旅客列车全自动报站多媒体系统

0 引言

旅客在旅行过程中，为防止坐过站，十分关心列车的前方到站。尤其是夜间行车，列车播音室停止播音，只靠列车到站时列车员才报站名，给广大旅客带来诸多不便。为使旅客能及时了解到自己目前所处位置及前方到站。这里设计一种全自动报站多媒体系统，能全天候自动通报站名、提示列车运行情况，平时可播放录像，歌曲及广告等信息。在列车将要到达车站前以声图并茂的方式自动介绍各个站点的著名旅游景点、交通和住宿情况，极大方便了旅客，改善了乘车环境，也为铁路运输带来了更好的经济效益。

1 控制原理与系统组成

系统由底层单片机系统、上层PC机、车厢播音系统、显示系统及相应软件组成（见图１）。单片机为下位机。位置传感器安放在车门处，用车门的开关信号来纠正距离上的误差。速度和位置传感器的信号使单片机可以对列车的行驶里程和车门位置进行有效识别与处理，从而通过串行口输出有效的控制信号给上层PC机。PC 机对送来的信号进行分析，若是行驶里程信号，则计算出列车的行驶里程。在到站前１０公里时，从数据库中调用相应车站的视频信息，经分频器和音频放大后，送往各车厢的LCD液晶显示器和广播，最终以多媒体的形式向旅客播报信息。若是车门打开信号，说明列车已到站，则从数据库中调用相应车站的音频信息播报到站信息，并将数据库中该站距始发站的里程设为当前列车行驶里程，从而自动纠正速度传感器及列车滑行所造成的误差。夜间行车播音自动关闭，LCD液晶显示器照常工作。报站时的工作流程见图２。

图１ 系统组成

2 底层硬件设计

底层硬件系统采用89C51单片机作为控制器（见图３）。位置传感器选用接近开关，安放在车门处。速度传感器选用南京中旭公司的HZL260霍尔齿轮传感器，具有分辨率高、抗干扰能力强等特点，可以在我国全天候、大范围区域内使用。对分频器和音频放大器的控制，是利用接口的电路芯片采用光电隔离控制固体继电器的开关实现的。

列车行驶距离的测量是基于记录车轮转动的圈数实现的。HZL260霍尔齿轮传感器是在霍尔器件背后偏置一块永久磁体，并将它们和放大处理集成电路一体化的组合器件（见图４）。其功能是把变化的磁信号转换成数字式电信号。它能传感黑色金属齿轮的齿数，并转换成电压脉冲信号输出。在列车的轴上安装一个齿轮，传感器固定在距齿顶2mm左右的位置上，车轮转动一圈，传感器输出与齿轮齿数相同的脉冲信号，由单片机内定时／计数器０对其计数，就可以检测出车轮转过的圈数，从而计算出列车行驶的里程。