文档介绍：毕业设计题目: 电力机车弯道速度遥控——接收报警系统
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班级:应用电子技术教育
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2013年5月28日
摘要
本课题以最新推出的电力机车弯道速度遥控系统的核心——单片机接收控制系统为中心,以信号的发送和接收以及提示报警系统为辅助,设计了电力机车弯道速度遥控的信号发射系统、信号接收系统、单片机接收控制系统和接收报警系统。本课题着重对其中的接收报警系统进行了详细的介绍。接收报警装置是以优质的单片语音录放电路作为语音报警系统, 根据单片机接收到的不同位置的编码信号,使系统发出相应的语音报警信号进行报警。
选题的目的意义
2008年4月28日,由北京开往青岛的T195次旅客列车在运行至山东境内胶济线上突然脱线颠覆,列车第9至第17节车厢在弯道处脱轨的严重事故。
在电力机车弯道速度遥控系统中,报警系统是重要一环。它直接关系到电力机车进入弯道以后的安全问题。特别是出现故障时,该系统作出及时报警,提醒机车驾驶员快速制动,就能避免事故的发生。把乘客的生命财产损失降到最低程度。在安全的基础上科学的提高机车速度,就可以节省时间和燃料,提高列车运行效率。
国内外研究现状及发展趋势
电力机车的普及和推广促进了该系统各项技术的突破。但是根据网络资源以及相关资料调查,类似本课题的项目在国内外还没有什么研究成果。
本文设计的的接收报警装置是以MCS-51系列单片机为核心,采用无线遥控发射——接收元件作为机车到达弯道的检测元件,以优质的单片语音录放电路作为语音报警系统, 根据单片机接收到的不同位置的编码信号,使系统发出相应的语音报警信号进行报警。该装置具有结构简单,便于维护,操作方便,适应性强等优点。列车驾驶室安装上此装置后,就能迅速得知机车的运行现状并立即作出反应。基本上实现了智能化,更人性化。
系统的总体设计
根据以上对组成整个控制系统的各个功能模块大致的分析,可以初步确定系统的总方框图。如图1所示。其中各个模块功能:弯道集成无线遥控发射系统安装于距离弯道100公里处,通过传感器获得列车将要到达弯道的信号,并通过此处的信号发射系统向机车发出信号;无线遥控接收系统在收到信号后,经处理送给AT89C2051单片机系统;单片机系统向报警系统发出报警控制信号;报警系统开始报警,扬声器发出响声,同时报警信号发射电路通过功放电路和选频网络把报警信号发射出去,提醒列车驾驶员及弯道附近人们机车将要通过弯道,确保了机车的安全运行。
报警电路
报警过程
其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器,,。由电容C4的充冲放电作用,=1时,555输出脉冲的振荡频率较低,=0时,555输出脉冲的振荡频率较高。该脉冲信号经隔置电容C2加到扬声器上,扬声器将发出高、低交替的两种叫声,,LED将闪烁发光,达到声光同时报警的效果。
报警信号采集
声音、红外线传感器的输出端分别接到图5 ADC0809的IN0和IN1。由图6可知ADC0809的通道选择地址A,B,~。=0时,与写信号WR共同选通ADC0809。图6中ALE信号与ST信号连在一起,在WR信号的前沿写入地址信号,在其后沿启动转换。例如,当输出地址为7FF8H即可选通通道IN0,实现对声音传感器输出的模拟量进行转换;输出地址7FF9H即可选通道IN1,实现对红外线传感器输出的模拟量进行转换。图6中ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚,当A/D转换完成后,EOC变为高电平,表示转换结束,产生中断。在中断服务程序中,将转换好的数据送到指定的存储单元。
报警信号发射电路
前级功率放大器
前置功放单元是由三个功率放大晶体管组成的三级宽带放大器构成,具体电路见图7所示。这三级总增益约30dB,输出功率15—20W。
第一级由输入匹配网路和VT1(FA531)及其直流偏置电路组成。输入匹配网路由C1、C2、L1、C3、C4组成∏型低通滤波型阻抗变换器,它不但使输入端50Ω阻抗与第一级晶体管的基极阻抗(低阻抗,小于50Ω)相匹配而且有抑制高次谐波的作用,调整C2可以达到宽带匹配,同时C1和C2对输入信号起分压作用。YA531工作在甲类状态,EQ1和EQ2为退耦元件,目的是通直流和去除高频交流,以减少交流通过电源引起相互串扰。
第二级由VT2(3DA92C)功放管及前后级间匹配网路、直流偏置电路组成,工作在甲乙类。C14、L3、R6、C15、C17组成级间匹