本實(shí)用新型涉及軌道電路信號采集領(lǐng)域，具體而言，涉及一種道口收發(fā)器信號采集裝置。

背景技術(shù)：

鐵路道口指的是道路與鐵路平面相交處，分為有人看守道口和無人看守道口。對于無人看守道口采用自動控制方式，自動控制方式是通過道口自動信號和自動欄木完成道口的防護(hù)。接近道口的列車通過軌道電路或其他傳感器將接近信息及時傳至道口，道口信號機(jī)和音響器自動發(fā)出閃光與音響信號，欄木機(jī)自動下落。道口收發(fā)器用于接收軌道電路的信號，判斷是否火車進(jìn)出鐵路道口，并控制柵欄的升起和放下，是自動控制方式中的控制軌道電路的設(shè)備，是維持鐵路道口安全的重要環(huán)節(jié)。因此，對道口收發(fā)器的安全性進(jìn)行監(jiān)控，尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供的一種道口收發(fā)器信號采集裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)道口收發(fā)器出現(xiàn)故障不能及時發(fā)現(xiàn)的問題。

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種道口收發(fā)器信號采集裝置，用于對道口收發(fā)器進(jìn)行監(jiān)測，包括電壓互感器隔離模塊、線性光耦隔離模塊、磁耦隔離模塊、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片以及處理器，所述電壓互感器隔離模塊和所述線性光耦隔離模塊均與所述信號調(diào)理電路電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片分別與所述信號調(diào)理電路和所述處理器連接，所述磁耦隔離模塊與所述處理器電性連接，所述處理器還連接有CAN總線接口；

所述電壓互感器隔離模塊用于檢測所述道口收發(fā)器輸入的交流電壓，并將所述交流電壓隔離轉(zhuǎn)換后得到轉(zhuǎn)換后交流電壓，所述線性光耦隔離模塊用于檢測所述道口收發(fā)器發(fā)出的頻率信號，并將所述頻率信號隔離轉(zhuǎn)換后得到轉(zhuǎn)換后頻率信號，所述磁耦隔離模塊用于檢測所述道口收發(fā)器輸出的直流電壓，并將所述直流電壓進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換及模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第一數(shù)字信號，所述信號調(diào)理電路用于將所述轉(zhuǎn)換后交流電壓和所述轉(zhuǎn)換后頻率信號分別進(jìn)行調(diào)整得到調(diào)整后交流電壓和調(diào)整后頻率信號，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片用于將所述調(diào)整后交流電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第二數(shù)字信號，將所述調(diào)整后頻率信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第三數(shù)字信號，所述處理器用于讀取所述第一數(shù)字信號、所述第二數(shù)字信號以及所述第三數(shù)字信號，并進(jìn)行計算得到數(shù)據(jù)結(jié)果，將所述數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過CAN總線接口傳輸至站機(jī)。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第一種可能實(shí)施方式，其中，所述第一數(shù)字信號通過SPI總線傳輸至所述處理器。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第二種可能實(shí)施方式，其中，還包括存儲器，所述存儲器與所述處理器電連接，所述存儲器用于存儲所述第一數(shù)字信號、所述第二數(shù)字信號、所述第三數(shù)字信號以及所述數(shù)據(jù)結(jié)果。

結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第三種可能實(shí)施方式，其中，所述存儲器為FLASH存儲芯片。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第四種可能實(shí)施方式，其中，還包括電源，所述電源為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片和所述處理器供電。

結(jié)合第一方面的第四種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第五種可能實(shí)施方式，其中，所述電源的輸出電壓為5伏。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第六種可能實(shí)施方式，其中，還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路與所述電壓互感器隔離模塊連接，用于保護(hù)所述道口收發(fā)器的供電電源不受道口收發(fā)器信號采集裝置內(nèi)部電路短路的影響。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第七種可能實(shí)施方式，其中，還包括顯示單元，所述顯示單元與所述處理器電連接，所述顯示單元用于顯示該道口收發(fā)器信號采集裝置的運(yùn)行情況和狀態(tài)。

結(jié)合第一方面的第七種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第八種可能實(shí)施方式，其中，所述顯示單元為LED指示燈。

結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第九種可能實(shí)施方式，其中，所述處理器為ARM芯片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的道口收發(fā)器信號采集裝置包括電壓互感器隔離模塊、線性光耦隔離模塊、磁耦隔離模塊、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片以及處理器，能夠?qū)崟r在線監(jiān)測道口收發(fā)器是否正常工作，無需人工定時檢查，并且處理器將采集的數(shù)據(jù)計算后得到數(shù)據(jù)結(jié)果，并將所述數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過CAN總線接口傳輸至站機(jī)，站機(jī)的一端可以在發(fā)現(xiàn)道口收發(fā)器故障后進(jìn)行預(yù)警，防止由于道口收發(fā)器的故障而造成嚴(yán)重后果。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的道口收發(fā)器信號采集裝置采集道口收發(fā)器信號的方框示意圖。

主要元件符號說明

道口收發(fā)器信號采集裝置100；電壓互感器隔離模塊101；線性光耦隔離模塊102；磁耦隔離模塊103；信號調(diào)理電路104；模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片105；處理器106；CAN總線接口107；存儲器108；電源109；道口收發(fā)器200。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。同時，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

請參考圖1，是為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的道口收發(fā)器信號采集裝置100采集道口收發(fā)器200信號的方框示意圖。所述道口收發(fā)器信號采集裝置100用于對道口收發(fā)器200進(jìn)行監(jiān)測，所述道口收發(fā)器信號采集裝置100包括電壓互感器隔離模塊101、線性光耦隔離模塊102、磁耦隔離模塊103、信號調(diào)理電路104、模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片105以及處理器106，所述電壓互感器隔離模塊101和所述線性光耦隔離模塊102均與所述信號調(diào)理電路104電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片105分別與所述信號調(diào)理電路104和所述處理器106連接，所述磁耦隔離模塊103與所述處理器106電性連接，所述處理器106還連接有控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network，CAN)總線接口107。

所述電壓互感器隔離模塊101用于檢測軌道電路的200V的交流電向所述道口收發(fā)器200輸入的交流電壓，并將所述交流電壓隔離轉(zhuǎn)換后得到轉(zhuǎn)換后交流電壓，所述轉(zhuǎn)換后交流電壓為毫伏級電壓信號，以滿足所述信號調(diào)理電路104的需求。

所述線性光耦隔離模塊102用于檢測所述道口收發(fā)器200發(fā)出的頻率信號，并將所述頻率信號隔離轉(zhuǎn)換后得到轉(zhuǎn)換后頻率信號。

道口收發(fā)器200可以包括4個收發(fā)器，分別為進(jìn)站收發(fā)器、到站收發(fā)器、出站收發(fā)器以及離站收發(fā)器。所述進(jìn)站收發(fā)器、到站收發(fā)器、出站收發(fā)器以及離站收發(fā)器輸出的頻率不同，一般分別為30kHz、40kHz、14kHz和20kHz。道口收發(fā)器200將這4種頻率發(fā)送至控制柵欄的裝置，使柵欄升起或放下。

所述線性光耦隔離模塊102用于對道口收發(fā)器200發(fā)出的頻率進(jìn)行檢測，以判斷所述道口收發(fā)器200是否正常工作。由于道口收發(fā)器200輸出的頻率信號為毫伏級別信號，需采用高阻抗輸入，以避免影響軌道電路，故采用線性光耦隔離的方式進(jìn)行采集。

所述磁耦隔離模塊103用于檢測所述道口收發(fā)器200向控制柵欄的繼電器輸出的直流電壓，并將所述直流電壓進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換及模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第一數(shù)字信號。所述磁耦隔離模塊103具有將信號模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能。

所述信號調(diào)理電路104用于將所述轉(zhuǎn)換后交流電壓和所述轉(zhuǎn)換后頻率信號分別進(jìn)行調(diào)整得到調(diào)整后交流電壓和調(diào)整后頻率信號。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片105用于將所述調(diào)整后交流電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第二數(shù)字信號，將所述調(diào)整后頻率信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第三數(shù)字信號。

所述處理器106用于讀取所述第一數(shù)字信號、所述第二數(shù)字信號和所述第三數(shù)字信號，并將所述第一數(shù)字信號、第二數(shù)字信號和所述第三數(shù)字信號進(jìn)行處理計算得到數(shù)據(jù)結(jié)果，將所述數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過CAN總線接口107傳輸至站機(jī)。

處理器106可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器106可以是通用處理器，包括中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processor，簡稱NP)等；還可以是數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。本實(shí)施例中，所述處理器106優(yōu)選為ARM芯片。

由于采集器是在室外，距離較遠(yuǎn)，傳輸速率較低(低于20kbps)，需要盡快的將變化數(shù)據(jù)上傳又不能有過大的數(shù)據(jù)量，故采用輪詢和變化上傳的方式，輪詢可保證主機(jī)每間隔一段時間都能夠讀取一次數(shù)據(jù)，便于主機(jī)管理，變化上傳能夠盡快的將變化數(shù)據(jù)上傳又不影響實(shí)時性。CAN總線最大可達(dá)10千米的通訊距離，可滿足使用要求。

所述處理器106還連接有存儲器108，所述存儲器108用于存儲所述第一數(shù)字信號、第二數(shù)字信號、第三數(shù)字信號以及所述處理器106計算的數(shù)據(jù)結(jié)果。其中，存儲器108可以是，但不限于，隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory，RAM)，只讀存儲器(Read Only Memory，ROM)，可編程只讀存儲器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只讀存儲器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，電可擦除只讀存儲器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。優(yōu)選的，所述存儲器108為FLASH存儲芯片。

所述處理器106還可以連接顯示單元，所述顯示單元用于顯示該道口收發(fā)器信號采集裝置100的運(yùn)行情況和狀態(tài)。優(yōu)選的，所述顯示單元為LED指示燈。LED指示燈可以指示該道口收發(fā)器信號采集裝置100不同的運(yùn)行情況和狀態(tài)，例如，LED指示燈顯示綠色指示該道口收發(fā)器信號采集裝置100運(yùn)行情況正常，LED指示燈顯示紅色指示該道口收發(fā)器信號采集裝置100運(yùn)行情況異常，LED指示燈滅指示該道口收發(fā)器信號采集裝置100停止運(yùn)行。

所述道口收發(fā)器信號采集裝置100還包括電源109，所述電源109優(yōu)選電壓值為5伏，所述電源109用于為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片105和所述處理器106供電。

道口收發(fā)器信號采集裝置100還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路與所述電壓互感器隔離模塊101連接，用于保護(hù)所述道口收發(fā)器的供電電源不受道口收發(fā)器信號采集裝置100內(nèi)部電路短路的影響。本實(shí)施例中的保護(hù)電路采用自恢復(fù)保險絲和快速熔斷保險絲，可防止道口收發(fā)器信號采集裝置100內(nèi)部的電路短路對道口收發(fā)器的供電電源造成影響。

本實(shí)用型的處理器106的處理計算方法為：讀取采樣數(shù)據(jù)，所述采樣數(shù)據(jù)包括第一數(shù)字信號、第二數(shù)字信號和第三數(shù)字信號；然后對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗處理，對加窗后數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，對每個頻率點(diǎn)進(jìn)行求模計算，通過三點(diǎn)能量重心校正算法處理后，計算最終頻率值。計算得到的最終頻率值的分辨率可達(dá)2Hz，滿足采集要求。

綜上所述，本實(shí)用新型的道口收發(fā)器信號采集裝置包括電壓互感器隔離模塊、線性光耦隔離模塊、磁耦隔離模塊、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換采集芯片以及處理器，能夠?qū)崟r在線監(jiān)測道口收發(fā)器是否正常工作，無需人工定時檢查，并且處理器將采集的數(shù)據(jù)計算后得到數(shù)據(jù)結(jié)果，并將所述數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過CAN總線接口傳輸至站機(jī)，站機(jī)的一端可以發(fā)現(xiàn)道口收發(fā)器故障后可以預(yù)警，防止由于道口收發(fā)器的故障而造成嚴(yán)重后果。

在本申請所提供的幾個實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的多個實(shí)施例的裝置、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)。

另外，在本實(shí)用新型各個實(shí)施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨(dú)立的部分，也可以是各個模塊單獨(dú)存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨(dú)立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本實(shí)用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本實(shí)用新型各個實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。