專(zhuān)利名稱(chēng)：地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，尤其適合于地鐵或輕軌運(yùn)行過(guò)程中列車(chē)實(shí)時(shí)地址的在線(xiàn)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)報(bào)站、定位及自動(dòng)開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)等功能的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在地鐵或輕軌運(yùn)行過(guò)程中，列車(chē)的進(jìn)站、出站或列車(chē)通過(guò)區(qū)間某一位置時(shí)，需要檢測(cè)列車(chē)是否通過(guò)該位置以及在該位置的絕對(duì)地址，用于列車(chē)自動(dòng)報(bào)站或者列車(chē)實(shí)時(shí)測(cè)量供電系統(tǒng)的電氣參數(shù)。當(dāng)列車(chē)通過(guò)地列列車(chē)鋪設(shè)的電纜區(qū)域時(shí)，該系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別到站地址，并能發(fā)出有效信號(hào)供其它系統(tǒng)使用。傳統(tǒng)的列車(chē)到位檢測(cè)，有電磁式或紅外式的傳感器，其不足之處是傳感器安裝比較麻煩，一般只能提供觸點(diǎn)信號(hào)，沒(méi)有計(jì)算機(jī)通訊功能，不能接收其它系統(tǒng)的命令，信號(hào)受現(xiàn)場(chǎng)因素的影響比較大，實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制功能有限，所以使用起來(lái)受到局限不是很靈活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，提供一種性能可靠，迅速準(zhǔn)確的地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)造一種在列車(chē)旁設(shè)置感應(yīng)電纜，解決運(yùn)行列車(chē)可以即時(shí)檢測(cè)到地址，根據(jù)即時(shí)地址實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站，自動(dòng)定位及控制聯(lián)鎖等功能；列車(chē)上可以直接知道自己的地址的定位系統(tǒng)。本發(fā)明由地上循環(huán)編碼發(fā)射部分、電纜編碼部分、天線(xiàn)部分、車(chē)上解碼部分、單片機(jī)軟件計(jì)算地址部分、PLC控制部分、外接控制部分組成，地上循環(huán)編碼發(fā)射部分產(chǎn)生49KHz載波信號(hào)，載波信號(hào)的輸出與電纜編碼部分的輸入相連接，電纜編碼部分通過(guò)對(duì)線(xiàn)交叉產(chǎn)生地址格雷編碼信號(hào)，天線(xiàn)部分感應(yīng)到地址格雷編碼信號(hào)并向空間發(fā)射，與車(chē)上解碼部分的輸入相連接，車(chē)上解碼部分將天線(xiàn)部分發(fā)射的地址格雷編碼信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字碼元信號(hào)，數(shù)字碼元信號(hào)傳送到單片機(jī)計(jì)算地址部分的輸入端，單片機(jī)計(jì)算地址部分將數(shù)字碼元信號(hào)系列通過(guò)算法轉(zhuǎn)換成地址信號(hào)，單片機(jī)計(jì)算地址部分的輸出信號(hào)傳送到PLC控制部分，PLC控制部分根據(jù)單片機(jī)計(jì)算地址部分產(chǎn)生的地址信號(hào)來(lái)控制外接控制部分，外接控制部分通過(guò)PLC傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)來(lái)控制外部設(shè)備的傳動(dòng)設(shè)備。
地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)中的循環(huán)編碼發(fā)射部分的方法，該方法包括下列步驟a)按扁平電纜的編碼規(guī)則，自定義一串?dāng)?shù)據(jù)流，根據(jù)數(shù)據(jù)流的順序循環(huán)發(fā)送載波信號(hào)。
a)單片機(jī)定時(shí)發(fā)送載波信號(hào)，并在載波信號(hào)的輸出附有反相端子，載波頻率為49KHz；b)高速開(kāi)關(guān)與電纜的輸入接口相接，循環(huán)控制載波信號(hào)的輸出。
本發(fā)明的另一方案是提供一種地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)中的車(chē)上粗地址和精地址解碼的方法，該方法包括下列步驟A、粗地址解碼a)移位控制模塊的輸出信號(hào)傳送到讀信號(hào)值模塊，左移入18位寄存器；b)判斷低9位是“00000001G”，調(diào)用測(cè)試精密地址子程序模塊；如果低9位不是“00000001G”，則程序進(jìn)入判斷高8位是否是“00000001”模塊；c)如果高8位是“00000001”，程序進(jìn)入到取寄存器值的模塊，將該18位寄存器的值與“000000001111111111”相“與”，再取出低10位的數(shù)據(jù)；如果高8位不是“00000001”，則程序返回；d)取寄存器值的模塊的輸出信號(hào)傳送到將此格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼的模塊，即為粗地址。粗地址保存以后程序返回。
B、精地址解碼
a)從調(diào)用測(cè)試精密地址子程序入口的輸出信號(hào)傳送到取天線(xiàn)T1整流值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入A1變量模塊，其輸出信號(hào)傳送到取天線(xiàn)T2整流值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入A2變量模塊；b)從A2變量模塊的輸出信號(hào)傳送到A1/A2的比值模塊，該A1/A2的值查表得值＝seqnum，其輸出信號(hào)傳送到判斷粗地址最低位是否是’0’的模塊；c)判斷如果主地址最低位是“0”，則絕對(duì)地址＝粗地址+seqnum；如果主地址最低位是“1”，則絕對(duì)地址＝粗地址+1-seqnum；輸出完后均返回。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供一種可靠并易于實(shí)行的串行地址檢測(cè)的方案，能提高系統(tǒng)地址的檢測(cè)速度，在感應(yīng)電纜上運(yùn)行車(chē)輛時(shí)可以同時(shí)即時(shí)檢測(cè)到地址，車(chē)上可以直接知道自己的地址，并能提高列車(chē)自動(dòng)報(bào)站，自動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)定位的精確性和準(zhǔn)確性。


圖1為本發(fā)明的總體系統(tǒng)方框2為本發(fā)明的地面部分的電路原理3為本發(fā)明的電纜對(duì)線(xiàn)4為本發(fā)明的粗地址解碼方框5為本發(fā)明的精密地址天線(xiàn)結(jié)構(gòu)圖6為本發(fā)明的雙天線(xiàn)交差接收原理7為本發(fā)明的車(chē)上部分的電路原理8為本發(fā)明的粗地址檢測(cè)軟件流程9為本發(fā)明的精密地址檢測(cè)軟件流程10為本發(fā)明的PLC控制部分和外接控制部分接線(xiàn)框圖具體實(shí)施方式
由圖1可知，本發(fā)明由地上循環(huán)編碼發(fā)射部分(1)、電纜編碼部分(2)、天線(xiàn)部分(3)、車(chē)上解碼部分(4)、單片機(jī)軟件計(jì)算地址部分(5)、PLC控制部分(6)、外接控制部分(7)組成，地上循環(huán)編碼發(fā)射部分(1)產(chǎn)生49KHz載波信號(hào)，載波信號(hào)的輸出與電纜編碼部分(2)的輸入相連接，電纜編碼部分(2)通過(guò)對(duì)線(xiàn)交叉產(chǎn)生地址格雷編碼信號(hào)，天線(xiàn)部分(3)感應(yīng)到地址格雷編碼信號(hào)并向空間發(fā)射，與車(chē)上解碼部分(4)的輸入相連接，車(chē)上解碼部分(4)將天線(xiàn)部分(3)發(fā)射的地址格雷編碼信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字碼元信號(hào)，數(shù)字碼元信號(hào)傳送到單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)的輸入端，單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)將數(shù)字碼元信號(hào)系列通過(guò)算法轉(zhuǎn)換成地址信號(hào)，單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)的輸出信號(hào)傳送到PLC控制部分(6)，PLC控制部分(6)根據(jù)單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)產(chǎn)生的地址信號(hào)來(lái)控制外接控制部分(7)，外接控制部分(7)通過(guò)PLC傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)來(lái)控制外部設(shè)備的傳動(dòng)設(shè)備。
如圖2所示，單片機(jī)IC5定時(shí)時(shí)鐘觸發(fā)產(chǎn)生的方波信號(hào)經(jīng)過(guò)R1、C1組成的積分電路低通濾波后轉(zhuǎn)換為一定49KHz的正弦波信號(hào)，正弦波信號(hào)經(jīng)運(yùn)放集成電路IC6、IC7兩級(jí)放大后輸出到功率放大器IC8，功放IC8的一路信號(hào)輸出傳送到高速功率開(kāi)關(guān)IC1、IC2、IC3的信號(hào)輸入端，功放IC8的另一路信號(hào)輸出與同比例變壓器T1的同名端輸入相連接，變壓器T1的異名端輸出作為基本地址對(duì)線(xiàn)R的反相信號(hào)傳送到高速功率開(kāi)關(guān)IC1、IC2、IC3的信號(hào)輸入端。單片機(jī)IC5產(chǎn)生的4路地址選通信號(hào)傳送給譯碼器IC4，譯碼器IC4通過(guò)譯碼分別選通控制地址對(duì)線(xiàn)G0-G9的信號(hào)輸出和基本對(duì)線(xiàn)R的正相和反相信號(hào)的輸出。
如圖3所示，電纜部分的結(jié)構(gòu)由地址對(duì)線(xiàn)組成，使用時(shí)2個(gè)以上地址對(duì)線(xiàn)的單元長(zhǎng)度可相互串接。
如圖4所示，粗地址解碼由天線(xiàn)部分(3)、過(guò)零比較器、移位寄存器、異或門(mén)電路組成，天線(xiàn)部分發(fā)出經(jīng)過(guò)放大濾波后的正弦波信號(hào)一路輸出到異或門(mén)電路的輸入端，另一路經(jīng)一個(gè)周期T移位后輸出到異或門(mén)的另一個(gè)輸入端，經(jīng)異或比較輸出的數(shù)字碼元信號(hào)再輸入到單片機(jī)地址的輸入端。
如圖5所示，本發(fā)明的天線(xiàn)部分由雙天線(xiàn)線(xiàn)圈T1、T2組成，線(xiàn)圈寬度為G0對(duì)線(xiàn)的最小交叉，線(xiàn)圈T1與T2的中心位置相差為G0對(duì)線(xiàn)的小交叉(0.2米)加最小單元長(zhǎng)度0.1米，T1和T2在列車(chē)感應(yīng)的信號(hào)幅度大小變化如圖5(b)所示。本天線(xiàn)結(jié)構(gòu)適合精密地址解碼方式。
如圖6所示，雙天線(xiàn)交差接收原理圖。電纜發(fā)送49KHz的載波信號(hào)，通過(guò)由線(xiàn)圖L，電阻R2，電容C2組成的選頻諧振回路感應(yīng)接收，接收到的信號(hào)通過(guò)同相輸入偶合電容C3，同相輸入電阻R3傳送到運(yùn)算放大器IC1，信號(hào)放大以后一部分經(jīng)過(guò)反饋電阻R6反饋輸入，另一部分經(jīng)過(guò)由C5，R7組成的積分電路濾波送給耦合變壓器T1，耦合變壓器T1將信號(hào)耦合輸出。其中R8，R9組成的電路為選頻諧振回路提供12V的直流電平，電容C6，C7，C8，C9保護(hù)提供給選頻諧振回路的直流電平。
單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)將計(jì)算出的實(shí)時(shí)地址通過(guò)串口傳送給PLC控制部分(6)，PLC控制部分(6)通過(guò)實(shí)時(shí)地址和從其它設(shè)備采集的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)列車(chē)的自動(dòng)報(bào)站、自動(dòng)定位的有效控制。PLC控制部分(6)通過(guò)串口將信號(hào)傳送計(jì)算的串行端口，來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理和動(dòng)畫(huà)監(jiān)視功能。
如圖7所示，車(chē)上地址解碼的電路實(shí)現(xiàn)。天線(xiàn)部分接受過(guò)來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)前置放大、濾波、二次放大產(chǎn)生的有效正弦信號(hào)U1，U1經(jīng)過(guò)電壓比較電路IC5過(guò)零比較，產(chǎn)生方波信號(hào)，傳送給移位寄存器IC2，移位寄存器IC2產(chǎn)生兩路信號(hào)Ui1和Ui2，Ui2是Ui1延時(shí)208微秒后產(chǎn)生的信號(hào)，兩路信號(hào)與異或門(mén)電路IC4A的輸入端相連接，產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)R17和R18低通濾波后的信號(hào)與異或門(mén)電路IC4B的一個(gè)輸入端相連接，異或門(mén)電路IC4B另一個(gè)輸入端與地相接，輸出的信號(hào)變成規(guī)整的數(shù)字碼元信號(hào)傳送到IC1，IC1通過(guò)軟件接受這系列的數(shù)字碼元信號(hào)，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼，這類(lèi)二進(jìn)制碼就是我們所需的粗地址。信號(hào)U2是信號(hào)U1整流以后得到的信號(hào)，信號(hào)U3是另一個(gè)接收天線(xiàn)T1接受過(guò)來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)前置放大、濾波、二次放大、整流以后得到的信號(hào)。信號(hào)U2和信號(hào)U3經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器IC3轉(zhuǎn)換為地址編碼信號(hào)，地址編碼信號(hào)傳送給IC1的地址輸入端口，IC1通過(guò)軟件計(jì)算出精密地址，然后將精密地址與粗地址相加得到我們所需的絕對(duì)地址。
本發(fā)明系統(tǒng)的工作方法地面發(fā)射部分的具體工作是依次選通地址對(duì)線(xiàn)G0-G9和基本地址對(duì)線(xiàn)R發(fā)送載波，一位的時(shí)間長(zhǎng)度為一個(gè)碼元長(zhǎng)，即為波特率的倒數(shù)，送入基本地址對(duì)線(xiàn)的反相信號(hào)；波特率為4800bps，載波頻率為49KHz；一個(gè)帶有功率放大的載波信號(hào)發(fā)生電路，并附有反相輸出；各電纜對(duì)線(xiàn)接口前帶有一個(gè)高速受控開(kāi)關(guān)；每個(gè)碼的發(fā)射步驟為先由單片機(jī)的定時(shí)時(shí)鐘觸發(fā)進(jìn)入中斷，定時(shí)時(shí)鐘決定發(fā)射每個(gè)碼元的時(shí)間，由單片機(jī)將當(dāng)時(shí)的選通碼送往譯碼器譯碼，由譯碼器的輸出端將控制信號(hào)送往每個(gè)高速開(kāi)關(guān)的控制端，僅選通一個(gè)高速開(kāi)關(guān)和一對(duì)電纜發(fā)送。
扁平電纜編碼法是統(tǒng)一的電纜結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)度102.4米，基本地址單元1024個(gè)，單個(gè)地單元長(zhǎng)度為0.1米；設(shè)有地址對(duì)線(xiàn)10對(duì)，為G0-G9，基本地址對(duì)線(xiàn)一對(duì)R，通信對(duì)線(xiàn)2對(duì)，為L(zhǎng)0，L1；地址對(duì)線(xiàn)采用格雷碼編碼規(guī)則。
車(chē)上地址解碼包括粗地址解碼和精密地址解碼兩部分，粗地址解碼的具體工作是硬件部分采用將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波信號(hào)的過(guò)零比較器，延時(shí)一個(gè)周期的移位寄存器，異或比較門(mén)電路；如圖8所示，車(chē)上粗地址解碼的軟件流程圖。其具體的實(shí)現(xiàn)方法為步驟100移位控制模塊的輸出信號(hào)傳送到讀信號(hào)值模塊，步驟102左移入18位寄存器。步驟104判斷低9位是否為“00000001G”，如果是進(jìn)入步驟106調(diào)用測(cè)試精密地址子程序模塊；如果低9位不是“00000001G”，則程序進(jìn)入步驟108判斷高8位是否是“00000001”模塊。如果高8位是“00000001”，程序進(jìn)入到步驟110取寄存器值的模塊，將該18位寄存器的值與“000000001111111111”相“與”，再取出低10位的數(shù)據(jù)；如果高8位不是“00000001”，則程序返回。取寄存器值的模塊的輸出信號(hào)傳送到步驟112將此格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼的模塊，即為粗地址。粗地址保存以后程序返回。
具體工作步驟為天線(xiàn)T0接受到的信號(hào)經(jīng)過(guò)零比較轉(zhuǎn)換為電平的碼元信號(hào)送至異或門(mén)電路的一個(gè)輸入端；天線(xiàn)T0接受到的信號(hào)經(jīng)過(guò)零比較轉(zhuǎn)換為電平的碼元信號(hào)通過(guò)延時(shí)n倍周期的移位寄存器；移位寄存器的信號(hào)延時(shí)后送至異或門(mén)電路的另一個(gè)輸入口；兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)異或門(mén)電路后成為所需的碼元電平信號(hào)；經(jīng)過(guò)單片機(jī)軟件控制讀出這串行碼，得到串行地址碼數(shù)。
車(chē)上精密地址解碼的具體工作是采用雙天線(xiàn)接受方法，天線(xiàn)寬度為兩個(gè)地址單元長(zhǎng)度，兩個(gè)天線(xiàn)安裝相差為G0對(duì)線(xiàn)的小交叉加0.1米；在地面發(fā)射G0穩(wěn)定后，車(chē)上的單片機(jī)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，讀入檢波后的直流電平。
如圖9所示，車(chē)上精密地址解碼的軟件流程圖。其具體的實(shí)現(xiàn)方法為從調(diào)用步驟200測(cè)試精密地址子程序入口的輸出信號(hào)傳送到步驟202取天線(xiàn)T1整流值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入A1變量模塊，其輸出信號(hào)傳送到步驟204取天線(xiàn)T2整流值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入A2變量模塊。從A2變量模塊的輸出信號(hào)傳送到步驟206A1/A2的比值模塊，該A1/A2的值查表得值＝seqnum，其輸出信號(hào)傳送到判斷步驟208粗地址最低位是否是“0”的模塊。判斷如果粗地址最低位是“0”，則步驟210絕對(duì)地址＝粗地址+seqnum；如果粗地址最低位是“1”，則步驟212絕對(duì)地址＝粗地址+1-seqnum；輸出完后均返回。
PLC控制部分的具體工作方法是PLC控制部分包括信號(hào)接受模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)發(fā)送模塊。
信號(hào)接受模塊單片機(jī)將處理的二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為BCD碼發(fā)送給PLC的信號(hào)接受模塊。PLC接受模塊將采集到現(xiàn)場(chǎng)需要采集的信號(hào)點(diǎn)。通信對(duì)線(xiàn)L0、L1上的有用信號(hào)，通過(guò)MODEM解調(diào)出來(lái)的數(shù)字碼元信號(hào)傳送給PLC的信號(hào)接受模塊。
信號(hào)處理模塊在每個(gè)站內(nèi)設(shè)定一個(gè)不同的參考地址。列車(chē)根據(jù)在線(xiàn)檢測(cè)的絕對(duì)地址與參考地址的距離遠(yuǎn)近，來(lái)自動(dòng)調(diào)整列車(chē)的行進(jìn)速度。列車(chē)在線(xiàn)檢測(cè)的絕對(duì)地址與參考地址相等，產(chǎn)生列車(chē)定位信號(hào)點(diǎn)。
信號(hào)發(fā)送模塊控制室所需要的定位信號(hào)、地址信號(hào)等通過(guò)信號(hào)發(fā)送模塊來(lái)發(fā)送。上位機(jī)要采集的有效信號(hào)通過(guò)信號(hào)發(fā)送模塊來(lái)傳送。列車(chē)上的外接電氣設(shè)備通過(guò)信號(hào)發(fā)送模塊來(lái)傳送有效信號(hào)、定位信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)門(mén)、開(kāi)門(mén)、行進(jìn)。
如圖9所示，圖中列出了地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，PLC控制部分與外接控制部分的接線(xiàn)圖。PLC控制部分采集到的絕對(duì)地址與參考地址相等時(shí)，PLC通過(guò)(RS232/RS485)串行端口發(fā)送一個(gè)到位信號(hào)給語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站的功能。PLC控制部分通過(guò)對(duì)絕對(duì)地址和參考地址的比較，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停位、自動(dòng)開(kāi)門(mén)、自動(dòng)行走的功能。PLC自動(dòng)計(jì)時(shí)與列車(chē)在站內(nèi)?？繒r(shí)間的比較，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)自動(dòng)關(guān)門(mén)的功能。信號(hào)的輸出點(diǎn)Q1.0、Q1.1、Q1.2、Q1.3分別與繼電器RELAY1、RELAY2、RELAY3、RELAY4線(xiàn)包相連接，繼電器的常開(kāi)點(diǎn)(NO)與車(chē)上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的開(kāi)關(guān)量并聯(lián)，繼電器的常閉點(diǎn)(NC)與車(chē)上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的開(kāi)關(guān)量串聯(lián)。當(dāng)PLC有信號(hào)傳送出去的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)上開(kāi)關(guān)量可以實(shí)現(xiàn)的功能。
在本發(fā)明的方法中，約4ms機(jī)車(chē)即可檢到一次自己的地址，本方法列車(chē)檢測(cè)自己地址的速度大加快，能夠提高列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行和定位的精確性和準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1.一種地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，其特征在于由地上循環(huán)編碼發(fā)射部分(1)、電纜編碼部分(2)、天線(xiàn)部分(3)、車(chē)上解碼部分(4)、單片機(jī)軟件計(jì)算地址部分(5)、PLC控制部分(6)、外接控制部分(7)組成，地上循環(huán)編碼發(fā)射部分(1)產(chǎn)生49KHz載波信號(hào)，載波信號(hào)的輸出與電纜編碼部分(2)的輸入相連接，電纜編碼部分(2)通過(guò)對(duì)線(xiàn)交叉產(chǎn)生地址格雷編碼信號(hào)，天線(xiàn)部分(3)感應(yīng)到地址格雷編碼信號(hào)并向空間發(fā)射，與車(chē)上解碼部分(4)的輸入相連接，車(chē)上解碼部分(4)將天線(xiàn)部分(3)發(fā)射的地址格雷編碼信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字碼元信號(hào)，數(shù)字碼元信號(hào)傳送到單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)的輸入端，單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)將數(shù)字碼元信號(hào)系列通過(guò)算法轉(zhuǎn)換成地址信號(hào)，單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)的輸出信號(hào)傳送到PLC控制部分(6)，PLC控制部分(6)根據(jù)單片機(jī)計(jì)算地址部分(5)產(chǎn)生的地址信號(hào)來(lái)控制外接控制部分(7)，外接控制部分(7)通過(guò)PLC傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)來(lái)控制外部設(shè)備的傳動(dòng)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，其特征在于所述的地上循環(huán)編碼發(fā)射部分(1)由49KHz帶有功率放大的載波發(fā)生電路、單片機(jī)、譯碼器及高速開(kāi)關(guān)組成，49KHz帶有功率放大的載波發(fā)生電路輸出正相載波信號(hào)及反相載波信號(hào)分別傳送到高速功率開(kāi)關(guān)的輸入端，單片機(jī)的輸出與譯碼器的輸入相連接，譯碼器經(jīng)譯碼后分別與高速開(kāi)關(guān)的控制端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電纜編碼部分(2)的電纜結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)度102.4米，基本地址單元1024個(gè)，單個(gè)地址單元長(zhǎng)度為0.1米；設(shè)有地址線(xiàn)10對(duì)，為G0-G9，基本地址對(duì)線(xiàn)一對(duì)R，通信對(duì)線(xiàn)2對(duì)，為L(zhǎng)0，L1；地址對(duì)線(xiàn)采用格雷碼編碼規(guī)則。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，其特征在于所述的天線(xiàn)部分(3)采用雙天線(xiàn)交差接收方式，兩天線(xiàn)的線(xiàn)圈寬度為G0的最小交叉，安裝距離等于G0的最小交叉(0.2米)加上一個(gè)地址單元長(zhǎng)度(0.1米)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，其特征在于所述的車(chē)上解碼部分(4)由粗地址解碼和精密地址解碼兩部分組成。粗地址解碼由天線(xiàn)部分(3)、過(guò)零比較器、移位寄存器、異或門(mén)電路組成；精密地址解碼由雙天線(xiàn)線(xiàn)圈T1、T2及A/D轉(zhuǎn)換器組成。
6.一種地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)中的循環(huán)編碼發(fā)射部分的方法，該方法包括下列步驟a)按扁平電纜的編碼規(guī)則，自定義一串?dāng)?shù)據(jù)流，根據(jù)數(shù)據(jù)流的順序循環(huán)發(fā)送載波信號(hào)。b)單片機(jī)定時(shí)發(fā)送載波信號(hào)，并在載波信號(hào)的輸出附有反相端子，載波頻率為49KHz；c)高速開(kāi)關(guān)與電纜的輸入接口相接，循環(huán)控制載波信號(hào)的輸出。
7.一種地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)中的車(chē)上粗地址和精地址解碼的方法，該方法包括下列步驟A、粗地址解碼a)移位控制模塊的輸出信號(hào)傳送到讀信號(hào)值模塊，左移入18位寄存器；b)判斷低9位是“00000001G”，調(diào)用測(cè)試精密地址子程序模塊；如果低9位不是“00000001G”，則程序進(jìn)入判斷高8位是否是“00000001”模塊；c)如果高8位是“00000001”，程序進(jìn)入到取寄存器值的模塊，將該18位寄存器的值與“000000001111111111”相“與”，再取出低10位的數(shù)據(jù)；如果高8位不是“00000001”，則程序返回；d)取寄存器值的模塊的輸出信號(hào)傳送到將此格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼的模塊，即為粗地址。粗地址保存以后程序返回。B、精地址解碼a)從調(diào)用測(cè)試精密地址子程序入口的輸出信號(hào)傳送到取天線(xiàn)T1整流值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入A1變量模塊，其輸出信號(hào)傳送到取天線(xiàn)T2整流值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入A2變量模塊；b)從A2變量模塊的輸出信號(hào)傳送到A1/A2的比值模塊，該A1/A2的值查表得值＝seqnum，其輸出信號(hào)傳送到判斷粗地址最低位是否是’0’的模塊；c)判斷如果主地址最低位是“0”，則絕對(duì)地址＝粗地址+seqnum；如果主地址最低位是“1”，則絕對(duì)地址＝粗地址+1-seqnum；輸出完后均返回。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地鐵列車(chē)到站自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，尤其適合于地鐵或輕軌運(yùn)行過(guò)程中列車(chē)實(shí)時(shí)地址的在線(xiàn)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)報(bào)站、定位及自動(dòng)開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)等功能的控制系統(tǒng)。本發(fā)明由地上循環(huán)編碼發(fā)射部分、電纜編碼部分、天線(xiàn)部分、車(chē)上解碼部分、單片機(jī)軟件計(jì)算地址部分、PLC控制部分、外接控制部分組成。本發(fā)明提供一種可靠并易于實(shí)行的串行地址檢測(cè)的方案，能提高系統(tǒng)地址的檢測(cè)速度，在感應(yīng)電纜上運(yùn)行車(chē)輛時(shí)可以同時(shí)即時(shí)檢測(cè)到地址，車(chē)上可以直接知道自己的地址，并能提高列車(chē)自動(dòng)報(bào)站，自動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)定位的精確性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G05B19/04GK1843823SQ20061007456
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者李徽, 聶礎(chǔ)輝, 連建軍, 朱海華 申請(qǐng)人:湖南理工學(xué)院, 聶礎(chǔ)輝, 李徽