礦區(qū)鐵路是銜接國(guó)家鐵路與礦區(qū)的中間環(huán)節(jié)，是鐵路運(yùn)輸網(wǎng)的重要組成部分。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)礦區(qū)鐵路超過(guò)2萬(wàn)公里且其沿線附近通常分布著多個(gè)道口。由于道口大多分布在遠(yuǎn)離市區(qū)的礦山企業(yè)內(nèi)部，并且其數(shù)量多、分散以及道口之間的距離長(zhǎng)，加上礦區(qū)內(nèi)各種運(yùn)輸工具的交叉作業(yè)及車輛、人員的不固定的流動(dòng)，使礦區(qū)鐵路道口的安全管理成為十分突出的問(wèn)題。為使各級(jí)礦區(qū)管理部門能及時(shí)、準(zhǔn)確掌握各個(gè)道口的的安全情況，本文以 Atmega128和MC55為核心，設(shè)計(jì)一套鐵路道口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路道口監(jiān)測(cè)管理的自動(dòng)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。這對(duì)保證礦區(qū)正常生產(chǎn)、提高礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和通過(guò)道口車輛、行人安全具有重要意義。

2、系統(tǒng)組成

整個(gè)系統(tǒng)由道口監(jiān)控中心組成。從功能上分，該系統(tǒng)可分為信號(hào)采集部分、道口部分、信號(hào)傳輸和發(fā)送部分以及道口監(jiān)控中心5個(gè)部分。圖1以其中的一個(gè)道口為例，給出簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)總體框圖。

2.1 信號(hào)采集部分

信號(hào)采集部分主要用于采集列車接近及離去信號(hào)，為自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收放護(hù)欄提供決策信號(hào)。目前道口系統(tǒng)中有采用振動(dòng)傳感器、射頻傳感器,GPS+ ARM+GPRS、視頻監(jiān)控設(shè)備或踏板開關(guān)等幾種方式檢測(cè)來(lái)車信號(hào)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。本系統(tǒng)中信號(hào)采集部分由4個(gè)磁電傳感器組成，分別成對(duì)的放置在道口兩側(cè)的鋼軌內(nèi)側(cè)。 當(dāng)有列車經(jīng)過(guò)該置時(shí)，磁電傳感器可檢測(cè)到來(lái)車信號(hào)，經(jīng)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后，直接發(fā)送到單片機(jī) Atmega128。

2.2 道口部分

道口部分設(shè)道口信號(hào)機(jī)、聲光報(bào)警器和欄木裝置各2套，分別用來(lái)指示火車即將到達(dá)信號(hào)、聲光報(bào)警和執(zhí)行放桿操作。在道口設(shè)置自動(dòng)控制箱，既可由礦區(qū)道口監(jiān)控室中心的PC機(jī)遠(yuǎn)程控制各裝置動(dòng)作，也可由操作人員在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作。報(bào)警器由音響電路板、筒式揚(yáng)聲器及回轉(zhuǎn)警示燈組成，用來(lái)提醒來(lái)往車輛司機(jī)及過(guò)往行人注意安全不要搶道。

2.3 信號(hào)傳輸和發(fā)送部分

磁電傳感器安裝在距道口500 m左右處，當(dāng)它檢測(cè)到來(lái)車信號(hào)后，通過(guò)銅軸電纜將信號(hào)傳送至道口自動(dòng)控制箱內(nèi)的單片機(jī)Atmega128。MC55是信號(hào)發(fā)送的主要設(shè)備，它將單片機(jī)采集到的數(shù)據(jù)打包后通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降V區(qū)道口監(jiān)控中心，由道口監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析處理。

2.4　礦區(qū)道口監(jiān)控中心部分

礦區(qū)道口監(jiān)控中心設(shè)PC機(jī)1臺(tái)，主要用于接收各道口列車運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。該監(jiān)控中心采用動(dòng)態(tài)IP結(jié)合DNS域名解析組網(wǎng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道口的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。這種方式首先需要聯(lián)系DNS服務(wù)商，為監(jiān)控中心申請(qǐng)1個(gè)域名，把這個(gè)域名寫入單片機(jī)Atmega128中。監(jiān)控中心接入Internet后，與DNS服務(wù)器進(jìn)行連接，將當(dāng)前獲得的動(dòng)態(tài)IP報(bào)告給DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到監(jiān)控中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，這樣就可以在兩者之間建立通訊連接。

3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要是指道口控制部分硬件設(shè)計(jì)，按照信號(hào)流程大體可以分為三個(gè)硬件模塊，即傳感器信號(hào)放大和A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)Atmega128與MC55接口設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)