基于DTMF-MT8880的铁路道口远程报警主机的设计及实现

0 引言

　　铁路道口远程自动报警系统主要应用于铁路和公路平交道口的安全防护。当列车在设定距离以外向道口行驶时，该系统会自动向公路方向发出声光报警，并控制电动栅栏落下，以提醒和阻止过往车辆与行人暂停穿越道口；当列车驶出道口一定距离后，该系统会解除报警状态，放行车辆与行人，从而达到安全自动管理道口的目的。为了进一步提高报警系统的安全性，本系统采用中心控制器并通过电话线与多个安置在道口的报警主机进行通讯，从而实现对多套报警主机工作状态的监测。

1 远程自动报警主机的功能及硬件设计

该报警主机的主要功能有如下：

(1) 识别列车运行方向。即在列车接近道口前70 s或1 000～2 000 m时，由方向传感器发出来车信号并进入报警状态，然后在列车远离道口200～300 m时，解除报警状态而显示安全信号；

(2) 故障自诊断。用于检测主机内部工作是否正常、主机与方向传感器连接电缆是否断开以及显示故障类别等；

(3) 报警声音设置。通过主机设置报警喇叭进行警号或语音报警；

(4) 时钟显示和记录。显示时间和记录列车通过道口的时间；

(5) 远程中心控制器监测。用于监控多个铁路道口自动报警主机的工作状态。

1.1 远程自动报警主机的硬件组成

　　该系统由方向传感器和止警传感器(检测列车的运动方向和距离，以产生报警和止警信号)、主机(报警信号采集和控制)、信号机(由绿色和红色信号灯组成)、电动栅栏、中心控制器(PC机监控)、喇叭(声音报警)和接线盒等组成。道口房远程自动报警主机则由信号采集器、信号处理器、信号驱动电路、故障自诊断电路、远程通讯接口(采用DTMF双向收／发集成电路MT8880)、电机控制电路和操作显示电路等组成，其硬件组成见图1所示。当列车经过设定报警距离时，信号采集器将对道口上行和下行方向上的方向传感器发出的信号进行检测，然后经过信号处理器处理进入报警状态，接着再通过报警信号驱动电路向信号机和喇叭发出报警信号，并由电机控制电路控制栅栏落下。若在夜间，还应打开照射灯；之后当列车驶出道口一定距离时，主机应接受止警传感器信号并解除报警状态。

1.2 远程通讯接口电路

　　本设计中的远程通讯接口电路中采用DTMF(双音多频)双向收／发集成电路MT8880来实现。MT8880是专门为双音频信号的收发而设计的一款集成电路，它既能产生并发送双音频信号，又能对双音频信号进行接收和译码，同时还能判断各种信号音(拨号音、回铃音、忙音)。MT8880的结构原理图如图2所示。

2 远程自动报警主机的软件设计

　　该系统的软件模块结构如图3所示，由图可见，该软件由六部分组成，其中初始化模块用于系统参数初始化，如列车离道口的距离、报警方式等。二是故障诊断模块，用于定时对信号采集器、信号处理器、信号驱动、电机控制电路、远程通讯接口和电缆进行检测，若发现故障，则显示故障代码。参数设置模块主要负责显示时钟、报警时间和报警方式的设置或修改。报警／解除报警模块用于报警或解除报警状态的处理。远程通讯模块用来按照设置的通讯协议，并通过电话线与中心控制器进行通讯。而显示／按键分析模块的主要任务是显示时钟、列车行驶方向和故障代码，分析按键命令。图4所示是本远程自动报警主机的主控程序流程图。

3 结束语

　　本文给出了具有识别列车运行方向、系统故障自诊断、报警处理、记录报警和监控等功能的铁路道口远程自动报警主机的基本结构和软／硬件设计方法。该系统的硬件器件均采用军工级器件，因而具有高抗干扰性能。实际运行证明，该主机的运行效果稳定可靠，并可推广到有交叉路口的其它安全防范领域。