一、 布景
铁路平交道口是铁路与公路的平面交叉，是铁路安全运营的重要设备，跟着铁路的开展，道口密度加大，而跟着铁路提速事端危险也在加大。而安全出产是铁路运输永久的主旨，道口安满是铁路行车安全的重要环节。嵌入式体系是一种工业操控范畴用处广泛的体系软件，有着我们了解和友爱的用户界面、共同的编程界面、强壮的通讯功用而成为道口主动报警体系改型中首选的操作体系。
道口主动报警体系具有友爱的交互式用户界面，安全功用高，作业人员在室内即可经过计算机显现屏幕看到道口的状况，当有车挨近道口时，行人能够经过道口的信号机、语音音箱得到列车经过的信息，作业人员经过显现器看到列车报警信息以及外面设备呈现毛病时会主动报警的功用。
二、 作业原理及功用指标
1.作业原理：
在有平交道口的铁道线路上、下行方向各设置四个磁性踏板开关，以上行方向为例，四个踏板设置办法如下：在列车挨近道口800-1000米的方位设置三个挨近磁性踏板开关（T1、T2、T3），脱离道口100-200米的方位设置一个出清磁性踏板开关（T7）。下行方向设置办法与上行办法相同方位相反。当铁路工人作业或穿越铁路的行人无意牵动踏板开关产生动作时有或许产生误报;当磁性踏板开关产生毛病而未得到及时替换时有或许产生漏报，这些在道口报警体系中都是不行忽视的问题。因而在挨近道口方向设置三个踏板开关并选用冗余技能（三取二），当列车经过三个挨近踏板开关时，只需当两个或两个以上踏板开关一起动作时才承认列车抵达，然后尽或许地削减误报和漏报的产生。当列车挨近道口经过三个踏板开关时体系开端计轴计算进入道口的列车的轴对数，一起当列车经过出清踏板开关时体系相同计算列车的轴对数，当列车出清计轴中止并与进入道口计轴数相符时，标明列车出清。当列车抵达时，道口信号机白灯平息、红灯闪耀、鸣响喇叭（或语音报警），一起室内显现器上动画显现列车运转状况，当列车出清后，免除报警，红灯灭白灯亮。各个踏板开关和信号灯灯丝以及嗽叭的状况都显现在屏幕上，当呈现踏板毛病、灯丝断线、扬声器断线等毛病时，报警体系主动给出毛病提示;一起记载每次报警的开端时刻、完毕时刻以及毛病的产生时刻和恢复时刻等。（用户界面以及踏板开关的安置［T1至T8为踏板开关］见图1）
图1单线道口报警操控体系用户界面及踏板开关安置图
2.道口报警操控体系功用指标
● 主机作业环境：温度0℃-40℃;相对湿度75%以下;AC220±30V。
● 列车挨近区段间隔≤1200M。
● 习惯列车运转速度：2Km/h-160Km/h。
● 列车进入挨近区段3秒钟（±1秒）报警开端（用踏板的方位确认）。
● 道口信号机在非报警状况，点亮白灯，平息红灯。
● 列车进入报警规模，道口信号机开端报警，平息白灯，两红灯替换闪耀，扬声器宣布报警声响。
● 红灯闪耀频率为60±5Hz。
● 扬声器宣布的声响，能够设定为言语报警或钟声报警，能够支撑播送功用。
● 磁性探头及道口信号机作业环境：温度-40℃-70℃;相对湿度95%以下。
三、 体系规划
1. 硬件规划：
道口报警体系主板选用的是PC/104总线模块化嵌入式计算机，PC104总线是专门为嵌入式操控而界说的工业操控总线，其信号界说和ISA总线共同，但电气规范和机械规范却彻底不同，是一种优化的小型、仓库式结构的嵌入式总线规范。PC104具有的主要功用有：（1）小尺度结构，规范PC104模块的机械尺度是3.6英寸×3.8英寸，即96mm×90m。（2）仓库式衔接去掉总线底板和插板滑道，总线以“针”和“孔”方法层叠衔接，即PC104总线模块之间总线的衔接是经过上层的针和基层的孔彼此咬合相连，这种层叠封装有极好的抗震性。（3）下降总线驱动电流，削减元件数量和电源耗费，4mA总线驱动 即可使模块正常作业，每个模块的功耗大约1～2W。该模块上还有CPU芯片、DRAM内存、并口、串口、在板支撑可读写的固态盘、看门狗和实时时钟等，别的还有I/O模块、A/D模块、液晶显现模块、键盘输入模块和打印输出模块等。PC104规范模块在一块尺度很小的单板机上简直集成了一般PC的一切功用。规范的PC兼容体系结构削减了软件开发作业量，模块化、通用化的体系更易于保护、扩展和晋级，削减重复开发的本钱。
道口报警体系中选用研华公司的嵌入式主板PCM3350其CPU挑选的是无需散热片和电扇的pentium-233嵌入式低功耗芯片。输入、输出选用的是PCM3724板，A口和B口为输进口，C口为输出口。嵌入式体系表现了以使用为中心，其软硬件可依据实践状况进行削减，能习惯对功用、可靠性、本钱、体积、功耗等有严格要求的专用计算机体系。PC/104与一般PC机是彻底兼容的，仅仅PC/104比一般PC机的集成度要高，在90x96mm巨细的PCB板上，就集成了CPU、DRAM、显现、IDE、COM、LPT、Network等驱动接口，PC/104嵌入式计算机体积只需一个肥皂盒巨细。PC/104的可靠性，稳定性、抗干扰性也比一般的PC机好得多，合适用于道口报警操控体系中。
2. 软件规划：
下位机选用的是Microsoft Windows CE操作体系，Microsoft Windows CE是模块式实时嵌入式操作体系，服务于空间占有量小、移动的32位智能衔接设备，能够满意多种设备需求。Microsoft Windows CE供给了更好的兼容性，并支撑硬件实时处理功用，且具有以下若干新的内核服务：（1）支撑嵌套的中止：这能够让高优先级的中止当即被呼应，而不是等候低优先级的中止服务例程（interrupt service rouTIne，简称ISR）履行完结。（1）更好的线程呼应：高优先级的中止服务线程（interrupt service threads，简称IST）调度推迟的上限愈加紧了。线程呼应的这个改善能够让开发人员知道线程调度转化什么时候产生，经过进步监督和操控硬件的才能开发新的嵌入式使用程序。（3）更多的优先等级：256个优先等级（在前期的版别中只需8个）给予开发人员更大的灵敏性操控嵌入式体系的调度。（4）更好的操控：对线程时刻片级的操控能够支撑对调度机制更大的操控。这些服务使操作体系能够在中止产生之后当即进行呼应。Microsoft Windows CE操作体系能够小至200KB，是一个合适下一代互连工业主动化设备的抱负小体积嵌入渠道，能从闪存磁盘中发动，也就避免了暴露在尘埃、高温、和轰动环境下，然后使它能够习惯乃至是最恶劣的出产环境，这些功用使Windows CE成为测验和丈量设备以及可编程逻辑操控器等设备抱负的操作体系。
上位机选用的是昆仑通态的MCGS嵌入板软件以完结道口报警操控体系的明晰的可视化界面、动画模仿、报警记载、毛病诊断并提示等功用。MCGS（Monitor and Control Generated System）嵌入版组态软件是一套依据Windows CE操作体系，可用来快速结构和生成监控体系的组态软件包，它为用户供给了从设备驱动、数据收集到数据处理、流程操控、动画显现、报表输出等处理实践工程问题的完好计划和操作东西。MCGS嵌入版组态软件具有多任务、多线程功用，其体系结构选用VC++编程，供给丰厚的设备驱动构件、动画构件、战略构件，用户可随时便当地扩大体系的功用。MCGS嵌入版组态软件是近年来在工业主动化范畴鼓起的一种新式的软件开发技能，开发人员一般不需再编制详细的指令和代码，只需运用组态软件包中的东西，经过硬件组态（硬件装备）、数据组态、图形图画组态等作业即可完结所需使用软件的开发作业，它具有二次开发简洁、开发周期短、通用性强、可靠性高级长处。在道口报警操控体系中引进组态软件技能，能够避开杂乱的计算机软件代码编制问题。研制人员能够依据体系的详细要求，组态装备出界面明晰直观、运用便当、保护量小、可靠性高级高功用和高度专业化的监控软件体系。MCGS嵌入版组态软件体系包含组态环境和运转环境两大部分，MCGS嵌入版组态软件的组态环境由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运转战略五个部分构成。MCGS的运转环境是一个独立的运转体系，能依照“组态效果数据库”中的组态方法进行各种处理，完结用户组态规划的方针和功用。当上位机完结主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库以及相应的运转战略的安排与调试后下传到下位机，在下位机上调试成功后即可。（组态结构见图2）
程序流程选用导向安全机制，将道口从闲暇到列车经过到出清分红几个状况，在相应的运转战略完结道口主动报警的功用。过程如下：（1）安排MCGS的用户窗口完结简略明晰的可视化界面。（2）运用强壮的报表功用记载道口的报警状况并保存在体系中。（3）运用MCGS的运转战略能便当的操控流程并进行毛病诊断。（4）运用MCGS的实时数据库确保道口报警操控体系的可靠性和稳定性。（程序流程见图2）
四、完毕语
研制效果证明在道口报警操控体系中引进嵌入式体系是可行的，它除运用便当、保护量小、可靠性高级长处外，还具有其它许多显着的优势。如体系装备灵敏、开发周期短、通用性强等。此体系除单线以外还开发有双线和站场的道口主动报警而且现已经过体系调试，将在铁路平交道口中得到广泛使用，以削减事端产生，保护国家和公民的生命财产安全。跟着网络技能的遍及和使用还或许持续开发以完结长途监测和网络传输。
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