[实用新型]铁路钢轨断轨监测系统的收发器

摘要

本实用新型揭示了一种铁路钢轨断轨监测系统的收发器，所述收发器包括主控制器电路、收发指示灯电路、选频电路、载波信号调制电路、防雷检测电路、接收电平大值检测电路、设备ID识别电路、振荡源电路、发射功率检测电路、恒流源电路、电源开关监测电路、稳压线性电源电路、载波模块；所述选频电路分别连接载波信号调制电路、接收电平大值检测电路，载波信号调制电路连接发射功率检测电路，发射功率检测电路连接恒流源电路，电源开关监测电路连接稳压线性电源电路。本实用新型提出的铁路钢轨断轨监测系统的收发器，作为铁路钢轨断轨监测系统的一部分，可对钢轨断轨进行实时监测，确保铁路交通的安全性。

主权项

1.一种铁路钢轨断轨监测系统的收发器，其特征在于，所述收发器包括主控制器电路、收发指示灯电路、选频电路、载波信号调制电路、防雷检测电路、接收电平大值检测电路、设备ID识别电路、振荡源电路、发射功率检测电路、恒流源电路、485通信电路、GPRS通讯模块、电源开关监测电路、稳压线性电源电路、载波模块；所述主控制器电路分别连接收发指示灯电路、防雷检测电路、接收电平大值检测电路、设备ID识别电路、振荡源电路、发射功率检测电路、485通信电路、GPRS通讯模块、电源开关监测电路、载波模块；所述选频电路分别连接载波信号调制电路、接收电平大值检测电路，载波信号调制电路连接发射功率检测电路，发射功率检测电路连接恒流源电路，电源开关监测电路连接稳压线性电源电路；所述主控制器电路包括单片机U5、第九电容C9、第十电容C10、第二电阻R2、第五电阻R5、第七电阻R7、第八电阻R8、第十电阻R10、第二六电阻R26、第四一电阻R41；单片机U5的第一管脚通过第二电阻R2接地，单片机U5的第五管脚通过第五电阻R5接地，单片机U5的第六管脚接地，单片机U5的第七管脚连接3.3V电源电压，单片机U5的第九管脚通过第十电阻R10连接接收电平小值；单片机U5的第十七管脚通过第七电阻R7连接第八电阻R8的第二端、第九电容C9的第一端，第八电阻R8的第一端连接3.3V电源电压，第九电容C9的第二端接地；单片机U5的第二一管脚连接第四一电阻R41，单片机U5的第二二管脚连接第二六电阻R26；单片机U5的第二三管脚通过第十电容C10接地，单片机U5的第二八管脚连接3.3V电源电压，单片机U5的第二九管脚接地；收发指示灯电路包括第七三极管Q7、第八三极管Q8、第一LED灯D13、第二LED灯D14、第三三电阻R33、第三四电阻R34、第三五电阻R35、第三六电阻R36；第七三极管Q7的基极通过第三三电阻R33连接单片机U5，第八三极管Q8的基极通过第三四电阻R34连接单片机U5；第七三极管Q7的发射极接地，第八三极管Q8的发射极接地；第七三极管Q7的集电极通过第三五电阻R35连接第一LED灯D13，第八三极管Q8通过第三六电阻R36连接第二LED灯D14；第一LED灯D13、第二LED灯D14分别连接3.3V电源电压；所述选频电路包括第七放大器U4A、第八放大器U4B、第十一电容C11、第十四电容C14、第二十电容C20、第二三电容C23、第二四电容C24、第二六电容C26、第三二电容C32、若干电阻；所述第七放大器U4A的电源端连接5V电源电压，第七放大器U4A的接地端接地；第七放大器U4A的输出端连接第六七电阻R67的第一端、第五二电阻R52的第一端、第十四电容C14的第二端；第七放大器U4A的负输入端连接第二三电容C23的第二端、第五四电阻R54的第二端，第五二电阻R52的第二端连接第五四电阻R54的第一端；第七放大器U4A的正输入端连接第八放大器U4B的正输入端、第二四电容C24的第一端、第五九电阻R59的第二端、第六四电阻R64的第一端；第六七电阻R67的第二端连接第二六电容C26的第一端、第六二电阻R62的第一端、第六八电阻R68的第二端；所述第二六电容C26的第二端连接接收电平大值检测电路，第六二电阻R62的第二端接地；第二三电容C23的第一端连接第十四电容C14的第一端、第六十电阻R60的第二端、第五八电阻R58的第一端、第六三电阻R63的第一端；第六三电阻R63的第二端接地，第五八电阻R58的第二端通过第三电阻R3接地；第六十电阻R60的第一端连接第十一电容C11的第二端、第五六电阻R56的第一端；第十一电容C11的第一端连接载波信号调制电路；第五六电阻R56的第二端连接第五七电阻R57的第一端、第六一电阻R61的第一端、第十九电容C19的第一端、第二十电容C20的第一端；第五七电阻R57的第二端、第六一电阻R61的第二端分别接地；所述第八放大器U4B的输出端连接第六八电阻R68的第一端、第十九电容C19的第二端、第五三电阻R53的第一端；第五九电阻R59的第一端、第三二电容C32的第一端连接5V电源电压，第三二电容C32的第二端、第五九电阻R59的第二端、第二四电容C24的第二端接地；所述第八放大器U4B的负输入端连接第五五电阻R55的第二端、第二十电容C20的第二端，第五三电阻R53的第二端连接第五五电阻R55的第一端；所述载波信号调制电路包括第一N型MOS管Q1、第二N型MOS管Q2、第一耦合变压器T1、第一二极管D1、第三二极管D3、第五二极管D5、第七二极管D7、第三电容C3、若干电阻；第十一电容C11的第一端连接第一耦合变压器T1的第一端、第一二极管D1的负极、第二N型MOS管Q2的漏极；第一二极管D1的正极接地；第二N型MOS管Q2的栅极连接第四四电阻R44的第一端、第五二极管D5的负极、第三八电阻R38的第一端；第四四电阻R44的第二端、第五二极管D5的正极接地；第二N型MOS管Q2的源极连接发射功率检测电路；所述第一耦合变压器T1的第二端连接钢轨，第一耦合变压器T1的第一端通过并联的第四电阻R4及第三电容C3连接钢轨，第一耦合变压器T1的第四端连接5V电源电压；第一耦合变压器T1的第五端连接第三二极管D3的负极、第一N型MOS管Q1的漏极；第三二极管D3的正极接地；第一N型MOS管Q1的栅极连接第四八电阻R48的第一端、第七二极管D7的负极、第四十电阻R40的第一端；第四八电阻R48的第二端、第七二极管D7的正极接地；第一N型MOS管Q1的源极连接发射功率检测电路；所述防雷检测电路包括防雷器裂化采集口、第九二极管D9、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第十二电阻R12；防雷器裂化采集口的第一端接地，防雷器裂化采集口的第二端分别连接第九二极管D9的负极、第一电容C1的第一端、第一电阻R1的第一端；第九二极管D9的正极、第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端接地；第一电阻R1的第二端连接第十二电阻R12的第二端、第二电容C2的第一端，第十二电阻R12的第一端连接3.3V电源电压；所述接收电平大值检测电路包括第二放大器U1B、第十二极管D10、第十二电容C12、第二五电容C25、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二二电阻R22、第二四电阻R24；所述第二六电容C26的第二端连接第十二电容C12的第一端；第十二电容C12的第二端连接第二放大器U1B的正输入端、第二四电阻R24的第一端，第二四电阻R24的第二端接地；第二放大器U1B的负输入端连接第二二电阻R22的第二端、第十八电阻R18的第一端，第十八电阻R18的第二端接地；第二放大器U1B的输出端连接第十二极管D10的正极，第十二极管D10的负极连接第二二电阻R22的第一端、第十九电阻R19的第一端、第二五电容C25的第一端、单片机U5；第十九电阻R19的第二端、第二五电容C25的第二端接地；所述设备ID识别电路包括若干识别单元，识别单元包括电阻R、第一开关、第二开关，单片机U5连接电阻R的第一端、第二开关的第一端，电阻R的第二端连接第一开关的第一端；第一开关的第二端连接3.3V电源电压，第二开关的第二端接地；所述振荡源电路包括第一晶振Y1、第四电容C4、第六电容C6、第二晶振Y2、第十三电容C13、第二二电容C22；所述第一晶振Y1的第一端连接第四电容C4的第二端，第一晶振Y1的第二端连接第六电容C6的第二端，第四电容C4的第一端、第六电容C6的第一端接地；所述第二晶振Y2的第一端连接第十三电容C13的第二端，第二晶振Y2的第二端连接第二二电容C22的第二端，第十三电容C13的第一端、第二二电容C22的第一端接地；所述发射功率检测电路包括第一MOS放大器U1A、第二二极管D2、第五电容C5、第三五电容C35、若干电阻；所述第一N型MOS管Q1的源极、第二N型MOS管Q2的源极连接第二三电阻R23的第一端、第二五电阻R25的第一端、第二十电阻R20的第一端；第二三电阻R23的第二端、第二五电阻R25的第二端接地；第二十电阻R20的第二端连接第一MOS放大器U1A的正输入端、第三五电容C35的第一端；第三五电容C35的第二端接地；第一MOS放大器U1A的负输入端连接第二一电阻R21的第二端、第二七电阻R27的第一端，第二七电阻R27的第二端接地；第一MOS放大器U1A的电源端连接5V电源电压，第一MOS放大器U1A的接地端接地；第一MOS放大器U1A的输出端连接第二二极管D2的正极、第四六电阻R46的第一端，第二二极管D2的负极连接第二一电阻R21的第一端、第三九电阻R39的第一端、第五电容C5的第一端、单片机U5；第三九电阻R39的第二端、第五电容C5的第二端接地；所述恒流源电路包括第三P型MOS管Q3、第四三极管Q4、第九三极管Q9、基准源Q10、第十五电容C15、第二七电容C27、第三一电容C31、第二九电容C29、第三三电容C33、第三四电容C34、若干电阻；所述第四六电阻R46的第二端连接第九三极管Q9的基极，第九三极管Q9的集电极连接第四二电阻R42的第二端、第四七电阻R47的第一端、第二九电容C29的第二端；第九三极管Q9的发射极连接第四五电阻R45的第二端、第五十电阻R50的第一端、基准源Q10的第二端；基准源Q10的第一端接地；第五十电阻R50的第二端连接第四三电阻R43的第一端，第四三电阻R43的第二端接地；第四五电阻R45的第一端连接5V电源电压；所述四三极管Q4的发射极连接第三P型MOS管Q3的漏极、第三三电容C33的第一端、第三四电容C34的第一端、第十五电容C15的第一端、第二七电容C27的第一端、第三一电容C31的第一端、第四二电阻R42的第一端；四三极管Q4的集电极连接第四九电阻R49的第一端、第三P型MOS管Q3的栅极，第四九电阻R49的第二端接地；第三P型MOS管Q3的源极连接5V电源电压；所述485通信电路包括485芯片、第一双向TVS二极管D17、第二双向TVS二极管D18、第三双向TVS二极管D19、第一空气放电管F1、第一自恢复保险PPTC1、第二自恢复保险PPTC2、第三十电容C30、第十一电阻R11、第五一电阻R51；所述485芯片的第二管脚通过第十一电阻R11连接5V电源电压，485芯片的第二管脚连接单片机U5、485芯片的第三管脚；485芯片的第一管脚、第四管脚连接单片机U5，485芯片的第五管脚接地；485芯片的第八管脚连接5V电源电压、第三十电容C30的第一端，第三十电容C30的第二端接地；所述485芯片的第六管脚连接第三双向TVS二极管D19的第一端、第一双向TVS二极管D17的第一端、第一自恢复保险PPTC1的第一端；所述485芯片的第七管脚连接第三双向TVS二极管D19的第二端、第二双向TVS二极管D18的第二端、第二自恢复保险PPTC2的第一端；第一双向TVS二极管D17的第二端、第二双向TVS二极管D18的第一端接地；第一自恢复保险PPTC1的第二端连接第一空气放电管F1的第一端、第五一电阻R51的第一端、单片机U5；第二自恢复保险PPTC2的第二端连接第一空气放电管F1的第二端、第五一电阻R51的第二端、单片机U5；所述电源开关监测电路包括第五P型MOS管Q5、第六三极管Q6、第四二极管D4、第十六电容C16、第二一电容C21、若干电阻；电池接口的第一端连接第四二极管D4的正极，电池接口的第二端接地；第四二极管D4的负极连接第十六电容C16的第一端、第六电阻R6的第一端、第五P型MOS管Q5的漏极、稳压线性电源电路；第十六电容C16的第二端接地，第六电阻R6的第二端连接第五P型MOS管Q5的栅极、第六三极管Q6的集电极；第六三极管Q6的基极通过第九电阻R9连接5V电源电压，第六三极管Q6的发射极接地；第五P型MOS管Q5的源极连接稳压线性电源电路、第十三电阻R13的第一端；第十三电阻R13的第二端连接第十四电阻的第一端、第二一电容C21的第一端、单片机U5；第十四电阻的第二端、第二一电容C21的第二端接地；所述稳压线性电源电路包括第二芯片U2、第三芯片U3、第十二LED灯D12、第七电容C7、第八电容C8、第十八电容C18、第二八电容C28、第十七电容C17、第十五电阻R15；所述第二芯片U2的输入端连接第四二极管D4的负极，第二芯片U2的接地端接地，第二芯片U2的输出端连接3.3V电源电压、第七电容C7的第一端、第二八电容C28的第一端、第十七电容C17的第一端，第七电容C7的第二端、第二八电容C28的第二端、第十七电容C17的第二端接地；所述第三芯片U3的输入端连接第五P型MOS管Q5的源极，第三芯片U3的接地端接地，第三芯片U3的输出端连接5V电源电压、第八电容C8的第一端、第十八电容C18的第一端、第十五电阻R15的第一端，第十五电阻R15的第二端连接第十二LED灯D12的正极，第八电容C8的第二端、第十八电容C18的第二端、第十二LED灯D12的负极接地；所述载波模块包括信号接收电路、振荡源电路、载波调制解调控制电路、本振电路、接收电平小值检测电路、载波输入电路、载波解调输出电路；所述信号接收电路分别连接载波调制解调控制电路、本振电路、接收电平小值检测电路、载波输入电路、载波解调输出电路；载波调制解调控制电路连接振荡源电路；所述信号接收电路包括第一零二芯片U102、鉴频器Y103、陶瓷滤波器Y102、第一零四电容C104、第一零五电容C105、第一零六电容C106、第一零九电容C109、若干电阻；所述第一零二芯片U102的第四管脚连接电源电压VCC，第一零二芯片U102的第三管脚连接陶瓷滤波器Y102的第一端，第一零二芯片U102的第五管脚连接陶瓷滤波器Y102的第五端，陶瓷滤波器Y102的第二端、第三端、第四端连接电源电压VCC；第一零二芯片U102的第六管脚连接第一零六电容C106的第二端，第一零二芯片U102的第七管脚连接第一零五电容C105的第二端，第一零二芯片U102的第八管脚连接第一零三电阻R103的第二端、鉴频器Y103的第二端；第一零六电容C106的第一端、第一零五电容C105的第一端、第一零三电阻R103的第一端、鉴频器Y103的第一端连接电源电压VCC、第一零二电阻R102的第二端、第一零九电容C109的第一端、第一零四电容C104的第一端；第一零二电阻R102的第一端连接5V电源电压，第一零九电容C109的第二端、第一零四电容C104的第二端接地；第一零二芯片U102的第一管脚连接本地电路，第一零二芯片U102的第九管脚连接载波解调输出电路，第一零二芯片U102的第十三管脚连接接收电平小值检测电路，第一零二芯片U102的第十五管脚接地，第一零二芯片U102的第十六管脚连接载波输入电路；所述振荡源电路包括第一零一晶振Y101、第一零二电容C102、第一零三电容C103；所述第一零一晶振Y101的第一端连接第一零二电容C102的第二端，第一零一晶振Y101的第二端连接第一零三电容C103的第二端，第一零二电容C102的第一端、第一零三电容C103的第一端接地；所述载波调制解调控制电路包括第一零一芯片U101、第一零一电容C101、第一一八电容C118、若干电阻；所述第一零一芯片U101的第一管脚通过第一一八电容C118接地；所述第一零一芯片U101的第四管脚通过第一零四电阻R104连接第一零一电容C101的第二端、第一零一电阻R101的第一端；第一零一电容C101的第一端接地，第一零一电阻R101的第二端连接5V电源电压；所述本振电路包括第一一零电容C110、第一一四电容C114、第一一五电容C115、第一一六电容C116、第一一三电阻R113、第一一四电阻R114、第一一五电阻R115；第一零二芯片U102的第一管脚连接第一一零电容C110的第二端，第一一零电容C110的第一端连接第一一五电阻R115的第二端、第一一六电容C116的第一端，第一一五电阻R115的第一端连接第一一四电阻R114的第二端、第一一五电容C115的第一端，第一一四电阻R114的第一端连接第一一三电阻R113的第二端，第一一四电容C114的第二端、第一一五电容C115的第二端、第一一六电容C116的第二端接地；所述接收电平小值检测电路包括第一零七电容C107、第一一一电阻R111；第一零二芯片U102的第十三管脚连接第一零七电容C107的第一端、第一一一电阻R111的第一端，第一零七电容C107的第二端、第一一一电阻R111的第二端接地；所述载波输入电路包括第一零一二极管D101、第一零二二极管D102、第一一一电容C111；第一零二芯片U102的第十六管脚连接第一一一电容C111的第一端，第一一一电容C111的第二端连接第一零一二极管D101的负极、第一零二二极管D102的正极，第一零一二极管D101的正极、第一零二二极管D102的负极接地；所述载波解调输出电路包括第一一二电容C112、第一零五电阻R105、第一零八电阻R108、第一一零电阻R110；第一零二芯片U102的第九管脚连接第一零八电阻R108的第一端，第一零八电阻R108的第二端连接第一一二电容C112的第一端、第一一零电阻R110的第一端，第一一二电容C112的第二端接地，第一一零电阻R110的第二端通过第一零五电阻R105接地。