现场各种设备接口电路设计，其中Atmega128与MC55接口电路是该监测系统硬件设计的重点和特色。图2给出以该接口电路为核心的监测站硬件系统电路图。ATmega128L和MC55都有标准的RS232接口，因此硬件设计相对比较简单，只需把Atmega128L的PE5与MC55的 IGT相连，用于启动MC55模块，Atmega128L的TX0/RX0与MC55的TX0/RX0相连，进行数据的输入输出;MC55的RING0接从ATmega128L的中断线，作为数据传输的中断信号。Atmega128是Atmel公司推出的8位高性能单片机，片内具有128KB的程序存储器, 4KB的数据存储器，4KB的EEPROM，有8个10位ADC通道、2个8位和2个16位硬件定时J计数器,8个PWM通道，具有可编程看门狗定时器和片上振荡器、片上模拟比较器、JTAG、UART、SPI,和I2C总线等接口以及六种可以通过软件选择的省电模式。本设计中，ATmega128L是整个数据采集系统核心，主要完成信号的传感器信号采集、软件滤波、数据运算及各种控制功能。M C55是西门子公司生产的GPRS二频模块，它除了具有GSM模块原有的功能外还支持分组业务功能，内嵌了TCP/IP协议;它的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，且有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位。它与 Atmega128协同工作，共同完成数据的远程传输。
4、系统软件设计
采用模块化的软件设计，将软件分成若干相对的独立的功能模块，并为各模块安排适当的入口和出口参数，使得模块之间的相互连接,组合灵活方便。整个监测系统软件设计主要由道口自动控制子系统和矿区监控中心子系统组成。
4.1 道口自动控制软件设计
道口自动控制子系统的整个程序采用C语言和汇编语言相结合编程，使用模块化结构，其条理清楚、程序量精简，使得Atrnega128的速度和编译程序容量最优化。其主要的功能是根据磁电传感器的输出脉冲触发，通过单片机驱动现场各种报警设备，同时将驶过该道口的列车运行状态数据通过MC55发送给监测中心。该子系统软件按照功能可以分为定时器初始化模块、中断管理初始化模块、MC55初始化模块、中断信号滤波处理模块、列车状态数据计算模块、与上位机数据通信模块以及驱动现场各种设备模块。其软件设计主要包括主程序和中断服务子程序两大部份，其中中断信号滤波处理模块、驱动现场各种设备和列车状态数据计算模块在中断服务子程序中实现，其余模块在主程序中实现。图3给自动控制子系统软件的主流程图。
4.2 矿区监控中心软件设计
矿区监控中心子系统主要功能是通过GPRS网络实时接收、显示和打印各个道口传上来的当前速度、与道口接近距离等有关列车运行的数据。该子系统采用是用高级语言VC编程，
该软件具有友好的用户界面，可以把所有的采集数据存入数据库，并可实现波形的显示和分析。按照功能可以分为系统登录模块、系统管理模块、与下位机数据通信模块、列车数据实时显示模块、列车数据入库模块和列车历史数据查询模块。
5、结束语
基于单片机和GPRS的矿区铁路道口监测系统是传感器技术、单片机技术与网络通信技术相结合的结果，它真正实现了铁路道口安全管理的自动化和信息化。它使得铁路道口监测网与信息网融为体，实现了对列车速度、列车行进的方向和其离道口距离等列车运行状态数据的实时采集、网络传输、动态显示、入库保存以及历史数据查询等功能，并且同时驱动道口信号机、栏木和声光报警信号;从而有效解决矿区铁路道口的事故隐患，为确保铁路道口行车安全提供保障。
本论文的创新点：针对矿区铁路道口安全管理的需求，利用现有的GPRS网络和单片机技术，设计了一套矿区铁路道口监测系统，主要对其硬件和软件进行了详细的阐述，从而为我国铁路运输业提供一个良好的解决方案。
