專利名稱：一種調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子通信測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀。
背景技術(shù)：
科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，現(xiàn)代化的技術(shù)裝備在鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越多，不斷的提高鐵路的運(yùn)輸生產(chǎn)效率，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)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(yàn)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(cè)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(duì)鐵路運(yùn)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_(dá)測(cè)距儀。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀，即一種適用于中間站和專用線的調(diào)車作業(yè)的測(cè)距儀，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀，由進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制的主機(jī)和發(fā)射位置信號(hào)的子機(jī)組成 ，其中主機(jī)包括有受單片機(jī)控制的雷達(dá)測(cè)距模塊、語(yǔ)音模塊和無線發(fā)射模塊。上述的單片機(jī)為STC系列單片機(jī)；上述的雷達(dá)測(cè)距模塊的電路為線性調(diào)頻擴(kuò)頻電路，其無線信號(hào)為ISM頻段。上述的語(yǔ)音模塊的芯片為ISD系列芯片。上述的主機(jī)上還連接有顯示模塊；上述的子機(jī)上安裝有受單片機(jī)控制的雷達(dá)測(cè)距模塊。本實(shí)用新型的測(cè)距儀能夠?qū)y(cè)量的距離轉(zhuǎn)換成十、五、三車信號(hào)通過無線電臺(tái)將信號(hào)發(fā)送出去，告知調(diào)車人員和機(jī)車司機(jī)。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(duì)調(diào)車作業(yè)的安全造成不利的影響。提高設(shè)備對(duì)機(jī)車的控制，提高安全系數(shù)。

圖1:本實(shí)用新型測(cè)距儀的主機(jī)和子機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2:本實(shí)用新型的測(cè)距儀的主機(jī)和子機(jī)的電路結(jié)構(gòu)示意圖圖3:本實(shí)用新型的測(cè)距儀的主機(jī)和子機(jī)測(cè)距過程示意圖；其中:1、主機(jī)2、子機(jī)3、雷達(dá)測(cè)距模塊4、語(yǔ)音模塊5、無線發(fā)射模塊6、單片機(jī)
7、顯示模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的測(cè)距儀進(jìn)行詳細(xì)的描述。[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型的調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀，由進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制的主機(jī)I和發(fā)射位置信號(hào)的子機(jī)2組成，其中主機(jī)包括有受單片機(jī)6控制的雷達(dá)測(cè)距模塊3、語(yǔ)音模塊4和無線發(fā)射模塊5，其電路圖為圖2。單片機(jī)6為STC系列單片機(jī)，是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(IT)的單片機(jī)，是高速、低功耗、超抗干擾的新一代單片機(jī)，指令代碼兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。STC系列單片機(jī)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(gè)I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20ma。STC系列單片機(jī)內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路針對(duì)高速通信，強(qiáng)干擾應(yīng)用場(chǎng)合；共2個(gè)16位定時(shí)器，有I個(gè)獨(dú)立波特率發(fā)生器；可靠工作溫度范圍:-40 +850C (工業(yè)級(jí))。STC系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含中央處理器(CPU)、程序存儲(chǔ)器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SRAM)、定時(shí)/計(jì)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(jī)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_(dá)測(cè)距儀的系統(tǒng)控制中可稱得上一個(gè)優(yōu)選的片上系統(tǒng)。雷達(dá)測(cè)距模塊3是基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻(CSS)技術(shù)開發(fā)的測(cè)距電路，無線信號(hào)工作于ISM頻段，具有較高的測(cè)距精度，能夠應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)和實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)中。其采用了對(duì)稱雙邊雙路測(cè)距方式，類似于TOP方式，根據(jù)數(shù)據(jù)在調(diào)車測(cè)距儀主機(jī)和子機(jī)之間進(jìn)行雙向傳輸時(shí)間來計(jì)算得到兩個(gè)設(shè)備之間的距離。這種方式不需要兩個(gè)主機(jī)和子機(jī)的時(shí)鐘進(jìn)行同步，降低了系統(tǒng)對(duì)硬件時(shí)鐘的要求，能夠避免因時(shí)鐘不同步而引起的誤差。雷達(dá)測(cè)距模塊3測(cè)距過程中數(shù)據(jù)的傳輸方式和測(cè)距過程如圖3所示，在第一個(gè)周期中調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀主機(jī)發(fā)送一個(gè)無線數(shù)據(jù)給子機(jī)，子機(jī)接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理，同時(shí)利用硬件自動(dòng)產(chǎn)生確認(rèn)幀并發(fā)送給主機(jī)；在第二個(gè)周期中，子機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包給主機(jī)，主機(jī)收到數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，同時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生確認(rèn)幀并發(fā)送給子機(jī)，通過兩個(gè)對(duì)稱的數(shù)據(jù)傳輸中記錄的時(shí)間，便可計(jì)算得到主機(jī)與子機(jī)之間的距離。語(yǔ)音模塊4采用華邦公司的ISD系列芯片構(gòu)成的語(yǔ)音播報(bào)模塊。ISD是一種高度集成，高性能的芯片，采用語(yǔ)音合成技術(shù)，將多段常用的調(diào)車語(yǔ)音指令錄制存儲(chǔ)到芯片上。通過單片機(jī)SPI模式控制，進(jìn)行一段或多段語(yǔ)音播報(bào)。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(dòng)增益控制AGC的運(yùn)放，模擬線路輸入，抗鋸齒濾波器，多級(jí)存儲(chǔ)陣列，平滑濾波器，音量控制，直接驅(qū)動(dòng)喇叭輸出語(yǔ)音。錄音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)。無線發(fā)射模塊5和顯示模塊7可以采用測(cè)距領(lǐng)域常用的芯片?！惰F路技術(shù)管理規(guī)程》對(duì)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(jìn)行調(diào)車作業(yè)；二、調(diào)車作業(yè)前，調(diào)車人員必須進(jìn)行預(yù)檢線路，確定停留車位置。就現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際作業(yè)而言，一般情況下，一個(gè)調(diào)車組基本上由三至四人組成；調(diào)車作業(yè)前進(jìn)行預(yù)檢線路。按照規(guī)定及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(jī)通過探測(cè)放置于股道前方停留車位置或土檔位置的子機(jī)，檢測(cè)出兩者之間的距離，并換算成十、五、三車進(jìn)行播報(bào)。在頂送車輛時(shí)，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(dòng)過程中，該儀器實(shí)時(shí)測(cè)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(cè)距儀設(shè)置在土檔處，起到安全距離警示作用。[0024]當(dāng)測(cè)距儀探測(cè)到車輛時(shí)，及時(shí)將測(cè)量的距離轉(zhuǎn)換成十、五、三車信號(hào)通過無線電臺(tái)將信號(hào)發(fā)送出去。提高設(shè)備對(duì)機(jī)車的控制，提高安全率。另外增設(shè)了強(qiáng)光閃爍燈，在瞭望條件不好的情況下進(jìn)一步提供視覺位置信號(hào)?！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(jī)同一側(cè)。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，調(diào)車機(jī)車正向推進(jìn)車輛運(yùn)行時(shí)，車輛車梯處在車輛的后端，調(diào)車人員在這個(gè)位置測(cè)量前車距離，會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)或者測(cè)量不準(zhǔn)確，為此，測(cè)距儀主機(jī)設(shè)置在車輛最前方的端板處，采用強(qiáng)力磁鐵牢靠固定，確保測(cè)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(jī)車停留在距車檔200米處；1號(hào)連接員預(yù)檢線路，2號(hào)連接員領(lǐng)車，調(diào)車長(zhǎng)負(fù)責(zé)調(diào)車指揮。試驗(yàn)開始，I號(hào)連接員攜帶測(cè)距儀子機(jī)向車檔方向預(yù)檢線路，到達(dá)車檔處，確認(rèn)線路正常，將子機(jī)放置在車檔標(biāo)示器上，打開測(cè)距儀子機(jī)電源，用電臺(tái)發(fā)出可以連掛信號(hào)。2號(hào)連接員將測(cè)距儀主機(jī)放置在機(jī)車運(yùn)行前方的端板處，打開主機(jī)電源，開始工作。電源燈亮起開始自檢，一秒鐘后，2號(hào)連接員按下主機(jī)的測(cè)量按鈕，調(diào)車電臺(tái)收到“雷達(dá)開始測(cè)量”的語(yǔ)音。2號(hào)連接員向調(diào)車長(zhǎng)發(fā)出前進(jìn)運(yùn)行信號(hào)，調(diào)車長(zhǎng)向司機(jī)發(fā)出運(yùn)行指令，機(jī)車啟動(dòng)以每小時(shí)20公里的速度向車檔方向運(yùn)行。機(jī)車運(yùn)行到距車檔約170米處，調(diào)車電臺(tái)收到雷達(dá)“測(cè)量十五車”的語(yǔ)音，機(jī)車?yán)^續(xù)運(yùn)行，在接近110米標(biāo)志處，調(diào)車電臺(tái)收到雷達(dá)“測(cè)量十車、測(cè)量十車”的語(yǔ)音，調(diào)車長(zhǎng)按下十車指令按鍵，司機(jī)鳴笛回示。機(jī)車行至接近55米標(biāo)志處，調(diào)車電臺(tái)收到雷達(dá)“測(cè)量五車、測(cè)量五車”的語(yǔ)音，調(diào)車長(zhǎng)按下五車指令按鍵，司機(jī)鳴笛回示，并減速運(yùn)行。機(jī)車行至接近33米標(biāo)志處，調(diào)車電臺(tái)收到雷達(dá)“測(cè)量三車、測(cè)量三車”的語(yǔ)音，調(diào)車長(zhǎng)按下三車指令按鍵，司機(jī)鳴笛回示，再次減速。機(jī)車行至接近車檔約20米處，調(diào)車長(zhǎng)向司機(jī)發(fā)出停車信號(hào)，機(jī)車停車。調(diào)車長(zhǎng)口呼司機(jī)“距離車檔不足兩車，請(qǐng)控制車速，緩慢前進(jìn)一車”，司機(jī)啟動(dòng)機(jī)車，開始緩慢接近車檔。在接近11米標(biāo)志處，調(diào)車電臺(tái)收到雷達(dá)“連掛注意”的語(yǔ)音，調(diào)車長(zhǎng)向司機(jī)發(fā)出停車信號(hào)，機(jī)車停車，試驗(yàn)完畢。試驗(yàn)結(jié)論:調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀能夠按設(shè)計(jì)要求測(cè)量車距并實(shí)時(shí)測(cè)量十、五、三車，同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)觀察，測(cè)量距離值準(zhǔn)確。
權(quán)利要求1.一種調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀，由進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制的主機(jī)和發(fā)射位置信號(hào)的子機(jī)組成，其中主機(jī)包括有受單片機(jī)控制的雷達(dá)測(cè)距模塊、語(yǔ)音模塊和無線發(fā)射模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距儀，其特征在于所述單片機(jī)為STC系列單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距儀，其特征在于所述的雷達(dá)測(cè)距模塊的電路為線性調(diào)頻擴(kuò)頻電路，其無線信號(hào)為ISM頻段。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距儀，其特征在于所述的語(yǔ)音模塊的芯片為ISD系列芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距儀，其特征在于所述的主機(jī)上還連接有顯示模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)距儀，其特征在于所述的子機(jī)上安裝有受單片機(jī)控制的雷達(dá)測(cè)距模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種調(diào)車?yán)走_(dá)測(cè)距儀，由進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制的主機(jī)和發(fā)射位置信號(hào)的子機(jī)組成，其中主機(jī)包括有受單片機(jī)控制的雷達(dá)測(cè)距模塊、語(yǔ)音模塊和無線發(fā)射模塊。本實(shí)用新型的測(cè)距儀能夠?qū)y(cè)量的距離轉(zhuǎn)換成十、五、三車信號(hào)通過無線模塊將信號(hào)發(fā)送出去，告知調(diào)車人員和機(jī)車司機(jī)。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(duì)調(diào)車作業(yè)的安全造成不利的影響。提高設(shè)備對(duì)機(jī)車的控制，提高安全系數(shù)。
文檔編號(hào)G01S13/08GK203025349SQ20132004379
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:濟(jì)南鐵路局青島西車務(wù)段