基于DSP的红外线设备远程报警系统的设计

　　3．3 磁头波形电压检测模块

　　这部分模块主要目标是采集3路磁头波形，在触发处的位置需要保存，采集结果通过RS 485口与主机通讯。电压检测模块检测27路模拟电压；220V，交流值；异常复位。采集电压原理图如图3所示。

　　检测内容如下：

　　⑤2x背温输出：3．33—2．33 V

　　⑥2x保护门电压：±27 V

　　⑦2x探头噪声和峰值(在自检时采集)：Vp-p25 mV

　　3．4 数据传输模块

　　系统在红外线探测点将数据通过MODEM发送至车辆段监控中心，中心计算机对数据可实时监控，根据红外线设备检修方法，可对红外线设备进行远端维护。数据传送主要采用TDK公司的TDK73M2901CL，它是一种高集成度的单片MODEM芯片，该芯片可以和8048或80C51单片机对接，接口电路简单；采用串行口数据传输；既可以同步方式又可以异步方式工作，包括V．22扩充超速；与CCITT V．22，V．21，BELL 212A，103标准兼容；具有呼叫进程、载波、应答音、长回环检测的功能。TDK73M2901CL具有32DIP封装，其引脚见图4。

　　TDK73M2901CL内部有4个寄存器可用于控制和状态的监视。其中，控制寄存器CR0用于控制电话线路上数据传输的方式；控制寄存器CRl用于控制TDK73M2901CL内部状态与单片机之间的接口；检测寄存器DR是一个只读寄存器，它提供了监视MODEM工作状态的条件；音调寄存器TR则用于控制音频信号的产生，在TR的控制下，MODEM可以产生DTMF信号、应答音信号和防卫音信号，还可以在MODEM启动和与对方联系过程中对RXD引脚进行控制。

　　寄存器名称、地址、数据位如下：AD2～ADO D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0，控制寄存器CR0地址000，调制选择：O发送模式，其中：1100=FSK模式，包括发送允许、应答、始发模式；控制寄存器CRl地址001，数据发送方式：允许中断，包括旁路编码、时钟控制、复位操作、测试模式，其中：00=正常；检测寄存器DR地址010，包括接收数据、介码标志、载波检测、应答音、呼叫过程、长环检测等模式；若条件检测到为“1”，否则为“0”；音调控制寄存器TR，地址011，控制RDX包括发防卫音、发应答音、发送DTMF音模式，该四位对应1～16 DTMF信号。

　　接收端的MODEM按应答方式接线，单片机89C51平时处于巡回检测电话振铃信号的状态，一旦检测到该信号，则可将J2吸合，在2 s左右的沉默之后，启动MODEM发送应答音。双方经过简短的握手过程之后，89C51便将收到的对方代码存储至数据服务器。在发送完DTMF(拨号信号)之后，程序需要检测应答音、发送和接收握手信号、循环发送本机代码等内容。双方所用的通信程序框图见图5。

　　4 实验及测试结果

　　系统设计完成后，可脱机值守方式工作，122×32点阵LCD可实时显示时钟、操作状态，并具有15键操作键盘，可独立完成故障检测及查询等功能(外形尺寸：255 mm(高)×176 mm(宽)×100 mm(厚))，提供RS 232／RS 485，RJ45接口，支持局域网连接；提供识别记录的标准数据格式。

　　主要技术参数：

　　(1)通讯报警时间：5 min；

　　(2)1#，2#，3#磁头报警时间：有过车时，4 min；

　　(3)检测车辆速度范围：3～200 km／h；

　　(4)复位时间，3 s左右。

　　(5)1#，2#，热分机接通时间大于2 min；

　　(6)预留控制接通时间，大于2 min。

　　为验证系统性能，在测试点安装红外线设备远程报警系统，经过大量实验，该系统共预报设备故障302起，其中停电276起，与中心通讯故障9起(通讯部门通道问题8起，主机死机1起)，不接车或漏接车故障4起，保护门故障10起(其中异物遮挡8起)，2#，3#磁头故障6起，主副机通信故障1起，预报准确率达到100％，指挥中心的值班员和维修工的劳动强度大大降低，预报故障准确率提高。以往红外指挥中心人员根据经验，由于没有现场监测信息，判断故障准确率低，维修工人得到故障通知后，分析判断缺乏依据，经常发生所带板件与故障点不符的情况，加上交通不便，故障处理起来就比较困难。使用红外线远程监控测试仪后，错报的故障几乎没有，使得维修工人可以根据准确的故障预报，及时携带相关板件处理故障，设备的停机时间大幅度减少。该系统为压缩故障延时和及时处理故障提供了帮助，而且由于死机、雪堵、结冰等故障可以远程控制排除，几乎不影响探测站设备正常工作。