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1.本实用新型涉及铁路信号灯失效预警监测系统。
背景技术：2.信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具，主要包括二值信号灯和计数信号灯。
3.铁路信号灯是列车运行系统中一个十分重要的组成部分,信号机工作的状况将直接影响到列车的行车效率甚至是列车运行的安全，目前多数的铁路重大事故都是由于当技术原因或外部因素使信号设备发生故障，导致列车贸然进入区间发生列车相撞等重大事故。
4.现有的铁路信号灯报警装置往往是采用断丝报警的形式，不能对铁路信号灯的运行状态进行实时监测，无法提前进行预警，精准度较差、响应速度慢，不方便工作人员进行维修或更换，同时现有的报警装置不能规避铁路信号灯突然损坏带来的危险，安全系数低下。
技术实现要素：5.本实用新型实施例提供了铁路信号灯失效预警监测系统，结构设计合理，基于单片机控制器的集成控制作用，配合连接多类型的电气元件，能够对铁路信号灯的运行状态进行实时监测，进而快速响应提前给出铁路信号灯的失效预警信号，提升安全系数和监测精准度，有效减少铁路信号灯突然损坏带来的危险，解决了现有技术中存在的问题。
6.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.铁路信号灯失效预警监测系统，包括控制器，在控制器上电气连接有按键组件、通讯组件、指令输入组件、显示组件、声光报警组件和检测组件，所述按键组件用于设置铁路信号灯光照度上下限以判断铁路信号灯的使用状况，所述通讯组件用于在控制器和上位机之间建立无线通讯以将铁路信号灯的使用状况传输到上位机，所述指令输入组件用于将控制指令输入控制器使控制器进入工作状态，所述显示组件用于显示出铁路信号灯的光照度参数，所述声光报警组件用于在铁路信号灯的光照度参数超限异常时发出声光报警信息，所述检测组件用于实时检测铁路信号灯的光照度参数。
8.所述控制器的型号为cc2530，在控制器上设有40个引脚，所述控制器通过五号引脚与指令输入组件相连，所述控制器通过九号引脚与检测组件相连，所述控制器通过六号引脚和七号引脚与通讯组件相连，所述控制器通过十八号引脚和十九号引脚与现实组件相连，所述控制器通过二十五号引脚和二十六号引脚与声光报警组件相连，所述控制器通过十五号引脚、十六号引脚和十七号引脚与按键组件相连。
9.所述指令输入组件包括指令输入器，所述指令输入器的型号为tlp290，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间设有相
并联的第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间设有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的五号引脚相连。
10.所述检测组件包括ad转换器和光敏电阻传感器，所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器的六号引脚与控制器的九号引脚相连，所述ad转换器的三号引脚与光敏电阻传感器相连。
11.所述通讯组件包括无线收发器，所述无线收发器的型号为esp8266，在无线收发器上设有8个引脚，所述无线收发器的四号引脚与控制器的六号引脚相连，所述无线收发器的八号引脚与控制器的七号引脚相连。
12.所述显示组件为oled屏幕，所述oled屏幕与控制器的十八号引脚和十九号引脚相连。
13.所述声光报警组件包括led灯和蜂鸣器，所述led灯通过第一电阻与控制器的二十六号引脚相连，所述蜂鸣器通过第一三极管和第二电阻与控制器的二十五号引脚相连。
14.所述按键组件包括第一按键、第二按键和第三按键，所述第一按键与控制器的十五号引脚相连，所述第二按键与控制器的十六号引脚相连，所述第三按键与控制器的十七号引脚相连。
15.本实用新型采用上述结构，通过按键组件设置铁路信号灯光照度上下限以判断铁路信号灯的使用状况；通过通讯组件在控制器和上位机之间建立无线通讯以将铁路信号灯的使用状况传输到上位机；通过指令输入组件将控制指令输入控制器使控制器进入工作状态；通过显示组件显示出铁路信号灯的光照度参数，通过声光报警组件在铁路信号灯的光照度参数超限异常时发出声光报警信息，具有精准高效、安全可靠的优点。
附图说明：
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图2为本实用新型的控制器的电气原理图。
18.图3为本实用新型的指令输入组件的电气原理图。
19.图4为本实用新型的检测组件的电气原理图。
20.图5为本实用新型的通讯组件的电气原理图。
21.图6为本实用新型的显示组件的电气原理图。
22.图7为本实用新型的声光报警组件的电气原理图。
23.图8为本实用新型的按键组件的电气原理图。
具体实施方式：
24.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
25.如图1-8中所示，铁路信号灯失效预警监测系统，包括控制器，在控制器上电气连接有按键组件、通讯组件、指令输入组件、显示组件、声光报警组件和检测组件，所述按键组件用于设置铁路信号灯光照度上下限以判断铁路信号灯的使用状况，所述通讯组件用于在控制器和上位机之间建立无线通讯以将铁路信号灯的使用状况传输到上位机，所述指令输入组件用于将控制指令输入控制器使控制器进入工作状态，所述显示组件用于显示出铁路
信号灯的光照度参数，所述声光报警组件用于在铁路信号灯的光照度参数超限异常时发出声光报警信息，所述检测组件用于实时检测铁路信号灯的光照度参数。
26.所述控制器的型号为cc2530，在控制器上设有40个引脚，所述控制器通过五号引脚与指令输入组件相连，所述控制器通过九号引脚与检测组件相连，所述控制器通过六号引脚和七号引脚与通讯组件相连，所述控制器通过十八号引脚和十九号引脚与现实组件相连，所述控制器通过二十五号引脚和二十六号引脚与声光报警组件相连，所述控制器通过十五号引脚、十六号引脚和十七号引脚与按键组件相连。
27.所述指令输入组件包括指令输入器，所述指令输入器的型号为tlp290，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间设有相并联的第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间设有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的五号引脚相连。
28.所述检测组件包括ad转换器和光敏电阻传感器，所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器的六号引脚与控制器的九号引脚相连，所述ad转换器的三号引脚与光敏电阻传感器相连。
29.所述通讯组件包括无线收发器，所述无线收发器的型号为esp8266，在无线收发器上设有8个引脚，所述无线收发器的四号引脚与控制器的六号引脚相连，所述无线收发器的八号引脚与控制器的七号引脚相连。
30.所述显示组件为oled屏幕，所述oled屏幕与控制器的十八号引脚和十九号引脚相连。
31.所述声光报警组件包括led灯和蜂鸣器，所述led灯通过第一电阻与控制器的二十六号引脚相连，所述蜂鸣器通过第一三极管和第二电阻与控制器的二十五号引脚相连。
32.所述按键组件包括第一按键、第二按键和第三按键，所述第一按键与控制器的十五号引脚相连，所述第二按键与控制器的十六号引脚相连，所述第三按键与控制器的十七号引脚相连。
33.本实用新型实施例中的铁路信号灯失效预警监测系统的工作原理为：基于单片机控制器的集成控制作用，配合连接多类型的电气元件，能够对铁路信号灯的运行状态进行实时监测，进而快速响应提前给出铁路信号灯的失效预警信号，提升安全系数和监测精准度，有效减少铁路信号灯突然损坏带来的危险，可警示铁路上的工作人员及时维修或更换本铁路信号灯。
34.在整体方案中，主要包括控制器，在控制器上电气连接有按键组件、通讯组件、指令输入组件、显示组件、声光报警组件和检测组件，所述按键组件用于设置铁路信号灯光照度上下限以判断铁路信号灯的使用状况，所述通讯组件用于在控制器和上位机之间建立无线通讯以将铁路信号灯的使用状况传输到上位机，所述指令输入组件用于将控制指令输入控制器使控制器进入工作状态，所述显示组件用于显示出铁路信号灯的光照度参数，所述声光报警组件用于在铁路信号灯的光照度参数超限异常时发出声光报警信息，所述检测组件用于实时检测铁路信号灯的光照度参数。
35.控制器是核心组件，其型号为cc2530，在控制器上设有40个引脚，所述控制器通过五号引脚与指令输入组件相连，所述控制器通过九号引脚与检测组件相连，所述控制器通过六号引脚和七号引脚与通讯组件相连，所述控制器通过十八号引脚和十九号引脚与现实
组件相连，所述控制器通过二十五号引脚和二十六号引脚与声光报警组件相连，所述控制器通过十五号引脚、十六号引脚和十七号引脚与按键组件相连，从而构成了整体硬件电路，并且依靠上述整体硬件电路来实现对铁路信号灯使用状况的实时监测和异常状况的提前预警，相较于现有技术中的断丝报警，响应速度更快、精准度更高，并能提前给出信号灯的失效的预警信息，有效减少信号灯突然损坏带来的危险。
36.优选的，指令输入组件包括指令输入器，所述指令输入器的型号为tlp290，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间设有相并联的第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间设有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的五号引脚相连，能够向控制器传输控制指令，使控制器快速进入工作状态。
37.优选的，检测组件包括ad转换器和光敏电阻传感器，所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器的六号引脚与控制器的九号引脚相连，所述ad转换器的三号引脚与光敏电阻传感器相连，能够实时检测铁路信号灯的光照度参数并转换成控制器可识别的数据类型。
38.优选的，通讯组件包括无线收发器，所述无线收发器的型号为esp8266，在无线收发器上设有8个引脚，所述无线收发器的四号引脚与控制器的六号引脚相连，所述无线收发器的八号引脚与控制器的七号引脚相连，以在控制器和上位机之间建立无线传输通道，将检测的光照度传输上传到上位机，方便工作人员远程查看。
39.优选的，声光报警组件包括led灯和蜂鸣器，所述led灯通过第一电阻与控制器的二十六号引脚相连，所述蜂鸣器通过第一三极管和第二电阻与控制器的二十五号引脚相连，当光照度超限异常时，led灯和蜂鸣器同时动作发出声光报警信息来警示铁路上的工作人员及时维修或更换本铁路信号灯。
40.优选的，按键组件包括第一按键、第二按键和第三按键，所述第一按键与控制器的十五号引脚相连，所述第二按键与控制器的十六号引脚相连，所述第三按键与控制器的十七号引脚相连，可以设定光照度上下限，当光照强度处于正常范围内便可判定当前信号灯使用状况正常。
41.本系统安装在铁路信号灯上以监测信号灯的使用状况，系统上电后传感器自动检测当前光照强度并将数据传输给cc2530单片机，单片机将数据处理后通过oled显示屏将当前光照强度实时显示出来。
42.综上所述，本实用新型实施例中的铁路信号灯失效预警监测系统基于单片机控制器的集成控制作用，配合连接多类型的电气元件，能够对铁路信号灯的运行状态进行实时监测，进而快速响应提前给出铁路信号灯的失效预警信号，提升安全系数和监测精准度，有效减少铁路信号灯突然损坏带来的危险，可警示铁路上的工作人员及时维修或更换本铁路信号灯。
43.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
44.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
技术特征：1.铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：包括控制器，在控制器上电气连接有按键组件、通讯组件、指令输入组件、显示组件、声光报警组件和检测组件，所述按键组件用于设置铁路信号灯光照度上下限以判断铁路信号灯的使用状况，所述通讯组件用于在控制器和上位机之间建立无线通讯以将铁路信号灯的使用状况传输到上位机，所述指令输入组件用于将控制指令输入控制器使控制器进入工作状态，所述显示组件用于显示出铁路信号灯的光照度参数，所述声光报警组件用于在铁路信号灯的光照度参数超限异常时发出声光报警信息，所述检测组件用于实时检测铁路信号灯的光照度参数。2.根据权利要求1所述的铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：所述控制器的型号为cc2530，在控制器上设有40个引脚，所述控制器通过五号引脚与指令输入组件相连，所述控制器通过九号引脚与检测组件相连，所述控制器通过六号引脚和七号引脚与通讯组件相连，所述控制器通过十八号引脚和十九号引脚与显示组件相连，所述控制器通过二十五号引脚和二十六号引脚与声光报警组件相连，所述控制器通过十五号引脚、十六号引脚和十七号引脚与按键组件相连。3.根据权利要求2所述的铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：所述指令输入组件包括指令输入器，所述指令输入器的型号为tlp290，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间设有相并联的第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间设有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的五号引脚相连。4.根据权利要求2所述的铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：所述检测组件包括ad转换器和光敏电阻传感器，所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器的六号引脚与控制器的九号引脚相连，所述ad转换器的三号引脚与光敏电阻传感器相连。5.根据权利要求2所述的铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：所述通讯组件包括无线收发器，所述无线收发器的型号为esp8266，在无线收发器上设有8个引脚，所述无线收发器的四号引脚与控制器的六号引脚相连，所述无线收发器的八号引脚与控制器的七号引脚相连。6.根据权利要求2所述的铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：所述显示组件为oled屏幕，所述oled屏幕与控制器的十八号引脚和十九号引脚相连。7.根据权利要求2所述的铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：所述声光报警组件包括led灯和蜂鸣器，所述led灯通过第一电阻与控制器的二十六号引脚相连，所述蜂鸣器通过第一三极管和第二电阻与控制器的二十五号引脚相连。8.根据权利要求2所述的铁路信号灯失效预警监测系统，其特征在于：所述按键组件包括第一按键、第二按键和第三按键，所述第一按键与控制器的十五号引脚相连，所述第二按键与控制器的十六号引脚相连，所述第三按键与控制器的十七号引脚相连。
技术总结铁路信号灯失效预警监测系统，包括控制器，在控制器上电气连接有按键组件、通讯组件、指令输入组件、显示组件、声光报警组件和检测组件，所述按键组件用于设置铁路信号灯光照度上下限以判断铁路信号灯的使用状况，所述通讯组件用于在控制器和上位机之间建立无线通讯以将铁路信号灯的使用状况传输到上位机，所述指令输入组件用于将控制指令输入控制器使控制器进入工作状态，所述显示组件用于显示出铁路信号灯的光照度参数，所述声光报警组件用于在铁路信号灯的光照度参数超限异常时发出声光报警信息，所述检测组件用于实时检测铁路信号灯的光照度参数。号灯的光照度参数。号灯的光照度参数。
技术研发人员：张兴强 侯兴强
受保护的技术使用者：临沂大学
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/12/16
