专利名称：列车车辆车号模拟器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路车辆行车的模拟装置，特别是一种整列列车车辆车号的模拟器。
背景技术：
目前，随着全国铁路车号自动识别系统和各种其它铁路安全运行检测设备，如配车号系统在全国铁路的全面运用，在设备生产和现场维护过程中都急需一套可模拟车辆运行的模拟装置。在国内现只有简易的列车模拟器，此种模拟器只能模拟固定辆数和固定速度的列车行车信息，除此之外不能模拟产生任何信息，并且此种模拟器只针对固定型号的车号自动识别设备(简称AEI)或红外线轴温探测设备，而对其它型号的车号自动识别设备或红外线轴温探测等设备不能兼容模拟使用，所以在使用时存在一定的局限性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种列车车辆车号模拟器，要解决的技术问题是模拟列车行车的各种信息，并与不同的车号自动识别设备兼容。
本实用新型采用以下技术放案一种列车车辆车号模拟器，具有单片微处理器，单片微处理器分别连接有显示器、锁存器、译码电路、键盘接口、调制耦合电路和模拟磁钢信号输出口，键盘接口与键盘译码电路连接，模拟磁钢信号输出口分别与模拟无源磁钢信号电路和模拟有源磁钢信号电路连接。
本实用新型的显示器是液晶显示屏。
本实用新型的单片微处理器连接有复位电路。
本实用新型的液晶显示屏连接有亮度调节电路和背光开关电路。
本实用新型的模拟无源磁钢信号电路包括连接的第一组三极管开关电路和无源磁钢信号幅度调节电路；模拟有源磁钢信号电路包括第二组三极管开关电路。
本实用新型的模拟车号信号调制耦合电路包括顺序连接的第十四场效应管、偶合器和微波负载电阻。
本实用新型无源磁钢信号产生电路的第一组三极管开关电路采用第二至第五三极管构成开关电路，与幅度调节电路的数字电位器连接，数字电位器的另一端与射极跟随器连接。
本实用新型模拟有源磁钢信号电路的第二组三极管开关电路采用第六至第十三三极管组成开关电路。
本实用新型的亮度调节电路采用级联的射极跟随器和数字电位器；背光开关电路包括第一三极管。
本实用新型的单片微处理器为AT89C55，液晶显示屏为AT-240160B，键盘接口为8279，键盘译码电路为74HC138，射极跟随器为LM324，数字电位器为X9241WS，场效应管为AF002C4-39，耦合器为H1304，微波电阻为RFR50-10W。
本实用新型与现有技术相比，该模拟器不仅能模拟小于等于200辆的不同辆数和小于等于200km/h不同速度的列车行车信息，还能针对AEI或红外线轴温探测等设备模拟有、无源磁钢信息，列车的客货别信息，列车上下行信息，模拟机车和货车标签信息，适应国内现有各种不同型号AEI设备和红外线轴温探测设备，适用于车辆系统和机务系统的行车模拟。
图1为本实用新型实施例的电路原理图(一)。
图2为本实用新型实施例的电路原理图(二)。
图3为本实用新型实施例的电源电路图。
图4为本实用新型实施例的指示灯和变压器连接图。
图5为本实用新型实施例的键盘单元图。
图6为本实用新型实施例的系统工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，控制处理单元包括单片微处理器U1、与单片微处理器U1相连接的锁存器U2、译码电路U3和时钟电路CR1，单片微处理器U1为AT89C55，锁存器U2为74HC373，译码电路U3为74HC138；与单片微处理器U1相连接的液晶显示屏LCD1，与液晶显示屏LCD1连接的、包括有第一三极管Q1为显示屏背光控制电路，液晶显示屏LCD1为AT-240160B，第一三极管Q1为S9012；与单片微处理器U1连接的键盘接口U4，与键盘接口U4连接的键盘译码电路U5，键盘接口U4为8279，键盘译码电路U5为74HC138；发光二极管选择锁存电路包括相连接的或非门U6A和触发器U13，或非门U6A为74HC02，触发器U13为74HC374；与单片微处理器U1连接的阻容复位电路包括第三电解电容E3、第七电阻R7和反相器U7A，反相器U7为74HC14；如图2所示，可调稳压器电路V3与模拟无源磁钢信号电路连接，可调稳压器采用三端稳压器LM117，无源磁钢信号产生电路采用第二至第五三极管Q2～Q5构成开关电路，与数字电位器U9连接，数字电位器U9的另一端与射极跟随器U8连接，第二至第五三极管Q2～Q5为S9013，射极跟随器U8为LM324，数字电位器U9为X9241WS；模拟有源磁钢信号电路采用第六至第十三三极管Q6～Q13组成开关电路，第六至第九三极管Q6～Q9为S9012，第十至第十三三极管Q10～Q13为S9013；液晶屏显示亮度调节电路采用级联的射极跟随器U11A～B和数字电位器U12，射极跟随器U11为LM324，数字电位器U12为X9241WS。
如图3所示，电源电路包括两路顺序连接的整流电路、滤波电路和稳压器，整流电路由第二二极管至第九二极管D2～D9组成，稳压器由第一和第二稳压器V1～V2组成，第二至第九二极管D2～D9为IN4001，第一稳压器V1为7805，第二稳压器V2为7808；模拟车号信号调制耦合电路包括顺序连接的第十四场效应管Q14、偶合器P1和微波负载电阻Rf，第十四场效应管Q14为AF002C4-39，偶合器P1为H1304，微波负载电阻Rf为RFR50-10W；二极管指示灯译码电路U10A，U10为74HC139。
如图4所示，变压器BYQ一端与图3中的整流桥的电压输出口相连，另一端为220V市电输入口，变压器BYQ为PBT-05F666；二极管指示灯的连接口J1与图3中的二极管指示译码电路J7相连，二极管用发光二极管。
如图5所示，键盘单元有二十个按键，按X和Y坐标分别接入九孔插头中，该插头与键盘译码电路U5的插座J2连接；其中，按键11为幅度/亮度键，按键12为车辆/机务键，按键13为0/选择键，按键14为背光键，按键15为确定键。
如图6所示，本实用新型的列车车辆车号模拟器工作流程系统供电所用电源为AC220V市电，当市电电源接通后，电源部分通过变压、整流、滤波、稳压、产生稳定的+5V和+8V直流电压为系统供电，上电后由电解电容E3、电阻R7及反相器U7A组成的阻容复位电路使单片微处理器AT89C55和液晶显示屏AT-240160B复位，AT89C55复位工作后，即可初始化键盘接口8279和液晶显示屏AT-240160B，此两部件初始化完成后，液晶显示屏AT-240160B显示微处理器AT89C55将要送出的模拟器的初始信息，而键盘接口8279通过键盘译码电路74HC138一直处于译码扫描键盘状态而接收键盘键值信号，当键盘接口8279得到键盘键值时将向微处理器AT89C55发出一次中断，微处理器AT89C55由中断处理部分读取键盘接口8279的键盘键值，微处理器AT89C55根据键盘信息而控制模拟器工作，在微处理器控制系统模拟行车时，微处理器在微波偶合器P1口输出有源或无源磁钢原始信息，在TXD脚输出模拟车号原始信息，之后通过磁钢信号处理单元和车号信号处理单元处理，达到与实际行车等同的磁钢信号和车号信号，以此实现模拟行车。
本实用新型的列车车辆车号模拟器包括输入显示控制处理部分、模拟的磁钢信号及车号信号的产生部分和电源电路。输入显示控制处理部分包括单片微处理器U1和阻容复位电路，单片微处理器U1扩展所用锁存器U2和译码电路U3，键盘接口U4，键盘译码电路U5，键盘单元，键盘接口U4输出编码信息由键盘译码电路U5进行译码，之后再由键盘接口U4回扫确定键盘键值并通过中断信号中断微处理器U1，由微处理器U1读取键盘值。液晶显示屏LCD1，显示屏背光控制电路Q1，显示屏亮度调节电路所用射极跟随器U11和数字电位器U12，液晶屏显示亮度调节电路由微处理器U1的P34、P35输出I2C信号，控制数字电位器U12，之后由放大器U11B对电位器滑动端电压放大，并由射随器U11A进行能量跟随后送回到显示屏亮度调节端来调节显示屏亮度。二极管指示锁存电路，二极管指示译码电路U10和二极管指示电路。
模拟的磁钢信号及车号信号的产生部分包括模拟无源磁钢信号电路，无源磁钢信号幅度调节电路由稳压器V3提供信号能量，由微处理器U1的P34、P35口输出的I2C信号控制数字电位器U9来设定信号幅度，之后由射随器U8进行能量跟随输出，模拟有源磁钢信号电路由第六和第七PNP型三极管模拟有源磁钢磁头，由第十至第十三NPN型三极管组成的开关电路模拟有源磁钢的信号跳变，模拟转信号电路，在模拟车号信号调制耦合电路中，微波电阻Rf接收并耗散AEI发出的微波主波，由第十二电容C12对模拟的车号方波隔直耦合到高频调制器的场效应管Q14上进行信号调制，之后再由微波耦合器P1将调制波信号耦合到微波馈线上；标签信号调制器Q14，微波耦合器P1；微波电阻Rf。
电源电路包括变压器连接电路BYQ，两个全桥整流电路，三端稳压器，电容滤波器电路。
各主要功能单元工作原理(1)控制处理单元U1～U3、CR1，控制处理单元为本实用新型列车车辆车号模拟器的智能单元。该单元通过键盘接口扫描电路接收外部键盘命令；给出地址/数据选择信号A0、A1信号，A0如图1U4，A1如图1LCD1，给出片选信号Y0、Y1、Y2，Y0如图1U6A，Y1如图1U4，Y2如图1LCD1；给出数字电位器的设置信号，图1的P34、P35；给出磁钢模拟原始信息，图1的P1口；给出车号模拟原始信息图1的TXD，模拟器在微处理器所给出这些信号的控制下协调工作。
(2)无源磁钢信号模拟处理单元V1、Q2～3、U8、U9，该单元主要模拟产生不同幅度的无源磁钢信号。在模拟无源磁钢信号时必须考虑信号的驱动能力和信号的幅度，微处理器I/O口的驱动能力有限，并且其信号幅度恒定，故直接用微处理器I/O口线输出的磁钢模拟原始信息肯定不行。为了解决信号驱动能力，我们用微处理器的I/O口线控制三极管，图2Q2～Q3，使三极管构成开关电路即可解决驱动能力，又由于当模拟的无源磁钢信号幅度较低时会将驱动源下拉，直接用系统VCC会影响整个模拟器的正常运行，在此我们用三端稳压器V3，如图2LM117提供能源。另外模拟磁钢信号的幅度我们用数字电位器U9，图2X9241WS进行分压控制，为了保证分压后信号的幅度和信号的驱动，最后我们用了射极跟随器U8，图2LM324。
(3)有源磁钢信号模拟处理单元Q6～Q13，由于实际的有源磁钢工作原理犹如三极管开关电路，故我们直接用三极管开关电路进行信号模拟，图2Q6～Q13)，模拟有源磁钢的电源用AEI的+12V，图1AEIpow。
(4)模拟车号信号调制耦合单元Q14、P1，为了模拟器能将车号信息耦合到AEI的射频馈线上，本实用新型用了微波负载电阻Rf，图3RFR50-10W接收耗散射频能量；模拟的车号的原始信息是由微处理器的10脚，图1TXD输出，隔直耦合电容C12将微处理器TXD管脚输出的车号信号送到Q14，图3AF002C4-39高频元件进行信号调制，耦合器P1，图3H1304将调制后的信号直接耦合加载到地面设备的射频馈线上。
权利要求1.一种列车车辆车号模拟器，其特征在于具有单片微处理器，单片微处理器分别连接有显示器、锁存器、译码电路、键盘接口、调制耦合电路和模拟磁钢信号输出口，键盘接口与键盘译码电路连接，模拟磁钢信号输出口分别与模拟无源磁钢信号电路和模拟有源磁钢信号电路连接。
2.根据权利要求1所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述显示器是液晶显示屏。
3.根据权利要求2所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述单片微处理器连接有复位电路。
4.根据权利要求3所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述液晶显示屏连接有亮度调节电路和背光开关电路。
5.根据权利要求4所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述模拟无源磁钢信号电路包括连接的第一组三极管开关电路和无源磁钢信号幅度调节电路；模拟有源磁钢信号电路包括第二组三极管开关电路。
6.根据权利要求5所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述模拟车号信号调制耦合电路包括顺序连接的第十四场效应管、偶合器和微波负载电阻。
7.根据权利要求6所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述无源磁钢信号产生电路的第一组三极管开关电路采用第二至第五三极管构成开关电路，与幅度调节电路的数字电位器连接，数字电位器的另一端与射极跟随器连接。
8.根据权利要求7所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述模拟有源磁钢信号电路的第二组三极管开关电路采用第六至第十三三极管组成开关电路。
9.根据权利要求8所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述亮度调节电路采用级联的射极跟随器和数字电位器；背光开关电路包括第一三极管。
10.根据权利要求9所述的列车车辆车号模拟器，其特征在于所述单片微处理器为AT89C55，液晶显示屏为AT-240160B，键盘接口为8279，键盘译码电路为74HC138，射极跟随器为LM324，数字电位器为X9241WS，场效应管为AF002C4-39，耦合器为H1304，微波电阻为RFR50-10W。
专利摘要本实用新型公开了一种列车车辆车号模拟器，要解决的技术问题是模拟列车行车的各种信息，与不同的车号自动识别设备兼容，本实用新型的模拟器，具有单片微处理器，单片微处理器分别连接有显示器、锁存器、译码电路、键盘接口、调制耦合电路和模拟磁钢信号输出口，键盘接口与键盘译码电路连接，模拟磁钢信号输出口分别与模拟无源磁钢信号电路和模拟有源磁钢信号电路连接，与现有技术相比，该模拟器能模拟小于等于200辆的不同辆数和小于等于200km/h不同速度的列车行车信息，针对AEI或红外线轴温探测等设备模拟有、无源磁钢信息，列车的客货别信息，列车上下行信息，模拟机车和货车标签信息，适应不同型号AEI设备和红外线轴温探测设备。
文档编号B61L25/04GK2846255SQ20052006548
公开日2006年12月13日 申请日期2005年10月3日 优先权日2005年10月3日
发明者成世毅, 梁自泰, 冯汉炯, 陈长安 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司