CN207984876U - 一种地铁列车报警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种地铁列车报警系统，包括主机和从机，主机设置在司机驾驶室，若干个从机分设于每节车厢，若干个从机挂于车载CAN总线上面，通过车载CAN总线与主机进行通信连接。从机包括从机控制单元、按钮单元、从机声光报警单元和从机CAN通信单元。主机包括主机控制单元、主机CAN通信单元、主机声光报警单元、时钟单元、显示单元、键盘输入单元和存储单元。本实用新型基于单片机控制和CAN总线通讯技术，采用主从机的CAN总线通讯方式，车厢内的乘客能主动发起报警，车乘人员也能在第一时间对报警信息采取应对措施，避免了信息传输的不对称，提高了安全性，可广泛应用于其他安防场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及地铁安防技术领域，特别涉及一种地铁列车报警系统。
背景技术
地铁作为城市主要的轨道交通方式之一，人员聚集量大，其安防措施应受到重视。现有的地铁安防主要在地铁站台内实施，例如当站台内发生火灾、斗殴或踩踏等事故时，站台内的报警设备发出报警，提醒乘客尽快疏散撤离，尽可能的减少伤害。
而对于地铁列车车厢内的异常突发事件，现有技术中通过在车厢内设置摄像头，实时获取车厢内的视频数据，视频数据传送到设置于列车驾驶室内的监视器上，车乘人员通过监视器查看各个车厢内的监控视频。由于每个车厢前后至少对应一个摄像头进行监控，监控画面较多，每个车厢的监控画面或以小窗口形式同时显示在监控器上，或以轮流的方式显示在监控器上。因此，当车厢内发生斗殴、踩踏、甚至恶意伤害事件时，或因为画面太小看不清楚，或因为画面没有实时显示，又或因为车乘人员人为因素没有及时发现，都会导致车乘人员不能在第一时间及时采取应对措施，从而造成安全隐患。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种地铁列车报警系统，采用主从机的CAN总线通讯方式，车厢内的乘客能主动发起报警，车乘人员也能在第一时间对报警信息采取应对措施，提高了安全性。
(二)技术方案
一种地铁列车报警系统，包括主机和从机，所述主机设置在司机驾驶室，若干个所述从机分设于每节车厢，若干个所述从机挂于车载CAN总线上面，通过所述车载CAN总线与所述主机进行通信连接；
所述从机包括从机控制单元、按钮单元、从机声光报警单元和从机CAN通信单元；
所述按钮单元用于加载乘客报警动作，输出触发信号送入所述从机控制单元，所述按钮单元包括按钮开关、继电器和第一电阻，所述继电器为单刀单掷型继电器；
所述从机控制单元对所述触发信号进行处理，输出低电平信号控制所述从机声光报警单元进行声光报警；所述从机控制单元通过所述CAN通信单元将报警信息发送给主机并接收主机的确认信号，所述从机控制单元对所述确认信号进行处理，输出高电平信号控制所述从机声光报警单元停止报警；
所述主机包括主机控制单元、主机CAN通信单元、主机声光报警单元、时钟单元、显示单元、键盘输入单元和存储单元；
所述主机控制单元通过所述主机CAN通信单元接收所述从机发送的所述报警信息，输出低电平信号控制所述主机声光报警单元进行声光报警；
所述时钟单元为所述主机提供具体计时，所述时钟单元包括时钟芯片、备用电池、第一晶振、第一和第二电容，其中所述时钟芯片选用实时时钟芯片DS1302；
所述显示单元对报警车厢位置和报警时间进行实时显示；
所述键盘输入单元用于修改和设定所述主机的时钟，同时用于确定向所述从机发送所述确认信息，所述主机控制单元识别确定动作，并输出高电平信号控制所述主机声光报警单元停止报警；
所述存储单元保存所述主机的运行参数和所述从机发送的所述报警信息。
进一步的，所述从机控制单元和所述主机控制单元均选用单片机AT89S51。
进一步的，所述从机声光报警单元和所述主机声光报警单元具有相同的电路结构，包括蜂鸣器、发光二极管、三极管和第二电阻。
进一步的，所述从机CAN通信单元和所述主机CAN通信单元均选用通用CAN隔离收发器CTM8251AT。
进一步的，所述显示单元选用液晶模块LCD12864。
进一步的，所述键盘输入单元包括键盘扫描芯片、键盘矩阵、第二晶振、第三～第五电容和第三～第九电阻，其中所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘矩阵为四行三列12键键盘。
进一步的，所述存储单元包括EEPROM存储器、第十和第十一电阻，其中所述EEPROM存储器选用24C02。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种地铁列车报警系统，基于单片机控制和CAN总线通讯技术，采用主从机的CAN总线通讯方式，车厢内的乘客能主动发起报警，车乘人员也能在第一时间对报警信息采取应对措施，避免了信息传输的不对称，提高了安全性，其结构简单，成本低廉，体积小巧，操作方便，系统功耗低，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的可扩展性，可广泛应用于其他安防场合。
附图说明
图1为本实用新型所涉及的一种地铁列车报警系统的功能框图。
图2为本实用新型所涉及的一种地铁列车报警系统的按钮单元电路原理图。
图3为本实用新型所涉及的一种地铁列车报警系统的声光报警单元电路原理图。
图4为本实用新型所涉及的一种地铁列车报警系统的CAN通信单元电路原理图。
图5为本实用新型所涉及的一种地铁列车报警系统的时钟单元电路原理图。
图6为本实用新型所涉及的一种地铁列车报警系统的键盘输入单元电路原理图。
图7为本实用新型所涉及的一种地铁列车报警系统的存储单元电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。
如图1所示，一种地铁列车报警系统，包括主机和从机，主机设置在司机驾驶室，若干个从机分设于每节车厢，若干个从机挂于车载CAN总线上面，通过车载CAN总线与主机进行通信连接。从机包括从机控制单元、按钮单元、从机声光报警单元和从机CAN通信单元。主机包括主机控制单元、主机CAN通信单元、主机声光报警单元、时钟单元、显示单元、键盘输入单元和存储单元。
从机控制单元和主机控制单元均选用单片机AT89S51。AT89S51是一个低功耗、低成本、高性能CMOS8位单片机，具有完整的输入输出、控制端口以及内部程序存储空间，可以通过外接A/D，D/A转换电路及运放芯片实现对传感器传送信息的采集，且能够提供以点阵或LCD液晶及外接按键实现人机交互，能对内部众多I/O端口连接步进电机等外围设备进行精确操控，具有强大的工控能力。
按钮单元用于加载乘客报警动作，输出触发信号送入从机控制单元，如图2所示，按钮单元包括按钮开关S1、继电器K1和电阻R1，继电器K1为单刀单掷型继电器。当车厢内发生异常时，乘客按下按钮开关S1，使继电器K1通电吸合触点开关形成通路，产生高电平触发信号送入从机的单片机AT89S51的I/O口。
从机的单片机AT89S51对高电平触发信号进行处理，输出低电平信号控制从机声光报警单元进行声光报警。从机的单片机AT89S51通过CAN通信单元将报警信息发送给主机并接收主机的确认信号，从机的单片机AT89S51对确认信号进行处理，输出高电平信号控制从机声光报警单元停止报警。如图3所示，从机声光报警单元包括蜂鸣器B1、发光二极管LED1、三极管Q1和电阻R2。选用蜂鸣器B1作为报警发生装置，NPN三极管Q1作为驱动，考虑到I/O口的驱动能力，单片机AT89S51将以灌电流形式控制蜂鸣器B1发声。控制I/O口由单片机AT89S51的SPK脚提供，当I/O口为低电平时，蜂鸣器B1发声，发光二极管LED1点亮；为高电平时，蜂鸣器B1停止发声，发光二极管LED1熄灭。
主机的单片机AT89S51通过主机CAN通信单元接收从机发送的报警信息，输出低电平信号控制主机声光报警单元进行声光报警。主机声光报警单元和从机声光报警单元电路结构和工作原理相同。如图4所示，主机CAN通信单元和从机CAN通信单元均选用通用CAN隔离收发器U1CTM8251AT。CTM8251AT的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差动电平，同时还具有对CAN控制器与CAN总线之间的隔离作用，隔离电源可达DC2500V。单片机AT89S51通过串口与CTM8251AT连接，CTM8251AT的CAN_H脚接CAN总线高数据位，CAN_L脚接低数据位。
时钟单元为主机提供具体计时，如图5所示，时钟单元包括时钟芯片U2、备用电池E1、晶振X1、电容C1和C2，其中时钟芯片U2选用实时时钟芯片DS1302。DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片，可以对年、月、日、周、时、分和秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。工作电压为2.0～5.5V，采用三线接口与MCU单片机进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。VCC2脚为主电源，VCC1脚为后备电源，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。RST脚是复位/片选线，I/O脚为串行数据输入输出端，SCLK脚为系统时钟输入端。
显示单元选用液晶模块LCD12864，对报警车厢位置和报警时间进行实时显示，方便车乘人员迅速赶到报警现场，提高了应对效率。
键盘输入单元用于修改和设定主机的时钟，同时用于确定向从机发送确认信息，主机的单片机AT89S51识别确定动作，并输出高电平信号控制主机声光报警单元停止报警。如图6所示，键盘输入单元包括键盘扫描芯片U3、键盘矩阵、晶振X2、电容C3～C5和电阻R3～R9，其中键盘扫描芯片U3选用ZLG7289，所述键盘矩阵为四行三列12键键盘。ZLG7289内部含有译码器，具有串行接口，单片即可完成键盘接口的全部功能，外接四行三列12键键盘，当有按键按下时KEY脚会变为低电平，利用指令可读出所按键值。
存储单元保存主机的运行参数和从机发送的报警信息，方便后期调取查看。当CAN总线上同时挂多个从机时，数据存储量较大，需要外接存储器。如图7所示，存储单元包括EEPROM存储器U4、电阻R10和R11，其中EEPROM存储器U4选用24C02。
本实用新型提供了一种地铁列车报警系统，基于单片机控制和CAN总线通讯技术，采用主从机的CAN总线通讯方式，车厢内的乘客能主动发起报警，车乘人员也能在第一时间对报警信息采取应对措施，避免了信息传输的不对称，提高了安全性，其结构简单，成本低廉，体积小巧，操作方便，系统功耗低，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的可扩展性，可广泛应用于其他安防场合。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (7)
1.一种地铁列车报警系统，其特征在于：包括主机和从机，所述主机设置在司机驾驶室，若干个所述从机分设于每节车厢，若干个所述从机挂于车载CAN总线上面，通过所述车载CAN总线与所述主机进行通信连接；
所述从机包括从机控制单元、按钮单元、从机声光报警单元和从机CAN通信单元；
所述按钮单元用于加载乘客报警动作，输出触发信号送入所述从机控制单元，所述按钮单元包括按钮开关、继电器和第一电阻，所述继电器为单刀单掷型继电器；
所述从机控制单元对所述触发信号进行处理，输出低电平信号控制所述从机声光报警单元进行声光报警；所述从机控制单元通过所述CAN通信单元将报警信息发送给主机并接收主机的确认信号，所述从机控制单元对所述确认信号进行处理，输出高电平信号控制所述从机声光报警单元停止报警；
所述主机包括主机控制单元、主机CAN通信单元、主机声光报警单元、时钟单元、显示单元、键盘输入单元和存储单元；
所述主机控制单元通过所述主机CAN通信单元接收所述从机发送的所述报警信息，输出低电平信号控制所述主机声光报警单元进行声光报警；
所述时钟单元为所述主机提供具体计时，所述时钟单元包括时钟芯片、备用电池、第一晶振、第一和第二电容，其中所述时钟芯片选用实时时钟芯片DS1302；
所述显示单元对报警车厢位置和报警时间进行实时显示；
所述键盘输入单元用于修改和设定所述主机的时钟，同时用于确定向所述从机发送所述确认信息，所述主机控制单元识别确定动作，并输出高电平信号控制所述主机声光报警单元停止报警；
所述存储单元保存所述主机的运行参数和所述从机发送的所述报警信息。
2.根据权利要求1所述的一种地铁列车报警系统，其特征在于：所述从机控制单元和所述主机控制单元均选用单片机AT89S51。
3.根据权利要求1所述的一种地铁列车报警系统，其特征在于：所述从机声光报警单元和所述主机声光报警单元具有相同的电路结构，包括蜂鸣器、发光二极管、三极管和第二电阻。
4.根据权利要求1所述的一种地铁列车报警系统，其特征在于：所述从机CAN通信单元和所述主机CAN通信单元均选用通用CAN隔离收发器CTM8251AT。
5.根据权利要求1所述的一种地铁列车报警系统，其特征在于：所述显示单元选用液晶模块LCD12864。
6.根据权利要求1所述的一种地铁列车报警系统，其特征在于：所述键盘输入单元包括键盘扫描芯片、键盘矩阵、第二晶振、第三～第五电容和第三～第九电阻，其中所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘矩阵为四行三列12键键盘。
7.根据权利要求1所述的一种地铁列车报警系统，其特征在于：所述存储单元包括EEPROM存储器、第十和第十一电阻，其中所述EEPROM存储器选用24C02。
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