科技网

当前位置: 首页 >通讯

采用SD卡文字声光警示系统设计

通讯
来源: 作者: 2018-10-29 10:11:52

采用SD卡文字声光警示系统设计

导读:

以铁路道口应用为例,设计了一种基于SD卡的信息数据存储警示系统。该系统可在需要警示的情况下,通过人工操作或自动触发发出相应的警示信息,包括LED显示屏显示文字警示信息、语音系统播放警示语音、警灯闪烁进行灯光警示。

作者:卫建华,郭鹏,余游江,王锦,陈博敏  文字及语音警示信息的原始数据存储在SD卡中,针对不同的应用需求,只需修改SD卡中的内容,可适用于多种应用场所。  0 引 言  在安防、交通、建设等现场经常需要进行语音或文字信息的警示,比如安防禁区、道路交通路口或施工现场,本警示系统以铁路道口应用为例进行研制开发,可进行预警信息提示,避免事故发生。  随着铁路行车速度、密度的不断提高和公路车辆的急速增多,铁路平交道口的安全问题已经变得非常突出。平交道口有区间和站内之分,以及有人看守和无人看守之分。站内道口由于多是地处人口稠密、经济活动频繁的市镇地区,公路交通车辆日益增多,很多的站内道口附近的铁路行车作业非常复杂,正线、专用线、调车线等四通八达,通向道口的线路很多,与车站信号连锁困难,所有的这些因素都制约了平交道口改为立交道口的进程,这就决定了平交站内道口在今后相当长的一个时期内仍将继续存在,服务于运输生产。  道口安全是铁路运输安全的重要组成部分,铁路道口是任何一条铁路与公路的平面交叉,它是一个涉及多个管理部门(铁路、公路、地方等),由人(驾驶员、交通参与者)、车(机车、汽车等)、设备(道口特性、安全装置、公路几何线形等)、环境(天气、视距、车速等)组成的复杂系统。道口交通是铁路运输安全生产中的薄弱环节,也是道路运输的危险地段,它直接威胁着交通参与者的人身安全。在铁路平交道口设置警示系统,可在列车接近道口前发出警示信息,提示道口值守人员及行人、过往的车辆注意,从而有效地避免道口交通事故的发生。  1 铁路道口警示系统  图1所示是铁路道口平面示意图。其中,A-1和A-2为红外探测器,B-1和B-2为道口栏杆,C-1 和C-2 为闪烁警示灯,在D-1和D-2的合理位置设置LED等文字显示设备,E为号角喇叭,K1、K4为火车到来检测传感器,K2、K3是火车离开检测传感器。根据铁路道口的控制要求,必须将火车到与离开转变为电信号,利用传感器即可完成此要求;然后将检测到的电信号送给相应的电路进行处理,使之产生输出信号;再利用输出信号驱动执行机构完成道口栏杆起降及语音播报和文字显示等相应的功能,达到警示路人和车辆的目的。  铁路道口警示系统采用图2所示的总体方案设计,主要由触发源、控制系统、系统功能实现模块组成。触发源由按键、红外探测器、传感器等组成,触发源将外部触发信号送至控制系统进行相应的处理。控制系统是整个系统的中央处理系统,可将得到的检测信号进行相应的处理,通过硬件与软件的结合来控制各个部分的工作,实现系统的各项功能。功能实现模块包括文字显示、灯光警示、语音播放和被控设备动作等四个功能。  2 警示系统设计方案  根据铁路道口警示系统的设计要求, 采用单片机C8051F340作为核心主控芯片。该芯片外设接口丰富,低功耗,性价比高,可以满足道口警示系统的需求。  警示系统的设计方案如图3所示,主要包括SD卡电路、MP3解码电路、功放电路、串口通信电路、列车行进检测电路和道口栏杆起降控制电路等。  按键主要受值班人员控制,值班人员可以根据具体的情况来触发按键起到警示的作用;红外探测器安装在道口栏杆之前,在需要警示的情况下,当路人强行通过时会触发,此时将触发信号送入控制电路中,将会有相应的语音播报及文字信息显示;列车行进检测电路主要作用是检测列车的到来和离开,其电路主要由传感器组成,可选用磁钢传感器,由传感器采集火车的行进信息,将检测信号送至单片机进行处理;串行接口主要连接文字显示设备,文字显示设备可以是LED显示器或者是视频显示设备(可在视频上叠加文字);闪烁警示灯可进行灯光警示,尤其是夜晚对远处的行人和车辆进行有效警示;SD卡主要存放警示的文字和语音内容,以便于系统进行调用;道口栏杆升降电路是控制道口栏杆升降,火车到来时阻止行人和车辆的通行;语音解码芯片采用VS1003B,可对单片机读出的语音文件进行解码,以语音形式输出,该芯片支持MP3及WMA文件格式。功放电路对解码后的警示语音内容进行放大,再送至号角喇叭进行播放;话筒安置在道口房内,供值班人员进行紧急情况的语音喊话。  警示系统的功能实现如下:没有列车通过时,道口的闪光灯不工作,道口栏杆抬起,文字显示设备上可显示列车的通行时间以及提醒通行车辆和行人安全通过的提示信息;当有火车到来时,传感器K1或K4检测到来车信号,单片机控制电路接收来到自传感器的火车到来信号,此时通过控制电路将道口栏杆降下,同时单片机从SD卡中调用相关文字警示及语音文件,语音文件为MP3的格式,警示文字信息为TXT文件格式。考虑到语音文件的播放时间较长,因此单片机首先读取SD卡中的相应的TXT文件,并将该文件内存储的16进制文件通过串口送至LED或视频字符显示设备,之后单片机打开SD卡中存储的相关MP3格式的音频文件,音频数据通过SPI总线传输到音频解码芯片VS1003B进行解码,解码之后会通过功放电路送至号角喇叭进行播放,同时打开闪烁警示灯,从而实现了文字及声光警示行人和过往车辆有列车通过。红外探测器安装在道口栏杆之前的合适位置,在道口栏杆放下的情况下行人接近后会触发红外探测器,触发信号就会驱动单片机从SD卡中调用与之相关的警示内容进行文字和声光警示,以警示行人禁止前行。如果行人还是继续前行,此时道口房内的值班人员可按下相应的按键,使系统显示预制的文字警示信息和播放预存的语音警示信息,再则还可以通过话筒进行严厉的语音警示。当火车离开后,传感器K2或K3检测到火车离开,检测信号驱动单片机进行相应的动作,包括道口栏杆升起、闪光警示灯停止闪烁、号角喇叭停止警示语音播报、文字显示设备上显示列车的通行时间以及运行车辆和行人通过的信息。如果有突发事件发生,值班人员也可以通过话筒进行语音播报来警示行人和过往的车辆。

12下一页>

融创红岛壹号院
星力捕鱼平台
中赢云际

相关推荐