单元电连接和信号连接，以实现主控单元与射频信号检测单元的数据通信；射频信号检测单元通过能量耦合的方式与主/备数字信道机单元信号连接，以实现对主/备数字信道机单元发射功率、驻波比的检测功能；时钟单元通过I2C串行接口与主控单元电连接和信号连接，以实现主控单元与时钟单元的数据通信；存储单元通过SPI串行接口与主控单元电连接和信号连接；主控单元控制对存储单元的读取、写入和删除操作，以实现通信记录、工作日志记录信息的管理；主控单元通过以太网接口单元与监控中心电连接和信号连接，以实现主控单元与监控中心的数据通信；主控单元通USB接口单元与计算机电连接和信号连接，以实现主控单元与计算机的数据通信；按键显示单元通过UART串行接口与主控单元电连接和信号连接，以实现触摸液晶显示屏的按键扫描和显示控制功能；按键显示单元通过GPIO接口与主控单元电连接和信号连接，以实现道口故障告警按键、自检按键的识别；音频功放单元通过UART串行接口与主控单元电连接和信号连接，以实现启动音频功放单元的数字语音存储芯片，发出告警提示语音，并通过音频功放喇叭循环播报道口故障告警提示语音。通过采用上述技术方案，采用主/备数字信道机的方式进行无线接收，提高列车接近预警信号通信抗干扰能力，主控单元生成模拟列车接近预警信息数据，发送至主/备数字信道机单元，经过数字信道机调制，进行无线发送，实现接收列车接近预警信息自检功能；通过射频信号检测单元采用能量耦合的方式，实现对主/备信道机发射功率、驻波比的检测功能；通过时钟单元实现为道口预警设备提供准确的系统同步时钟；通过以太网接口单元，与监控中心实现远程监控设备工作状态，及远程查询、设置设备参数和读取设备存储的通信记录数据等功能；通过USB接口单元电连接和信号连接计算机，在计算机可以通过专用软件进行查询、设置设备参数，读取、删除设备存储的通信记录数据等操作，实现及时准确的设备维护功能。作为对本技术所述的道口预警设备的进一步说明，优选地，主/备数字信道机单元用于发送或接收道口故障告警功能数据，主/备数字信道机单元输出POCSAG码数据，主控单元接收POCSAG码数据并进行软件解码；主控单元生成模拟列车接近预警信息数据，主控单元将模拟列车接近预警信息数据发送至主/备数字信道机单元，主/备数字信道机单元对模拟列车接近预警信息数据进行调制和无线发送，以实现接收列车接近预警信息自检功能；主控单元用于对主/备数字信道机单元进行信道机通信信道、发射功率、接收门限参数的查询与设置；以及主控单元用于控制主/备数字信道机单元实现发射启动控制、载波检测、信道机复位功能。通过采用上述技术方案，主/备数字信道机单元接收的列车接近预警信息经过处理后解调出POCSAG码数据流，最后送至主控单元进行软件解码，该方法有效地提升了道口预警设备在低信噪比环境下的解码能力。作为对本技术所述的道口预警设备的进一步说明，优选地，主/备数字信道机单元包括列车接近预警信号接收电路、模拟列车接近预警信号发送电路、道口故障告警通信电路、电源及其他辅助电路；列车接近预警信号接收电路、模拟列车接近预警信号发送电路、道口故障告警通信电路、电源及其他辅助电路与天线电连接和信号连接。作为对本技术所述的道口预警设备的进一步说明，优选地，列车接近预警信号接收电路包括A/D采样电路、升余弦数字滤波器和载波同步逻辑模块，主控单元与载波同步逻辑模块电连接和信号连接，载波同步逻辑模块与升余弦数字滤波器电连接和信号连接，升余弦数字滤波器与A/D采样电路电连接和信号连接，A/D采样电路与天线电连接和信号连接；其中，A/D采样电路用于对无线载波信号等间隔采样；升余弦数字滤波器用于对载波信号无失真的提取；载波同步逻辑模块用于根据导频解调出载波信号，再用相干解调法解调出POCSAG码数据，并发送至主控单元进行解码。通过采用上述技术方案，A/D采样电路采用高速ADC芯片及其辅助电路，实现对无线载波信号等间隔采样，基于FPGA芯片高速的数字处理技术，采用与发送端匹配的升余弦数字滤波器算法，实现信道选取功能，实现对载波信号无失真的提取并降低数据处理速度，同时剔除无用信道上的数据，只处理有用信道上的数据，有效提高FPGA的资源利用率，提高信道机的工作效率，提高信号接收抗干扰能力。作为对本技术所述的道口预警设备的进一步说明，优选地，模拟列车接近预警信号发送电路包括载波同步调制电路、升余弦数字滤波器和无线射频发射电路，主控单元与载波同步调制电路电连接和信号连接，载波同步调制电路与升余弦数字滤波器电连接和信号连接，升余弦数字滤波器与无线射频发射电路电连接和信号连接；其中，主控单元生成列车接近预警测试信号POCSAG码数据，主控单元将该信号发送至载波同步调制电路；载波同步调制电路将该信号调制到载波上，载波同步调制电路将载波发送至升余弦数字滤波器；升余弦数字滤波器生成升余弦滚降基带成型脉冲信号，升余弦数字滤波器将该脉冲信号发送至无线射频发射电路；无线射频发射电路将该脉冲信号进行DAC转换后进行无线发射。通过采用上述技术方案，主控单元生成列车接近预警测试信号POCSAG码数据，送至载波同步调制电路将信号调制到载波上。载波同步调制电路采用导频法，即在载波上插入导频信号，而后送至升余弦滤波器电路，利用FPGA芯片高速数据处理技术生成升余弦滚降基带成型脉冲信号，再将信号送至无线射频发射电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道口预警设备，其特征在于，包括主控单元(1)、主/备数字信道机单元(2)、射频信号检测单元(3)、时钟单元(4)、存储单元(5)、以太网接口单元(6)、USB接口单元(7)、按键显示单元(8)、音频功放单元(9)、电源单元(10)；其中，/n主/备数字信道机单元(2)通过UART串行接口和GPIO接口与主控单元(1)电连接和信号连接，以实现主控单元(1)与主/备数字信道机单元(2)的数字通信；主/备数字信道机单元(2)包括与天线电连接和信号连接的列车接近预警信号接收电路(21)、模拟列车接近预警信号发送电路(22)、道口故障告警通信电路(23)、电源及其他辅助电路(24)；/n列车接近预警信号接收电路(21)包括A/D采样电路(201)、升余弦数字滤波器(202)和载波同步逻辑模块(203)，主控单元(1)与载波同步逻辑模块(203)电连接和信号连接，载波同步逻辑模块(203)与升余弦数字滤波器(202)电连接和信号连接，升余弦数字滤波器(202)与A/D采样电路(201)电连接和信号连接，A/D采样电路(201)与天线电连接和信号连接；其中，A/D采样电路(201)用于对无线载波信号等间隔采样；升余弦数字滤波器(202)用于对载波信号无失真的提取；载波同步逻辑模块(203)用于根据导频解调出载波信号，再用相干解调法解调出POCSAG码数据，并发送至主控单元(1)进行解码；/n模拟列车接近预警信号发送电路(22)包括载波同步调制电路(204)、升余弦数字滤波器(202)和无线射频发射电路(205)，主控单元(1)与载波同步调制电路(204)电连接和信号连接，载波同步调制电路(204)与升余弦数字滤波器(202)电连接和信号连接，升余弦数字滤波器(202)与无线射频发射电路(205)电连接和信号连接；其中，主控单元(1)生成列车接近预警测试信号POCSAG码数据，主控单元(1)将该信号发送至载波同步调制电路(204)；载波同步调制电路(204)将该信号调制到载波上，载波同步调制电路(204)将载波发送至升余弦数字滤波器(202)；升余弦数字滤波器(202)生成升余弦滚降基带成型脉冲信号，升余弦数字滤波器(202)将该脉冲信号发送至无线射频发射电路(205)；无线射频发射电路(205)将该脉冲信号进行DAC转换后进行无线发射；/n道口故障告警通信电路(23)包括信令控制单元(206)、基带调制解调单元(207)和无线射频收发单元(208)，信令控制单元(206)与基带调制解调单元(207)电连接和信号连接，基带调制解调单元(207)与无线射频收发单元(208)电连接和信号连接，信令控制单元(206)和无线射频收发单元(208)通过信道机二次开发接口分别与主控单元(1)电连接和信号连接；其中，主控单元(1)与信令控制单元(206)通信并交换道口报警通信数据，信令控制单元(206)与基带调制解调单元(207)通信对道口报警通信数据进行4FSK调制解调，基带调制解调单元(207)与无线射频收发单元(208)通过4FSK信号通信，无线射频收发单元(208)发射时，基带调制解调单元(207)将4FSK信号调制到载波上，无线射频收发单元(208)接收时，基带调制解调单元(207)由载波信号中解调出4FSK信号；主控单元(1)与无线射频收发单元(208)通信，以实现主控单元(1)对信道机发射功率、接收门限参数的查询与设置；/n射频信号检测单元(3)通过UART串行接口与主控单元(1)电连接和信号连接，以实现主控单元(1)与射频信号检测单元(3)的数据通信；射频信号检测单元(3)通过能量耦合的方式与主/备数字信道机单元(2)信号连接，以实现对主/备数字信道机单元(2)发射功率、驻波比的检测功能；/n时钟单元(4)通过I2C串行接口与主控单元(1)电连接和信号连接，以实现主控单元(1)与时钟单元(4)的数据通信；/n存储单元(5)通过SPI串行接口与主控单元(1)电连接和信号连接；主控单元(1)控制对存储单元(5)的读取、写入和删除操作，以实现通信记录、工作日志记录信息的管理；/n主控单元(1)通过以太网接口单元(6)与监控中心电连接和信号连接，以实现主控单元(1)与监控中心的数据通信；/n主控单元(1)通USB接口单元(7)与计算机电连接和信号连接，以实现主控单元(1)与计算机的数据通信；/n按键显示单元(8)通过UART串行接口与主控单元(1)电连接和信号连接，以实现触摸液晶显示屏的按键扫描和显示控制功能；按键显示单元(8)通过GPIO接口与主控单元(1)电连接和信号连接，以实现道口故障告警按键、自检按键的识别；/n音频功放单元(9)通过UART串行接口与主控单元(1)电连接和信号连接，以实现启动音频功放单元(9)的数字语音存储芯片，发...

【技术特征摘要】
1.一种道口预警设备，其特征在于，包括主控单元(1)、主/备数字信道机单元(2)、射频信号检测单元(3)、时钟单元(4)、存储单元(5)、以太网接口单元(6)、USB接口单元(7)、按键显示单元(8)、音频功放单元(9)、电源单元(10)；其中，
主/备数字信道机单元(2)通过UART串行接口和GPIO接口与主控单元(1)电连接和信号连接，以实现主控单元(1)与主/备数字信道机单元(2)的数字通信；主/备数字信道机单元(2)包括与天线电连接和信号连接的列车接近预警信号接收电路(21)、模拟列车接近预警信号发送电路(22)、道口故障告警通信电路(23)、电源及其他辅助电路(24)；
列车接近预警信号接收电路(21)包括A/D采样电路(201)、升余弦数字滤波器(202)和载波同步逻辑模块(203)，主控单元(1)与载波同步逻辑模块(203)电连接和信号连接，载波同步逻辑模块(203)与升余弦数字滤波器(202)电连接和信号连接，升余弦数字滤波器(202)与A/D采样电路(201)电连接和信号连接，A/D采样电路(201)与天线电连接和信号连接；其中，A/D采样电路(201)用于对无线载波信号等间隔采样；升余弦数字滤波器(202)用于对载波信号无失真的提取；载波同步逻辑模块(203)用于根据导频解调出载波信号，再用相干解调法解调出POCSAG码数据，并发送至主控单元(1)进行解码；
模拟列车接近预警信号发送电路(22)包括载波同步调制电路(204)、升余弦数字滤波器(202)和无线射频发射电路(205)，主控单元(1)与载波同步调制电路(204)电连接和信号连接，载波同步调制电路(204)与升余弦数字滤波器(202)电连接和信号连接，升余弦数字滤波器(202)与无线射频发射电路(205)电连接和信号连接；其中，主控单元(1)生成列车接近预警测试信号POCSAG码数据，主控单元(1)将该信号发送至载波同步调制电路(204)；载波同步调制电路(204)将该信号调制到载波上，载波同步调制电路(204)将载波发送至升余弦数字滤波器(202)；升余弦数字滤波器(202)生成升余弦滚降基带成型脉冲信号，升余弦数字滤波器(202)将该脉冲信号发送至无线射频发射电路(205)；无线射频发射电路(205)将该脉冲信号进行DAC转换后进行无线发射；
道口故障告警通信电路(23)包括信令控制单元(206)、基带调制解调单元(207)和无线射频收发单元(208)，信令控制单元(206)与基带调制解调单元(207)电连接和信号连接，基带调制解调单元(207)与无线射频收发单元(208)电连接和信号连接，信令控制单元(206)和无线射频收发单元(208)通过信道机二次开发接口分别与主控单元(1)电连接和信号连接；其中，主控单元(1)与信令控制单元(206)通信并交换道口报警通信数据，信令控制单元(206)与基带调制解调单元(207)通信对道口报警通信数据进行4FSK调制解调，基带调制解调单元(207)与无线射频收发单元(208)通过4FS...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪杰星，
申请(专利权)人：洪杰星，
类型：新型
国别省市：福建;35