一種高速公路隧道電氣分區控制系統的製作方法
2023-05-27 06:54:36
一種高速公路隧道電氣分區控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高速公路隧道電氣分區控制系統。高速公路隧道中眾多的電氣設備均基於各自互相獨立的電氣控制線路進行運行控制，效率低下，維護工作量大，布線複雜。本實用新型包括上位機、鍵盤、顯示設備和電氣設備；上位機作為控制中心通過接口電路接入主單片機，再通過接口電路與RS-485總線相連；鍵盤、顯示器均接入主單片機；電氣設備劃分至洞口控制區和隧道內控制區，各電氣設備的驅動電路均通過從單片機和接口電路接入RS-485總線。本實用新型對隧道電氣設備進行分區管理，減小不同設備供電電路之間的相互幹擾，提高了系統的抗幹擾性和穩定性。
【專利說明】一種高速公路隧道電氣分區控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於交通信息工程及控制【技術領域】，具體涉及一種高速公路隧道電氣分區控制系統。
【背景技術】
[0002]高速公路隧道中涉及眾多不同性質、不同種類、不同數量的電氣設備，併合理布置安裝於隧道的不同位置。若如此眾多的電氣設備均基於各自互相獨立的電氣控制線路進行運行控制，不僅效率低下，維護工作量大，布線複雜，極不利於隧道內電氣的統一控制。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種高速公路隧道電氣分區控制系統，在組合的系統中對所有隧道電氣設備的運行進行統一控制。
[0004]本實用新型所採用的技術方案是:
[0005]一種高速公路隧道電氣分區控制系統，其特徵在於:
[0006]包括上位機、鍵盤、顯示設備和電氣設備；
[0007]上位機通過接口電路接入主單片機，再通過接口電路與RS-485總線相連；
[0008]鍵盤、顯示器均接入主單片機；
[0009]電氣設備劃分至洞口控制區和隧道內控制區，洞口控制區的電氣設備涉及交通信號燈和可變信息板，隧道內控制區的電氣設備涉及車道指示器、橫洞門電機、風機和照明燈；各電氣設備的驅動電路均通過從單片機和接口電路接入RS-485總線；
[0010]上位機採用PC ;主單片機與從單片機均採用通用89C52型單片機。
[0011]顯示器採用七段數碼管74HC595，主單片機P2 口的P2.0、P2.1、P2.2分別接到74HC595 的 SER、SRCLK, RCLK 腳。
[0012]風機與從單片機之間連接有光耦合器、電阻和NPN型三極體S8050。
[0013]橫洞門電機通過L298晶片接入從單片機。
[0014]本實用新型具有以下優點:
[0015]本實用新型按照控制對象和區域對隧道電氣設備進行區域劃分並分區管理，可減小不同設備供電電路之間的相互幹擾，提高了系統的抗幹擾性和穩定性；用74HC595晶片驅動LED，速度較快，功耗較小，驅動能力強，LED的數目多少隨意，佔用的I/O 口線較少，是一種造價低廉，應用靈活的控制系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型系統連接圖。
[0017]圖2為顯示設備控制電路圖。
[0018]圖3為鍵盤設備控制電路圖。
[0019]圖4為車道指示器控制電路圖。
[0020]圖5為橫洞門電機控制電路圖。
[0021]圖6為風機控制電路圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合【具體實施方式】對本實用新型進行詳細的說明。
[0023]本實用新型涉及的一種高速公路隧道電氣分區控制系統，包括上位機、鍵盤、顯示設備和電氣設備。上位機通過接口電路接入主單片機，再通過接口電路與RS-485總線相連。鍵盤、顯示器均接入主單片機。電氣設備劃分至洞口控制區和隧道內控制區，洞口控制區的電氣設備涉及交通信號燈和可變信息板，隧道內控制區的電氣設備涉及車道指示器、橫洞門電機、風機和照明燈；各電氣設備的驅動電路均通過從單片機和接口電路接入RS-485總線。上位機採用PC;主單片機與從單片機均採用通用89C52型單片機。本發明採用上位機作為控制中心，通過串口總線的方式進行通信，從而達到控制隧道內電氣設備的目的。
[0024]參見圖2，顯示器採用四個七段數碼管74HC595，顯示隧道發生事故的地點，主單片機P2 口的P2.0、Ρ2.1、Ρ2.2分別接到74HC595的SER、SRCLK、RCLK腳。四個數碼管用來顯示鍵盤輸入的數據。在電路中，從左到右依次為LED1、LED2、LED3、LED4，送數據時，先送LED4的顯示碼，最後送LEDl的數據，鍵盤按下一次就向顯示部分送一次數據。
[0025]參見圖3，鍵盤為4X4式按鍵鍵盤，其中有0-10的數字按鍵、方案演示按鍵、復位按鍵、隧道上下行切換按鍵、內外車道切換按鍵、確認按鍵。數字按鍵可以輸入隧道事故發生地點距隧道入口的距離，通過數碼管顯示出來。復位鍵按下後，顯示部分顯示為零，隧道內機電系統狀態為無事故正常運轉裝態。隧道上下行切換按鍵和內外車道切換按鍵用來選擇隧道事故發生的上下行和內外車道。
[0026]參見圖4，上下行和內外車道控制的狀態用LED燈來顯示。上下行有三種狀態:上行，下行，上行和下行。內外車道三種狀態:內車道，外車道，內車道和外車道。
[0027]參見圖5，本系統中四個從單片機分別用一個L298晶片驅動兩個直流電機，電機驅動電源為12V。本系統中不需要進行電機調速，因此晶片的使能端可接+5V電壓。單片機P2 口的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引腳輸出高電平或低電平，然後經驅動晶片L298放大後控制直流電機。當P2.0和P2.2輸出高電平，P2.1、P2.3引腳輸出低電平時，兩個直流電機正轉；需要改變電機轉動方向時，四個引腳的輸出相反。當需要電機停止時，只要將P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引腳都輸出低電平或高電平。
[0028]參見圖6，系統中風機為工作電壓為DC+12V，每個從單片機控制一個風機。電路中採用一個NPN型三極體放大電路來驅動風機，集電極電壓為+12V，風機連接與電源與三極體集電極之間。三極體基極由單片機P2.4 口輸出高電平和低電平來控制三極體的導通和關斷，在單片機與三極體基極之間接一個1K的電阻和光耦合器，電阻起限流和上拉電阻作用，光耦合器可以隔離單片機與風機電源，起保護和抗幹擾作用。系統中三級管選用S8050，S8050參數為NPN、1W、1.5A、40V、190HZ，用於驅動系統中的風機已足夠。單片機輸出的驅動信號可以是持續的高電平使三極體處於導通狀態，也可以輸出方波控制三級管的導通。
[0029]本實用新型的內容不限於實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術方案採取的任何等效的變換，均為本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種高速公路隧道電氣分區控制系統，其特徵在於: 包括上位機、鍵盤、顯示設備和電氣設備； 上位機通過接口電路接入主單片機，再通過接口電路與RS-485總線相連； 鍵盤、顯示器均接入主單片機； 電氣設備劃分至洞口控制區和隧道內控制區，洞口控制區的電氣設備涉及交通信號燈和可變信息板，隧道內控制區的電氣設備涉及車道指示器、橫洞門電機、風機和照明燈；各電氣設備的驅動電路均通過從單片機和接口電路接入RS-485總線； 上位機採用PC ;主單片機與從單片機均採用通用89C52型單片機。
2.根據權利要求1所述的一種高速公路隧道電氣分區控制系統，其特徵在於: 顯示器採用七段數碼管74HC595，主單片機P2 口的P2.0、P2.1、P2.2分別接到74HC595的 SER、SRCLK, RCLK 腳。
3.根據權利要求2所述的一種高速公路隧道電氣分區控制系統，其特徵在於: 風機與從單片機之間連接有光耦合器、電阻和NPN型三極體S8050。
4.根據權利要求3所述的一種高速公路隧道電氣分區控制系統，其特徵在於: 橫洞門電機通過L298晶片接入從單片機。
【文檔編號】G05B19/042GK203982128SQ201420402075
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】馬春城, 王萬平, 陳海洋, 黨偉榮, 李卓, 張青俠, 康凱 申請人:中交第一公路勘察設計研究院有限公司