主要實現(xiàn)方案 - 一種紅外設(shè)備遠程報警系統(tǒng)的設(shè)計

3 主要實現(xiàn)方案

??? 紅外線設(shè)備遠程報警系統(tǒng)能實時監(jiān)測紅外線設(shè)備的工作狀況，并通過安裝在紅外線設(shè)備機房的電話線把其數(shù)據(jù)傳送到車輛段中心電腦上，也可在任何有電話的地方用一臺電腦接收這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)獨立工作，不影響紅外線設(shè)備工作，即使系統(tǒng)不工作(故障)也不會影紅外線設(shè)備工作。

3．1 主控制模塊

??? 主控制模塊由信道檢測、靜態(tài)卡、傳感器、液晶及電源組成，主要實現(xiàn)功能：

??? (1)實時接收各種模塊的數(shù)據(jù)；

??? (2)能通過64×128液晶點陣顯示各模塊狀態(tài)和數(shù)據(jù)，保存維修人員編碼；

??? (3)與上級通過MODEM交換數(shù)據(jù)；

??? (4)偵聽主、輔機之間的大列波形。

??? 存貯和顯示數(shù)據(jù)，主要包括最近14列車的大列波形；一日的信道狀態(tài)；三日的供電狀態(tài)，異常復(fù)位；一日探頭供電箱，及輔機的各種電壓值；近5日環(huán)溫、箱溫情況；近30日防盜、維修人員訪問情況；近30日探頭位置；最近14列車的1#、2#、3#磁頭的平均值、最大值、最小值和噪聲；探頭定標值；近4日停電情況。系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

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?系統(tǒng)采用嵌入式控制器32位ARM結(jié)構(gòu)微處理器，外圍擴展存儲器接口，液晶顯示、鍵盤作為人機交互接口，通過RS 232和USB與PC機進行通訊，嵌入式控制器可支持工業(yè)現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。嵌入式控制器采用基于μC／OSⅡ內(nèi)核的RTOS操作系統(tǒng)。

3．2 探頭檢測模塊

??? 這部分模塊主要目標是檢測探頭大列波形；定標值以及探頭位置；檢測探頭供電箱，及輔機的各種電壓；檢測磁頭狀態(tài)；檢測供電、上電、掉電、異常復(fù)位；檢測探測站與中心的信道狀態(tài)及環(huán)溫、箱溫等情況。采集二路下探波形，64點采樣，采集密度一樣，采集長度增加一倍，即提前半個軸箱開始，延后半個軸箱結(jié)束；通過RS 485口上傳主機探頭位置，對于檢測紅外線設(shè)備軸溫是否正常具有決定性意義，由于軸溫探測設(shè)備安裝在鐵軌旁邊，由于震動等原因，經(jīng)常發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致紅外線設(shè)備檢測波形不正確，探測軸溫出現(xiàn)偏差，傳統(tǒng)檢測方法是采用三角尺測量，用香頭在三角尺上放置熱源，對比紅外線探頭波形校準，這種方法測量復(fù)雜，精確度較低。

??? 采用電子羅盤可較好地解決這個問題，電子羅盤是測量方位角(航向角)比較經(jīng)濟的一種儀器，本系統(tǒng)采用TDCM3電子羅盤傳感器模塊，TDCM3電子羅盤由美國Precision Navigation生產(chǎn)。模塊封裝了一個三軸磁強計和一個高性能的兩軸傾斜計，可以同時輸出俯仰和滾動角，以及三維的磁場測量值。以前所有的羅盤都必須保持水平才能保證精度，因而只能采用一種笨拙的萬向節(jié)，或再加上液體的方法來保持傳感器的水平狀態(tài)。TDCM3則使用了一個高性能的傾斜計(傾斜傳感器)，允許微處理器在數(shù)學(xué)上改正傾斜角，因此，它是一種消除了機械常平架的電子羅盤。TDCM3電子羅盤對水平方向的角度測量為360°，同時，按照可測量傾斜角度范圍，又分為20°，50°，80°。電子羅盤的數(shù)據(jù)輸出可以是RS 232或RS 485標準的數(shù)據(jù)字符輸出或者模擬輸出，并且可以由主控計算機發(fā)出控制指令，來控制TD—CM3電子羅盤輸出數(shù)據(jù)的種類、格式以及工作方式。

??? 完整的TDCM3電子羅盤的數(shù)據(jù)輸出為：

??? $CPRXYZTE校驗和<1f>

??? 數(shù)據(jù)中包含有羅盤角度C，載體的傾斜角P和橫滾角度R，各向的磁場強度X，Y，Z，在開始校準好探頭位置后，記錄電子羅盤的數(shù)據(jù)輸出，當俯仰角、方位角發(fā)生變化時，根據(jù)需要取用TDCM3電子羅盤提供的數(shù)據(jù)進行對比。如果變化超過一定范圍，表明探頭發(fā)生偏轉(zhuǎn)，需要再次校準。

3．3 磁頭波形電壓檢測模塊

??? 這部分模塊主要目標是采集3路磁頭波形，在觸發(fā)處的位置需要保存，采集結(jié)果通過RS 485口與主機通訊。電壓檢測模塊檢測27路模擬電壓；220V，交流值；異常復(fù)位。采集電壓原理圖如圖3所示。

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?檢測內(nèi)容如下：

??? ⑤2x背溫輸出：3．33—2．33 V
??? ⑥2x保護門電壓：±27 V
??? ⑦2x探頭噪聲和峰值(在自檢時采集)：Vp-p<25 mV