介绍了一种嵌入式系统与无线通信相结合的便携式列车接近预警报警系统，详细描述了该系统的结构、硬件设计、无线发射数据流设计和软件实现方法。
关键词：列车；报警系统；嵌入式；无线通信
中图分类号：TP277 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.099
1 系统结构
本文介绍的便携式列车接近预警报警系统方便拆卸、可随身携带，主要用于铁路工人检修铁路时的列车接近报警。该系统由报警主机、转发分机、信号检测传感器等设备构成。信号检测传感器与转发分机之间通过RF通信，无线传播距离在150 m左右；转发分机与报警主机通过无线数传电台通信，传播距离为3 000 m左右。该系统的结构如图1所示。
1.1 报警主机
报警主机为系统的核心设备，主要由嵌入式单片机（STM8S207R8）、语音模块（BSM30215）、数传电台和外围器件组成，负责监测信号检测传感器和转发分机及语音播报。
1.2 转发分机
转发分机由嵌入式单片机（STM8S207R8）、RF无线通信模块、数传电台和外围器件等组成，负责信号检测传感器的监测和报警信号的处理、转发。在一定时间内，当无信号转发时，MCU进入睡眠状态。此时，可关闭发射机电源，以节省电能。当有信号转发时，使用内部模块定时唤醒MCU，开启发射机电源，并向报警主机发送握手信号，便于监测转发分机与报警主机之间无线通信链路的状态。
1.3 信号检测传感器
信号检测传感器由嵌入式单片机（STM8S105K4）、RF无线通信模块和外围器件等组成。该设备采用蓄电池供电，在没有列车经过时，MCU及小无线模块进入睡眠状态。这样可以降低能耗。在有列车经过时，使用内部模块定时唤醒MCU，并向转发分机发送握手信号，便于监测传感器与转发分机之间无线通信链路的状态。另外，该设备采用压电陶瓷片检测列车接近，并向转发分机发送列车接近预警信息。
2 硬件设计
报警主机由嵌入式单片机STM8S207R8、语音模块BSM30215、数传电台ND250和外围设备构成，其结构如图2所示。
嵌入式单片机是整个硬件系统的核心控制部件，负责接收分机转发的列车接近预警信号，通过判断预警信号确定是来车报警，还是列车离开。如果是来车报警，驱动报警灯闪烁并循环播报语音；如果是列车离开，关闭报警灯和语音，解除警报。此外，单片机还负责监测分机故障和传感器故障、欠压状态等并播报语音。语音播报模块带有通用控制串口和忙信号脚，通过控制串口可以实现多个语音文件的指定曲目播放、暂停、停止、音量+/-等功能。
转发分机由嵌入式单片机（STM8S207R8）、数传电台、RF无线通信模块和外围器件组成，负责处理和转发报警信号，并监测其与信号检测传感器设备之间无线通信链路的状态，其结构如图3所示。
3 无线发射数据流设计
信号检测传感器通过RF将数据发送到转发分机，数据流如表1所示。
4 结束语
总而言之，随着我国交通运输业的快速发展，汽车电器开关的使用范围越来越广。汽车的报警功能、油泵等都是需要选择的内容，在越来越多电器开关种类增加的同时，其用途也不尽相同。本文以提高电器开关控制的可靠性为原则，介绍了直接控制方法和间接控制方法的相关内容。根据汽车结构的不同，间接控制方法可分为3种，即数字化电器开关控制、电阻编码电器开关控制和大小电流触点的电器开关控制。事实证明，只有提高电器开关设备的运行效率，保证其运行的稳定性，才能使交通运输业朝着更长远的方向发展。
参考文献
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〔编辑：白洁〕