專利名稱：一種調(diào)車?yán)走_測距儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子通信測距技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)車?yán)走_測距儀。
背景技術(shù)：
科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)達，現(xiàn)代化的技術(shù)裝備在鐵路運輸生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越多，不斷的提高鐵路的運輸生產(chǎn)效率，為國家的經(jīng)濟發(fā)展提供了有力的保障，但是鐵路編組站、中間站等車輛的編組以及車輛的取送工作依然依靠人工來完成。在白天和夜間燈光照明良好的條件下，調(diào)車人員一般可以憑經(jīng)驗直觀判斷出各線路停留車的具體位置，控制好調(diào)車速度，然而如果遇到惡劣天氣或者是夜晚照明條件較差的情況下，用目測方式判斷線路內(nèi)停留車的位置是相當(dāng)困難的。這不僅對鐵路運輸?shù)淖鳂I(yè)效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響，更是直接威脅到了調(diào)車作業(yè)的生產(chǎn)安全。因此，有必要提供一種便攜式調(diào)車?yán)走_測距儀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種調(diào)車?yán)走_測距儀，即一種適用于中間站和專用線的調(diào)車作業(yè)的測距儀，從而彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實用新型的調(diào)車?yán)走_測距儀，由進行數(shù)據(jù)采集和控制的主機和發(fā)射位置信號的子機組成 ，其中主機包括有受單片機控制的雷達測距模塊、語音模塊和無線發(fā)射模塊。上述的單片機為STC系列單片機；上述的雷達測距模塊的電路為線性調(diào)頻擴頻電路，其無線信號為ISM頻段。上述的語音模塊的芯片為ISD系列芯片。上述的主機上還連接有顯示模塊；上述的子機上安裝有受單片機控制的雷達測距模塊。本實用新型的測距儀能夠?qū)y量的距離轉(zhuǎn)換成十、五、三車信號通過無線電臺將信號發(fā)送出去，告知調(diào)車人員和機車司機。使得在惡劣天氣或夜間照明條件不好的情況下正確判斷停留車位置，防止超速連掛對調(diào)車作業(yè)的安全造成不利的影響。提高設(shè)備對機車的控制，提高安全系數(shù)。

圖1:本實用新型測距儀的主機和子機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2:本實用新型的測距儀的主機和子機的電路結(jié)構(gòu)示意圖圖3:本實用新型的測距儀的主機和子機測距過程示意圖；其中:1、主機2、子機3、雷達測距模塊4、語音模塊5、無線發(fā)射模塊6、單片機
7、顯示模塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的測距儀進行詳細的描述。[0016]如圖1所示，本實用新型的調(diào)車?yán)走_測距儀，由進行數(shù)據(jù)采集和控制的主機I和發(fā)射位置信號的子機2組成，其中主機包括有受單片機6控制的雷達測距模塊3、語音模塊4和無線發(fā)射模塊5，其電路圖為圖2。單片機6為STC系列單片機，是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(IT)的單片機，是高速、低功耗、超抗干擾的新一代單片機，指令代碼兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。STC系列單片機片上集成512字節(jié)RAM、通用I/O 口，復(fù)位后為:準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，也可設(shè)置成四種模式:準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽/上拉，僅為輸入/高阻，開漏。每個I/O 口驅(qū)動能力均可達到20ma。STC系列單片機內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路針對高速通信，強干擾應(yīng)用場合；共2個16位定時器，有I個獨立波特率發(fā)生器；可靠工作溫度范圍:-40 +850C (工業(yè)級)。STC系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含中央處理器(CPU)、程序存儲器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲器(SRAM)、定時/計數(shù)器、UART串口、I/O接口、看門狗及片內(nèi)R/C振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。STC系列單片機幾乎包含數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，用在調(diào)車?yán)走_測距儀的系統(tǒng)控制中可稱得上一個優(yōu)選的片上系統(tǒng)。雷達測距模塊3是基于線性調(diào)頻擴頻(CSS)技術(shù)開發(fā)的測距電路，無線信號工作于ISM頻段，具有較高的測距精度，能夠應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)和實時測量系統(tǒng)中。其采用了對稱雙邊雙路測距方式，類似于TOP方式，根據(jù)數(shù)據(jù)在調(diào)車測距儀主機和子機之間進行雙向傳輸時間來計算得到兩個設(shè)備之間的距離。這種方式不需要兩個主機和子機的時鐘進行同步，降低了系統(tǒng)對硬件時鐘的要求，能夠避免因時鐘不同步而引起的誤差。雷達測距模塊3測距過程中數(shù)據(jù)的傳輸方式和測距過程如圖3所示，在第一個周期中調(diào)車?yán)走_測距儀主機發(fā)送一個無線數(shù)據(jù)給子機，子機接收到數(shù)據(jù)后進行處理，同時利用硬件自動產(chǎn)生確認幀并發(fā)送給主機；在第二個周期中，子機發(fā)送一個數(shù)據(jù)包給主機，主機收到數(shù)據(jù)包進行處理，同時自動產(chǎn)生確認幀并發(fā)送給子機，通過兩個對稱的數(shù)據(jù)傳輸中記錄的時間，便可計算得到主機與子機之間的距離。語音模塊4采用華邦公司的ISD系列芯片構(gòu)成的語音播報模塊。ISD是一種高度集成，高性能的芯片，采用語音合成技術(shù)，將多段常用的調(diào)車語音指令錄制存儲到芯片上。通過單片機SPI模式控制，進行一段或多段語音播報。此芯片內(nèi)有振蕩器，可通過外部電阻來調(diào)節(jié)振蕩頻率，還帶有自動增益控制AGC的運放，模擬線路輸入，抗鋸齒濾波器，多級存儲陣列，平滑濾波器，音量控制，直接驅(qū)動喇叭輸出語音。錄音數(shù)據(jù)存儲在芯片的FLASH內(nèi)，沒有經(jīng)過任何壓縮，有較好的音質(zhì)和斷電存儲。無線發(fā)射模塊5和顯示模塊7可以采用測距領(lǐng)域常用的芯片?！惰F路技術(shù)管理規(guī)程》對調(diào)車作業(yè)的要求有:一、調(diào)車作業(yè)人員不足兩人人不得進行調(diào)車作業(yè)；二、調(diào)車作業(yè)前，調(diào)車人員必須進行預(yù)檢線路，確定停留車位置。就現(xiàn)場實際作業(yè)而言，一般情況下，一個調(diào)車組基本上由三至四人組成；調(diào)車作業(yè)前進行預(yù)檢線路。按照規(guī)定及現(xiàn)場實際需要，經(jīng)過深入調(diào)研論證，其基本的技術(shù)方案是:主機通過探測放置于股道前方停留車位置或土檔位置的子機，檢測出兩者之間的距離，并換算成十、五、三車進行播報。在頂送車輛時，預(yù)檢線路連接員在車輛的停留處放置該儀器，領(lǐng)車連接員在車輛前端攜帶，在隨車移動過程中，該儀器實時測量與將要連掛車輛之間的距離。在盡頭線上，預(yù)檢線路連接員也可以事先將測距儀設(shè)置在土檔處，起到安全距離警示作用。[0024]當(dāng)測距儀探測到車輛時，及時將測量的距離轉(zhuǎn)換成十、五、三車信號通過無線電臺將信號發(fā)送出去。提高設(shè)備對機車的控制，提高安全率。另外增設(shè)了強光閃爍燈，在瞭望條件不好的情況下進一步提供視覺位置信號?！惰F路技術(shù)管理規(guī)程》中要求:調(diào)車人員必須在正面作業(yè)，即和司機同一側(cè)。通過現(xiàn)場調(diào)查，調(diào)車機車正向推進車輛運行時，車輛車梯處在車輛的后端，調(diào)車人員在這個位置測量前車距離，會出現(xiàn)盲區(qū)或者測量不準(zhǔn)確，為此，測距儀主機設(shè)置在車輛最前方的端板處，采用強力磁鐵牢靠固定，確保測量的精確性。使用效果如下:在距離車檔11米、33米、55米和110米處的鋼軌上，用白色筆畫好標(biāo)記，機車停留在距車檔200米處；1號連接員預(yù)檢線路，2號連接員領(lǐng)車，調(diào)車長負責(zé)調(diào)車指揮。試驗開始，I號連接員攜帶測距儀子機向車檔方向預(yù)檢線路，到達車檔處，確認線路正常，將子機放置在車檔標(biāo)示器上，打開測距儀子機電源，用電臺發(fā)出可以連掛信號。2號連接員將測距儀主機放置在機車運行前方的端板處，打開主機電源，開始工作。電源燈亮起開始自檢，一秒鐘后，2號連接員按下主機的測量按鈕，調(diào)車電臺收到“雷達開始測量”的語音。2號連接員向調(diào)車長發(fā)出前進運行信號，調(diào)車長向司機發(fā)出運行指令，機車啟動以每小時20公里的速度向車檔方向運行。機車運行到距車檔約170米處，調(diào)車電臺收到雷達“測量十五車”的語音，機車?yán)^續(xù)運行，在接近110米標(biāo)志處，調(diào)車電臺收到雷達“測量十車、測量十車”的語音，調(diào)車長按下十車指令按鍵，司機鳴笛回示。機車行至接近55米標(biāo)志處，調(diào)車電臺收到雷達“測量五車、測量五車”的語音，調(diào)車長按下五車指令按鍵，司機鳴笛回示，并減速運行。機車行至接近33米標(biāo)志處，調(diào)車電臺收到雷達“測量三車、測量三車”的語音，調(diào)車長按下三車指令按鍵，司機鳴笛回示，再次減速。機車行至接近車檔約20米處，調(diào)車長向司機發(fā)出停車信號，機車停車。調(diào)車長口呼司機“距離車檔不足兩車，請控制車速，緩慢前進一車”，司機啟動機車，開始緩慢接近車檔。在接近11米標(biāo)志處，調(diào)車電臺收到雷達“連掛注意”的語音，調(diào)車長向司機發(fā)出停車信號，機車停車，試驗完畢。試驗結(jié)論:調(diào)車?yán)走_測距儀能夠按設(shè)計要求測量車距并實時測量十、五、三車，同時根據(jù)試驗觀察，測量距離值準(zhǔn)確。
權(quán)利要求1.一種調(diào)車?yán)走_測距儀，由進行數(shù)據(jù)采集和控制的主機和發(fā)射位置信號的子機組成，其中主機包括有受單片機控制的雷達測距模塊、語音模塊和無線發(fā)射模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的測距儀，其特征在于所述單片機為STC系列單片機。
3.如權(quán)利要求1所述的測距儀，其特征在于所述的雷達測距模塊的電路為線性調(diào)頻擴頻電路，其無線信號為ISM頻段。
4.如權(quán)利要求1所述的測距儀，其特征在于所述的語音模塊的芯片為ISD系列芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的測距儀，其特征在于所述的主機上還連接有顯示模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的測距儀，其特征在于所述的子機上安裝有受單片機控制的雷達測距模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種調(diào)車?yán)走_測距儀，由進行數(shù)據(jù)采集和控制的主機和發(fā)射位置信號的子機組成，其中主機包括有受單片機控制的雷達測距模塊、語音模塊和無線發(fā)射模塊。本實用新型的測距儀能夠?qū)y量的距離轉(zhuǎn)換成十、五、三車信號通過無線模塊將信號發(fā)送出去，告知調(diào)車人員和機車司機。使得在惡劣天氣或夜間照明條件不好的情況下正確判斷停留車位置，防止超速連掛對調(diào)車作業(yè)的安全造成不利的影響。提高設(shè)備對機車的控制，提高安全系數(shù)。
文檔編號G01S13/08GK203025349SQ20132004379
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者周建新, 孫峰, 王仕軍, 周可皎, 趙文丹 申請人:濟南鐵路局青島西車務(wù)段