CN104837284A - 航空障碍灯的无线同步控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种航空障碍灯的无线同步控制系统及方法。本发明系统，包括：所有参与无线通讯的障碍灯控制器都按特定的时钟周期与节拍运行；主控制器在每个时钟周期的起始零点对外发出无线同步信息，发出的同步信息包括设备自身编号与发送时间；收到同步信息的控制器按特定算法可得到当前的标准时钟值，并对自身的时钟进行校对；完成时钟校对的控制器再按与自身编号对应的节拍时间将同步信息发送出去，保证了每个同步信息的发送时间互相独立，不产生相互干扰。依次类推，即可将同步信息发送至所有航空障碍灯，使所有航空障碍灯的时钟都同步运行，从而保证航空障碍灯同步闪烁。用普通无线模块实现障碍灯的同步控制，降低了系统成本，有利于系统维护。

Description

航空障碍灯的无线同步控制系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及航空障碍灯控制技术领域，尤其涉及一种航空障碍灯的无线同步控制系统及方法。

背景技术

航空障碍灯是一种航空辅助设备。主要设置在航线附近的高楼或障碍物上，并以一定频率闪烁，为飞行员指示出其航线附近的障碍物，保证飞行安全。

目前控制航空障碍灯同步闪烁的方法有两种，第一种是采用同步控制箱控制，通过在各航空障碍灯之间铺设电缆，以实现对多个航空障碍灯的同步控制，此方法简称有线同步。特点是安装成本高，现场布线不仅耗费人力物力而且需要后续进行大量的维护工作。在现场环境比较恶劣的情况下还需要用PVC管对所布放的线路进行保护，且其安装受到距离和容量的限制，特别是两座楼之间，铺设电缆会非常困难。第二种是采用GPS接收模块，其原理是利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，微处理器将GPS信号中的时间信号取出作为闪烁的时间基准，从而实现各个航空障碍灯之间的闪烁同步，此方法简称GPS无线同步。此方法虽然实现了航空障碍灯闪烁的无线同步，但由于能提供高精度时间信号的GPS模块成本较高，卫星信号还会受到天气等诸多因素的影响，要保证其可靠性，制造成本还会进一步提高。因此，产品普及受到很大影响。

发明内容

本发明实施例提供一种航空障碍灯的无线同步控制系统及方法，以克服现有技术中显现航空障碍灯的同步系统成本高的问题。

本发明航空障碍灯的无线同步控制系统，包括：

主控制器，用于在每个时钟周期的起始零点向从控制器发送同步信息，所述同步信息包括发送控制器的编号、发送时间；

至少一个从控制器，接收所述同步信息，根据所述同步信息确定标准时钟值；并在校对时刻根据所述标准时钟值校对时钟，并向其他从控制器发送相同格式的同步信息，以使其他从控制器根据所述同步信息完成时钟同步。

进一步地，所述从控制器，具体用于：

从控制器根据公式

标准时钟值＝节拍时间*发送控制器编号+发送时间+数据处理时间(1)

确定标准时钟值。

进一步地，所述从控制器，具体用于：

从控制器在与自身编号相同的时间节拍发送同步信息。

本发明还提供一种航空障碍灯的无线同步控制方法，包括：

控制器采用无线通信模块接收同步信息，所述同步信息包括发送控制器的编号、发送时间；

所述控制器根据所述同步信息确定标准时钟值；

所述控制器校对时刻根据所述标准时钟值校对时钟；

所述控制器通过无线通信模块向其他控制器发送相同格式的同步信息，以使其他控制器根据所述同步信息校对时钟。

进一步地，所述控制器根据所述同步信息确定标准时钟值，包括：

根据公式

标准时钟值＝节拍时间*发送控制器编号+发送时间+数据处理时间(1)

确定标准时钟值。

进一步地，所述控制器通过无线通信模块向其他控制器发送相同格式的同步信息，包括：

所述控制器在与自身编号相同的时间节拍向其他控制器发送同步信息。

进一步地，所述同步信息还包括闪烁模式、工作模式。

本发明所有参与无线通讯的障碍灯控制器都按特定的时钟周期与节拍运行；主控制器在每个时钟周期的起始零点对外发出无线同步信息，发出的同步信息包括设备自身编号与发射时间；从控制器根据收到的同步信息确定当前的标准时钟值，并对自身的时钟进行校对；完成时钟校对的控制器再按与自身编号对应的节拍时间将同步信息发送出去，这就保证了每个同步信息的发送时间互相独立，不产生相互干扰。依次类推，即可将同步信息发送到所有航空障碍灯，使所有航空障碍灯的时钟都同步运行，从而保证航空障碍灯同步闪烁。用普通无线模块实现了障碍灯的同步控制，降低了系统成本，有利于系统维护基于无线模块实现了障碍灯同步控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明航空障碍灯的无线同步控制系统结构示意图；

图2为本发明航空障碍灯的无线同步控制方法中时钟周期示意图；

图3为本发明航空障碍灯的无线同步控制方法中控制器处理过程时间关系示意图；

图4为本发明航空障碍灯的无线同步控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为发明航空障碍灯的无线同步控制系统结构示意图，如图1所示，本实施例系统，包括：

主控制器101，用于在每个时钟周期的起始零点向从控制器发送同步信息，所述同步信息包括发送控制器的编号、发送时间；

至少一个从控制器102，接收所述同步信息，根据所述同步信息确定标准时钟值；并在校对时刻根据所述标准时钟值校对时钟，并向其他从控制器发送相同格式的同步信息，以使其他从控制器根据所述同步信息完成时钟同步。

进一步地，所述从控制器，具体用于：

从控制器在与自身编号相同的时间节拍发送同步信息。

具体来说，本系统中每一个控制器都有各自不同的编号，且有一个主控制器，编号为0。至少一个从控制器，编号从1开始递增的顺序排列。如图2所示，按国家标准，灯的闪烁频率为每分钟20次、40次、60次等，则对应的闪烁周期分别为：3秒、1.5秒、1秒。如图2所示，本实施例采用的周期时间为6秒，在6秒的时钟周期内，可以分别闪烁2、4、6次。所有控制器都按特定的时钟周期运行。系统中的航空障碍灯均设置无线通信模块，该无线模块以较低速率发射信息，从而提高了可靠性与发射距离。每一个从控制器在一个周期内置发送一次同步信息。本实施例中，无线模块以1200bps的低速率，0.1秒可发射11个字节，足够容纳同步信息的内容。因此，本实施例的节拍时间T0为0.1秒。当时钟周期为6秒时，最多可以60个控制器实现同步。如果要发送更多的信息，可适当延长节拍时间；而如果要更多控制器同步，可适当加长时钟周期。本实施例对此不加以限定。

进一步地，所述从控制器，具体用于：

从控制器根据公式

标准时钟值＝节拍时间*发送控制器编号+发送时间+数据处理时间(1)

确定标准时钟值。

具体来说，如图3所示，N号控制器在节拍N(t0时刻)开始发送同步信息，经过发送时间T2之后，N+1号控制器在t1时刻完成信息接收。紧接着，N+1号控制器启动数据处理定时器，时长为T2。在T2时间内，足够将收到的数据处理完毕。数据处理一般1毫秒之内即可完成，为了保险，系统可统一规定T2＝2毫秒。T2定时时间一到，即在t2时刻，N+1号控制器立即将数据处理得到的标准时间值写入本机的时钟RAM中，完成对本机的时钟校对。之后，等待本机对应的节拍N+1时刻，即t3时刻的到来，立即开始将同步信息发出。

发送时间T2的长度，与发送速率与发送字节有关。例如，以1200bps的低速率，每个字节的发送时间为8.333毫秒，0.1秒最多可发送11个字节，发送时间约为92毫秒。T2的时间精度直接影响标准时钟值的传递误差，可以通过软件调整测试来确定精确时间。

在每个时钟周期内，每个从控制器可能不止收到一个同步信息。系统规定：只根据接收到的第一个同步信息进行校对、再发送。之后收到的同步信息不做处理。

图4为本发明航空障碍灯的无线同步控制方法流程图，如图4所示，本实施例中的方法，包括：

步骤101、控制器采用无线通信模块接收同步信息，所述同步信息包括发送控制器对应的编号、发送时间；

步骤102、所述控制器根据所述同步信息确定标准时钟值；

步骤103、所述控制器校对时刻根据所述标准时钟值校对时钟；

步骤104、所述控制器通过无线通信模块向其他控制器发送相同格式的同步信息，以使其他控制器根据所述同步信息校对时钟。

具体来说，0号控制器为主控制器，其余控制器均为从控制器，主控制器可装有光敏传感器，在检测到天黑时，启动闪烁控制，并在每个周期的0点都会发出同步信息。任何一个从控制器，一旦收到同步信息，就利用此信息校对自身的时钟，并将同步信息再按同样格式、在自己编号对应的节拍时间发送出去。实际上，每个从控制器都相当于一个同步信息中转站，将主控制器器发出的同步信息转发到所有的从控制器。主控制器发出的同步信息，除了发射控制器编号与发送时间之外，还可包括闪烁方式与工作模式等信息。可用于统一改变所有控制器的闪烁频率、亮灯时间、工作模式等。如果要改变所有航空障碍灯的闪烁频率与亮灯时长，只需改变主控制器发出的辅助信息，所有从控制器，一旦收到新的闪烁模式，即可同步改变。

每个航空障碍灯控制器都有一个编号，该编号一般可通过拨码开关来设置，也可通过程序设置到EEPROM内。航空障碍灯的安装，最好按编号顺序从小到大，对应安装位置离主控制器由近到远。这样安装，同步信息的传递速度最快，一个时钟周期即可完成。反之，如果安装位置与编号逆序，则同步信息的传递速度最慢。本实施例对此顺序不加以限定。

进一步地，所述控制器根据所述同步信息确定标准时钟值，包括：

根据公式

标准时钟值＝节拍时间*发送控制器编号+发送时间+数据处理时间  (1)

确定标准时钟值。

进一步地，所述控制器通过无线通信模块向其他控制器发送相同格式的同步信息，包括：

所述控制器在与自身编号相同的时间节拍向其他控制器发送同步信息。

举例说明，0号控制器在0拍时刻(第0秒)发，1号控制器在1拍时刻(第0.1秒)发，2号控制器在1拍时刻(第0.2秒)发，以此类推，59号控制器在59拍(第5.9秒)时刻发。此处可知，当周期为6秒，节拍时间为0.1秒时，最多可以实现60个控制器的无线同步。若将周期设置为12秒，则最多可允许120个控制器同步。每个从控制器在每周期内只校对一次时钟。例如：5号从控制器收到了2号从控制器的同步信息，按此信息校对时钟之后，又收到了3号与4号从控制器的同步信息，则对这2个同步信息不再处理。按此规则，即可保证每个控制器只在特定的时间点发射信号，不会产生互相干扰。

本发明所有参与无线通讯的障碍灯控制器都按特定的时钟周期与节拍运行；主控制器在每个时钟周期的起始零点对外发出无线同步信息，发出的同步信息包括设备自身编号与发送时间；控制器根据同步信息确定当前的标准时钟值，并对自身的时钟进行校对；完成时钟校对的控制器再按与自身编号对应的节拍时间将同步信息发送出去，这就保证了每个同步信息的发送时间互相独立，不产生相互干扰。依次类推，即可将同步信息发送到所有航空障碍灯，使所有航空障碍灯的时钟都同步运行，从而保证航空障碍灯同步闪烁。用普通无线模块实现了障碍灯的同步控制，降低了系统成本，有利于系统维护基于无线模块实现了障碍灯同步控制。

本发明的同步控制方法，不仅用于航空障碍灯的时钟同步控制，也可用于其他领域，无线传递时间信息、实现时间同步。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出的若干变形和修改，用于其他行业实现时间同步，都属于本发明的保护范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种航空障碍灯的无线同步控制系统，其特征在于，包括：

主控制器，用于在每个时钟周期的起始零点向从控制器发送同步信息，所述同步信息包括发送控制器的编号、发送时间；

至少一个从控制器，接收所述同步信息，根据所述同步信息确定标准时钟值；并在校对时刻根据所述标准时钟值校对时钟，并向其他从控制器发送相同格式的同步信息，以使其他从控制器根据所述同步信息完成时钟同步。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述从控制器，具体用于：

从控制器在与自身编号相同的时间节拍发送同步信息。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述从控制器，具体用于：

从控制器根据公式

标准时钟值＝节拍时间*发送控制器编号+发送时间+数据处理时间(1)

确定标准时钟值。

4.一种航空障碍灯的无线同步控制方法，其特征在于，包括：

控制器采用无线通信模块接收同步信息，所述同步信息包括发送控制器的编号、发送时间；

所述控制器根据所述同步信息确定标准时钟值；

所述控制器校对时刻根据所述标准时钟值校对时钟；

所述控制器通过无线通信模块向其他控制器发送相同格式的同步信息，以使其他控制器根据所述同步信息校对时钟。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制器通过无线通信模块向其他控制器发送相同格式的同步信息，包括：

所述控制器在与自身编号相同的时间节拍向其他控制器发送同步信息。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述同步信息确定标准时钟值，包括：

根据公式

标准时钟值＝节拍时间*发送控制器编号+发送时间+数据处理时间(1)

确定标准时钟值。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述同步信息还包括闪烁模式、工作模式。