摘要：介绍一种基于单片机与上位机有线或高速铁路防风防雨安全监测VIP专享VIP免费

摘要：介绍一种基于单片机与上位机有线或...高速铁路防风防雨安全监测报警系统1567摘要：介绍一种基于单片机与上位机有线或无线通信的防风、防雨安全监测报警及信息传输系统；分析数据采集和处理方法；利用软件和硬件抗干扰技术，阐述通信高级语言实现多机通信的途径。该系统无线通信距离远，可方便地构成铁路防风、防雨信息子系统并接入铁路信息网。关键词：防风防雨安全监测无线通信网信息传输方式抗干扰引言高速列车运营的安全性，是全世界铁路部门均予以重视的问题。1981年6月印度马特那附近的铁桥和1986年12月日本山阴线余部桥梁上发生的列车灾害事故都说明：一个及时、准确、可靠的报警系统，对于避免这些事故的发生至关重要。本文针对高速铁路中高架桥和高路堤上列车运行的安全性，提出了安全监测系统方案：报警装置对与列车安全行使有关的参数进行实时采集和处理，根据专家系统综合处理采集的数据发出报警与限速信息，并通过无线通信将这些信息传输给列车上的调度中心。一、系统总体设计本系统分为两大部分：一是对风速、风向、降雨量、环境温度和轨道振动信号的监测装置（装于需监测的高路堤或高架桥上），主要包括以AT89C52单片机为核心的基本数据采集处理模块，以RS-232-C标准接口芯片MAX202CPE为主的有线通信接口模块及以FC-202BN为主的无线通信模块；二是监控报警信息传输系统，利用有线通信或无线通信方式，实现该装置同调度所的上位计算机（PC）进行报警信息传输，或者直接同列车上的电台通过无线通信传输报警信息。有线或无线通信采用开放式的二级通信网络结构，其结构框图如图1所示。1.硬件设计监测装置主要由数据采集处理模块、无线通信模块、硬件抗干扰模块、数据存储模块等组成。监视装置硬件结构框图如图2所示。（1）单片机数据采集处理模块数据采集主要由AT89C52单片机、AT28C64存储器、8279键盘显示接口芯片、8155、ADC0809等组成。鉴于AT89C52的宽工作电压范围，高容量的Flash程序存储器、可靠的加密方式、较好的兼容性，我们采用该芯片。同时利用AT28C64存储历史参数值及可修改常数、报警值设定等。Intel公司的8279具有键盘显示接口的强大功能，扩展4×4的键盘和外接5位LED显示器，使之具有良好的人机界面。8155主要完成风向格雷码信号的并行采集。ADC0808用于处理雨量和加速度传感器的模拟信号。（2）无线通信模块电平转换器由RS-232-C标准接口芯片MAX202CPE构成。利用RS-232-C接口进行有线通信，虽然相对于TTL电平抗干扰能力大大提高，但由于受回路电容负载限制，同时它属于单端信号，传送存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，其通信距离仅在20m内，这远远不能满足实际要求。若采用RS-485接口，通信可达数km，但由于回路电容大而可靠性不高，为此采用无线通信方式。FC-202无线通信模块由发射机、接收机、锁相环、基带处理及调制解调器、CPU（AT89C2051）、RS-232-C接口组成，如图3所示。其通信原理为：采用MSK调制方式，将基带信号调制并将功率放大成射频信号，再利用VHF/UHF频段发送和接收，然后解调、放大还原成相应的基带信号，完成数据无线传输。FC-202无线数传模块内含VHF/UHF频段范围的无线收发机。收发采用双锁相环及双VCO技术，收发转换速度快，其接口为RS-232-C标准接口，可直接连接计算机或带有串口的设备。FC-202无线数传模块可存储16个通信信道，空中传输率兼容1200b/s或2400b/s，模块功率为5W，可方便完成15km以内的远距离无线数据传输。（3）硬件抗干扰单片机系统包括较大功率的电源电路、高速数字电路、小信号模拟电路。为避免各部分信号的相互耦合，对硬件抗干扰采取了电源去耦、模拟信号滤波、分离布局不同类型的电路、加大电源和地线的走线面积等措施。2.软件设计（1）单片机多机通信程序设计AT89C52单片机本身具有全双工串行数据通信功能，其实现由SCON和PCON两个特殊寄存器控制。本系统选用方式3的9位数据异步通信方式，无奇偶校验。通信时各单片机装置中SCON的SM2均设置为1，上位机发送某一地址码并置R1，则所有的单片机均发生接收中断，此时表明上位机发来的信息是1帧地址信息。当某一单片机发现其接收的地址信息与本机地址相...