專(zhuān)利名稱(chēng)：列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路車(chē)輛行車(chē)的模擬裝置，特別是一種整列列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)的模擬器。
背景技術(shù)：
目前，隨著全國(guó)鐵路車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和各種其它鐵路安全運(yùn)行檢測(cè)設(shè)備，如配車(chē)號(hào)系統(tǒng)在全國(guó)鐵路的全面運(yùn)用，在設(shè)備生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)過(guò)程中都急需一套可模擬車(chē)輛運(yùn)行的模擬裝置。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)只有簡(jiǎn)易的列車(chē)模擬器，此種模擬器只能模擬固定輛數(shù)和固定速度的列車(chē)行車(chē)信息，除此之外不能模擬產(chǎn)生任何信息，并且此種模擬器只針對(duì)固定型號(hào)的車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備(簡(jiǎn)稱(chēng)AEI)或紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)設(shè)備，而對(duì)其它型號(hào)的車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備或紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)等設(shè)備不能兼容模擬使用，所以在使用時(shí)存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，要解決的技術(shù)問(wèn)題是模擬列車(chē)行車(chē)的各種信息，并與不同的車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備兼容。
本實(shí)用新型采用以下技術(shù)放案一種列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，具有單片微處理器，單片微處理器分別連接有顯示器、鎖存器、譯碼電路、鍵盤(pán)接口、調(diào)制耦合電路和模擬磁鋼信號(hào)輸出口，鍵盤(pán)接口與鍵盤(pán)譯碼電路連接，模擬磁鋼信號(hào)輸出口分別與模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)電路和模擬有源磁鋼信號(hào)電路連接。
本實(shí)用新型的顯示器是液晶顯示屏。
本實(shí)用新型的單片微處理器連接有復(fù)位電路。
本實(shí)用新型的液晶顯示屏連接有亮度調(diào)節(jié)電路和背光開(kāi)關(guān)電路。
本實(shí)用新型的模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)電路包括連接的第一組三極管開(kāi)關(guān)電路和無(wú)源磁鋼信號(hào)幅度調(diào)節(jié)電路；模擬有源磁鋼信號(hào)電路包括第二組三極管開(kāi)關(guān)電路。
本實(shí)用新型的模擬車(chē)號(hào)信號(hào)調(diào)制耦合電路包括順序連接的第十四場(chǎng)效應(yīng)管、偶合器和微波負(fù)載電阻。
本實(shí)用新型無(wú)源磁鋼信號(hào)產(chǎn)生電路的第一組三極管開(kāi)關(guān)電路采用第二至第五三極管構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路，與幅度調(diào)節(jié)電路的數(shù)字電位器連接，數(shù)字電位器的另一端與射極跟隨器連接。
本實(shí)用新型模擬有源磁鋼信號(hào)電路的第二組三極管開(kāi)關(guān)電路采用第六至第十三三極管組成開(kāi)關(guān)電路。
本實(shí)用新型的亮度調(diào)節(jié)電路采用級(jí)聯(lián)的射極跟隨器和數(shù)字電位器；背光開(kāi)關(guān)電路包括第一三極管。
本實(shí)用新型的單片微處理器為AT89C55，液晶顯示屏為AT-240160B，鍵盤(pán)接口為8279，鍵盤(pán)譯碼電路為74HC138，射極跟隨器為L(zhǎng)M324，數(shù)字電位器為X9241WS，場(chǎng)效應(yīng)管為AF002C4-39，耦合器為H1304，微波電阻為RFR50-10W。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，該模擬器不僅能模擬小于等于200輛的不同輛數(shù)和小于等于200km/h不同速度的列車(chē)行車(chē)信息，還能針對(duì)AEI或紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)等設(shè)備模擬有、無(wú)源磁鋼信息，列車(chē)的客貨別信息，列車(chē)上下行信息，模擬機(jī)車(chē)和貨車(chē)標(biāo)簽信息，適應(yīng)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有各種不同型號(hào)AEI設(shè)備和紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)設(shè)備，適用于車(chē)輛系統(tǒng)和機(jī)務(wù)系統(tǒng)的行車(chē)模擬。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖(一)。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖(二)。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的電源電路圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的指示燈和變壓器連接圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的鍵盤(pán)單元圖。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，控制處理單元包括單片微處理器U1、與單片微處理器U1相連接的鎖存器U2、譯碼電路U3和時(shí)鐘電路CR1，單片微處理器U1為AT89C55，鎖存器U2為74HC373，譯碼電路U3為74HC138；與單片微處理器U1相連接的液晶顯示屏LCD1，與液晶顯示屏LCD1連接的、包括有第一三極管Q1為顯示屏背光控制電路，液晶顯示屏LCD1為AT-240160B，第一三極管Q1為S9012；與單片微處理器U1連接的鍵盤(pán)接口U4，與鍵盤(pán)接口U4連接的鍵盤(pán)譯碼電路U5，鍵盤(pán)接口U4為8279，鍵盤(pán)譯碼電路U5為74HC138；發(fā)光二極管選擇鎖存電路包括相連接的或非門(mén)U6A和觸發(fā)器U13，或非門(mén)U6A為74HC02，觸發(fā)器U13為74HC374；與單片微處理器U1連接的阻容復(fù)位電路包括第三電解電容E3、第七電阻R7和反相器U7A，反相器U7為74HC14；如圖2所示，可調(diào)穩(wěn)壓器電路V3與模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)電路連接，可調(diào)穩(wěn)壓器采用三端穩(wěn)壓器LM117，無(wú)源磁鋼信號(hào)產(chǎn)生電路采用第二至第五三極管Q2～Q5構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路，與數(shù)字電位器U9連接，數(shù)字電位器U9的另一端與射極跟隨器U8連接，第二至第五三極管Q2～Q5為S9013，射極跟隨器U8為L(zhǎng)M324，數(shù)字電位器U9為X9241WS；模擬有源磁鋼信號(hào)電路采用第六至第十三三極管Q6～Q13組成開(kāi)關(guān)電路，第六至第九三極管Q6～Q9為S9012，第十至第十三三極管Q10～Q13為S9013；液晶屏顯示亮度調(diào)節(jié)電路采用級(jí)聯(lián)的射極跟隨器U11A～B和數(shù)字電位器U12，射極跟隨器U11為L(zhǎng)M324，數(shù)字電位器U12為X9241WS。
如圖3所示，電源電路包括兩路順序連接的整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓器，整流電路由第二二極管至第九二極管D2～D9組成，穩(wěn)壓器由第一和第二穩(wěn)壓器V1～V2組成，第二至第九二極管D2～D9為IN4001，第一穩(wěn)壓器V1為7805，第二穩(wěn)壓器V2為7808；模擬車(chē)號(hào)信號(hào)調(diào)制耦合電路包括順序連接的第十四場(chǎng)效應(yīng)管Q14、偶合器P1和微波負(fù)載電阻Rf，第十四場(chǎng)效應(yīng)管Q14為AF002C4-39，偶合器P1為H1304，微波負(fù)載電阻Rf為RFR50-10W；二極管指示燈譯碼電路U10A，U10為74HC139。
如圖4所示，變壓器BYQ一端與圖3中的整流橋的電壓輸出口相連，另一端為220V市電輸入口，變壓器BYQ為PBT-05F666；二極管指示燈的連接口J1與圖3中的二極管指示譯碼電路J7相連，二極管用發(fā)光二極管。
如圖5所示，鍵盤(pán)單元有二十個(gè)按鍵，按X和Y坐標(biāo)分別接入九孔插頭中，該插頭與鍵盤(pán)譯碼電路U5的插座J2連接；其中，按鍵11為幅度/亮度鍵，按鍵12為車(chē)輛/機(jī)務(wù)鍵，按鍵13為0/選擇鍵，按鍵14為背光鍵，按鍵15為確定鍵。
如圖6所示，本實(shí)用新型的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器工作流程系統(tǒng)供電所用電源為AC220V市電，當(dāng)市電電源接通后，電源部分通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓、產(chǎn)生穩(wěn)定的+5V和+8V直流電壓為系統(tǒng)供電，上電后由電解電容E3、電阻R7及反相器U7A組成的阻容復(fù)位電路使單片微處理器AT89C55和液晶顯示屏AT-240160B復(fù)位，AT89C55復(fù)位工作后，即可初始化鍵盤(pán)接口8279和液晶顯示屏AT-240160B，此兩部件初始化完成后，液晶顯示屏AT-240160B顯示微處理器AT89C55將要送出的模擬器的初始信息，而鍵盤(pán)接口8279通過(guò)鍵盤(pán)譯碼電路74HC138一直處于譯碼掃描鍵盤(pán)狀態(tài)而接收鍵盤(pán)鍵值信號(hào)，當(dāng)鍵盤(pán)接口8279得到鍵盤(pán)鍵值時(shí)將向微處理器AT89C55發(fā)出一次中斷，微處理器AT89C55由中斷處理部分讀取鍵盤(pán)接口8279的鍵盤(pán)鍵值，微處理器AT89C55根據(jù)鍵盤(pán)信息而控制模擬器工作，在微處理器控制系統(tǒng)模擬行車(chē)時(shí)，微處理器在微波偶合器P1口輸出有源或無(wú)源磁鋼原始信息，在TXD腳輸出模擬車(chē)號(hào)原始信息，之后通過(guò)磁鋼信號(hào)處理單元和車(chē)號(hào)信號(hào)處理單元處理，達(dá)到與實(shí)際行車(chē)等同的磁鋼信號(hào)和車(chē)號(hào)信號(hào)，以此實(shí)現(xiàn)模擬行車(chē)。
本實(shí)用新型的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器包括輸入顯示控制處理部分、模擬的磁鋼信號(hào)及車(chē)號(hào)信號(hào)的產(chǎn)生部分和電源電路。輸入顯示控制處理部分包括單片微處理器U1和阻容復(fù)位電路，單片微處理器U1擴(kuò)展所用鎖存器U2和譯碼電路U3，鍵盤(pán)接口U4，鍵盤(pán)譯碼電路U5，鍵盤(pán)單元，鍵盤(pán)接口U4輸出編碼信息由鍵盤(pán)譯碼電路U5進(jìn)行譯碼，之后再由鍵盤(pán)接口U4回掃確定鍵盤(pán)鍵值并通過(guò)中斷信號(hào)中斷微處理器U1，由微處理器U1讀取鍵盤(pán)值。液晶顯示屏LCD1，顯示屏背光控制電路Q(chēng)1，顯示屏亮度調(diào)節(jié)電路所用射極跟隨器U11和數(shù)字電位器U12，液晶屏顯示亮度調(diào)節(jié)電路由微處理器U1的P34、P35輸出I2C信號(hào)，控制數(shù)字電位器U12，之后由放大器U11B對(duì)電位器滑動(dòng)端電壓放大，并由射隨器U11A進(jìn)行能量跟隨后送回到顯示屏亮度調(diào)節(jié)端來(lái)調(diào)節(jié)顯示屏亮度。二極管指示鎖存電路，二極管指示譯碼電路U10和二極管指示電路。
模擬的磁鋼信號(hào)及車(chē)號(hào)信號(hào)的產(chǎn)生部分包括模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)電路，無(wú)源磁鋼信號(hào)幅度調(diào)節(jié)電路由穩(wěn)壓器V3提供信號(hào)能量，由微處理器U1的P34、P35口輸出的I2C信號(hào)控制數(shù)字電位器U9來(lái)設(shè)定信號(hào)幅度，之后由射隨器U8進(jìn)行能量跟隨輸出，模擬有源磁鋼信號(hào)電路由第六和第七PNP型三極管模擬有源磁鋼磁頭，由第十至第十三NPN型三極管組成的開(kāi)關(guān)電路模擬有源磁鋼的信號(hào)跳變，模擬轉(zhuǎn)信號(hào)電路，在模擬車(chē)號(hào)信號(hào)調(diào)制耦合電路中，微波電阻Rf接收并耗散AEI發(fā)出的微波主波，由第十二電容C12對(duì)模擬的車(chē)號(hào)方波隔直耦合到高頻調(diào)制器的場(chǎng)效應(yīng)管Q14上進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，之后再由微波耦合器P1將調(diào)制波信號(hào)耦合到微波饋線(xiàn)上；標(biāo)簽信號(hào)調(diào)制器Q14，微波耦合器P1；微波電阻Rf。
電源電路包括變壓器連接電路BYQ，兩個(gè)全橋整流電路，三端穩(wěn)壓器，電容濾波器電路。
各主要功能單元工作原理(1)控制處理單元U1～U3、CR1，控制處理單元為本實(shí)用新型列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器的智能單元。該單元通過(guò)鍵盤(pán)接口掃描電路接收外部鍵盤(pán)命令；給出地址/數(shù)據(jù)選擇信號(hào)A0、A1信號(hào)，A0如圖1U4，A1如圖1LCD1，給出片選信號(hào)Y0、Y1、Y2，Y0如圖1U6A，Y1如圖1U4，Y2如圖1LCD1；給出數(shù)字電位器的設(shè)置信號(hào)，圖1的P34、P35；給出磁鋼模擬原始信息，圖1的P1口；給出車(chē)號(hào)模擬原始信息圖1的TXD，模擬器在微處理器所給出這些信號(hào)的控制下協(xié)調(diào)工作。
(2)無(wú)源磁鋼信號(hào)模擬處理單元V1、Q2～3、U8、U9，該單元主要模擬產(chǎn)生不同幅度的無(wú)源磁鋼信號(hào)。在模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)時(shí)必須考慮信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力和信號(hào)的幅度，微處理器I/O口的驅(qū)動(dòng)能力有限，并且其信號(hào)幅度恒定，故直接用微處理器I/O口線(xiàn)輸出的磁鋼模擬原始信息肯定不行。為了解決信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力，我們用微處理器的I/O口線(xiàn)控制三極管，圖2Q2～Q3，使三極管構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路即可解決驅(qū)動(dòng)能力，又由于當(dāng)模擬的無(wú)源磁鋼信號(hào)幅度較低時(shí)會(huì)將驅(qū)動(dòng)源下拉，直接用系統(tǒng)VCC會(huì)影響整個(gè)模擬器的正常運(yùn)行，在此我們用三端穩(wěn)壓器V3，如圖2LM117提供能源。另外模擬磁鋼信號(hào)的幅度我們用數(shù)字電位器U9，圖2X9241WS進(jìn)行分壓控制，為了保證分壓后信號(hào)的幅度和信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，最后我們用了射極跟隨器U8，圖2LM324。
(3)有源磁鋼信號(hào)模擬處理單元Q6～Q13，由于實(shí)際的有源磁鋼工作原理猶如三極管開(kāi)關(guān)電路，故我們直接用三極管開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行信號(hào)模擬，圖2Q6～Q13)，模擬有源磁鋼的電源用AEI的+12V，圖1AEIpow。
(4)模擬車(chē)號(hào)信號(hào)調(diào)制耦合單元Q14、P1，為了模擬器能將車(chē)號(hào)信息耦合到AEI的射頻饋線(xiàn)上，本實(shí)用新型用了微波負(fù)載電阻Rf，圖3RFR50-10W接收耗散射頻能量；模擬的車(chē)號(hào)的原始信息是由微處理器的10腳，圖1TXD輸出，隔直耦合電容C12將微處理器TXD管腳輸出的車(chē)號(hào)信號(hào)送到Q14，圖3AF002C4-39高頻元件進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，耦合器P1，圖3H1304將調(diào)制后的信號(hào)直接耦合加載到地面設(shè)備的射頻饋線(xiàn)上。
權(quán)利要求1.一種列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于具有單片微處理器，單片微處理器分別連接有顯示器、鎖存器、譯碼電路、鍵盤(pán)接口、調(diào)制耦合電路和模擬磁鋼信號(hào)輸出口，鍵盤(pán)接口與鍵盤(pán)譯碼電路連接，模擬磁鋼信號(hào)輸出口分別與模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)電路和模擬有源磁鋼信號(hào)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述顯示器是液晶顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述單片微處理器連接有復(fù)位電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述液晶顯示屏連接有亮度調(diào)節(jié)電路和背光開(kāi)關(guān)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)電路包括連接的第一組三極管開(kāi)關(guān)電路和無(wú)源磁鋼信號(hào)幅度調(diào)節(jié)電路；模擬有源磁鋼信號(hào)電路包括第二組三極管開(kāi)關(guān)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述模擬車(chē)號(hào)信號(hào)調(diào)制耦合電路包括順序連接的第十四場(chǎng)效應(yīng)管、偶合器和微波負(fù)載電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述無(wú)源磁鋼信號(hào)產(chǎn)生電路的第一組三極管開(kāi)關(guān)電路采用第二至第五三極管構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路，與幅度調(diào)節(jié)電路的數(shù)字電位器連接，數(shù)字電位器的另一端與射極跟隨器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述模擬有源磁鋼信號(hào)電路的第二組三極管開(kāi)關(guān)電路采用第六至第十三三極管組成開(kāi)關(guān)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述亮度調(diào)節(jié)電路采用級(jí)聯(lián)的射極跟隨器和數(shù)字電位器；背光開(kāi)關(guān)電路包括第一三極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，其特征在于所述單片微處理器為AT89C55，液晶顯示屏為AT-240160B，鍵盤(pán)接口為8279，鍵盤(pán)譯碼電路為74HC138，射極跟隨器為L(zhǎng)M324，數(shù)字電位器為X9241WS，場(chǎng)效應(yīng)管為AF002C4-39，耦合器為H1304，微波電阻為RFR50-10W。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種列車(chē)車(chē)輛車(chē)號(hào)模擬器，要解決的技術(shù)問(wèn)題是模擬列車(chē)行車(chē)的各種信息，與不同的車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備兼容，本實(shí)用新型的模擬器，具有單片微處理器，單片微處理器分別連接有顯示器、鎖存器、譯碼電路、鍵盤(pán)接口、調(diào)制耦合電路和模擬磁鋼信號(hào)輸出口，鍵盤(pán)接口與鍵盤(pán)譯碼電路連接，模擬磁鋼信號(hào)輸出口分別與模擬無(wú)源磁鋼信號(hào)電路和模擬有源磁鋼信號(hào)電路連接，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該模擬器能模擬小于等于200輛的不同輛數(shù)和小于等于200km/h不同速度的列車(chē)行車(chē)信息，針對(duì)AEI或紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)等設(shè)備模擬有、無(wú)源磁鋼信息，列車(chē)的客貨別信息，列車(chē)上下行信息，模擬機(jī)車(chē)和貨車(chē)標(biāo)簽信息，適應(yīng)不同型號(hào)AEI設(shè)備和紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)設(shè)備。
文檔編號(hào)B61L25/04GK2846255SQ20052006548
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日
發(fā)明者成世毅, 梁自泰, 馮漢炯, 陳長(zhǎng)安 申請(qǐng)人:深圳市遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)股份有限公司