CN109413821A - 一种新型航空障碍灯控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型航空障碍灯控制器及控制方法，涉及航空障碍灯技术领域，操作简单，安装方便，系统运行稳定，经济实用；该控制方法将控制器与航空障碍灯配对使用；同一条供电回路上的若干航空障碍灯对应的所述控制器分别对该供电回路的交流电压的正弦波进行计数和/或时间计算，根据波形数量和/或计算的时间对航空障碍灯进行同步控制；采用两次供电的方式进行控制器启动，第一次供电结束计数器清零，消除启动误差；出现闪烁误差时，通过断电重启的方式在地面实现同一条供电回路上所有航空障碍灯的复位。本发明提供的技术方案适用于航空障碍灯的控制过程中。

Description

一种新型航空障碍灯控制器及控制方法

技术领域

本发明涉及航空障碍灯技术领域，尤其涉及一种新型航空障碍灯控制器及控制方法。

背景技术

按国家标准，顶部高出其地面45米以上的高层建筑必须设置航空障碍灯。为了与一般用途的照明灯有所区别，航空障碍灯不是常亮着而是闪亮，闪光频率不低于每分钟20次，不高于每分钟70次。航空障碍灯的作用就是显示出构筑物的轮廓，使飞行器操作员能判断障碍物的高度与轮廓，起到警示作用。所以一个建筑物上的航空障碍灯需要同时点亮，同时熄灭。

所以，航空障碍灯的设置应标志出障碍物的最高点和边缘。不论哪种障碍灯，其在不同高度的障碍灯数目及排列，应能从各个方位都能看到该物体或物体群轮廓，并且考虑障碍灯的同步闪烁，以达到明显的警示作用。目前市场上航空障碍灯多为采用同步电缆进行同步，或者是采用GPS卫星信号进行同步，前者需要增加电缆施工较繁琐，一旦主航空障碍灯故障其他的航空障碍灯均受到影响，后者采用卫星信号，容易受到干扰，价格高，受到干扰后不能同步闪烁。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型航空障碍灯控制器及控制方法，能够方便施工过程中的安装，提高工作效率，降低航空障碍灯的成本，消除干扰。

一方面，本发明提供一种新型航空障碍灯控制器，其特征在于，包括单片机基本回路、供电电路、脉冲采集电路和控制信号输出电路，所述供电电路分别与所述单片机基本回路、所述脉冲采集电路和所述控制信号输出电路连接；所述脉冲采集电路的输入端与航空障碍灯供电市电连接，输出端与所述单片机基本回路连接；所述单片机基本回路与所述控制信号输出电路连接，所述控制信号输出电路与所述航空障碍灯、所述供电市电组成回路。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述单片机基本回路包括单片机、晶振回路、复位回路和故障指示回路，所述单片机分别与所述晶振回路、所述复位回路和所述故障指示回路连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述供电电路包括线性稳压器和储能电容网络，所述线性稳压器的输出端与所述储能电容网络电连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述储能电容网络的储能能力满足所述航空障碍灯控制器10s-15s的供电需要。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制信号输出电路通过晶闸管实现航空障碍灯的电源通断。

另一方面，本发明提供一种使用如上任一所述新型航空障碍灯控制器的控制方法，其特征在于：控制器与航空障碍灯配对使用；同一条供电回路上的若干航空障碍灯对应的所述控制器分别对该供电回路的交流电压的正弦波进行计数和/或时间计算，根据波形数量和/或计算的时间对航空障碍灯进行同步控制。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，启动航空障碍灯时采用两次供电的方式进行启动。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述两次供电具体为：第一次供电启动控制回路，然后断电，所述控制回路通过回路中电容的存储电量维持运行；程序判断当前状态是否为第一次供电结束，若是则将计数存储器清零，等待第二次供电时重新计数，否则继续判断。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，使用过程中出现航空障碍灯闪烁误差时，通过断电重启的方式在地面实现同一条供电回路上所有航空障碍灯的复位。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述断电重启的复位方式具体为：断电，等待控制回路中电容所存储的电量被消耗完后再通电。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：采用2次间隔送电的方式启动控制器，消除了启动时所带来的误差；使用中出现闪烁误差时，能够实现在地面断电重启的方式进行整条供电回路上的航空障碍灯的复位；操作简单，安装方便，系统运行稳定，经济实用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例提供的航空障碍灯控制器的电路原理图；

图2是本发明一个实施例提供的航空障碍灯控制器的供电电路原理图；

图3是本发明一个实施例提供的航空障碍灯控制器的脉冲采集电路原理图；

图4是本发明一个实施例提供的航空障碍灯控制器的液晶显示电路原理图；

图5是本发明一个实施例提供的航空障碍灯控制器的控制信号输出电路原理图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请的新型航空障碍灯控制器，位于每个航空障碍灯内，由电子电路组成，输入仅需要一路AC220V 50HZ的电源，输出也只有一路AC220V 50HZ给航空障碍灯的发光器件，几个航空障碍灯之间不需要同步电缆，发光部分的通电与否由控制器完成。通过控制器即可实现在同一供电回路上的航空障碍灯同时点亮，同时熄灭。

新型航空障碍灯控制器采用单片机作为控制器件，集成为PCB板，安装在航空障碍灯内。通过单片机对供电回路上市电交流电压波形计数的原理进行时间的计算，同时计数，计数次数相同，且每一个波形的时间均为0.02秒，同一回路上的所有航空障碍灯接受的正弦波相同，即为接收到了相同的信号源，能够实现同一条供电回路上的所有航空障碍灯同时接通和断开，完成同步控制。因此只需要一条电源电缆，而不需要用于同步信号的控制电缆，节省航空障碍灯的控制成本。

启动航空障碍灯时采用两次供电的方式进行启动，实现清零计数。第一次的目的是为了给控制回路供电，启动控制回路；然后断电，断电后控制回路通过电容存储电量维持运行，程序判断接收到正弦波后然后消失判断为第一次送电结束，将计数存储器清零，等待第二次送电后同一供电回路上的所有航空障碍灯同时开始正常的计数运行。第二次供电是为了给出相同的正弦波波形以使航空障碍灯进行正常工作。第一次供电时间和两次供电的间隔时间的和小于电容储存电量维持整个回路工作的时间，即第一次供电开始到第二次正常供电之间控制器始终处于工作状态。比如，第一次供电持续时间2s，断电后间隔3s后进行第二次供电，则要求电容储存的电量满足控制器正常运行的时间需要大于5s，以保证控制器一直处于工作状态。

对第几次供电的判断可以通过程序接收到正弦波的数量计算的时间和单片机的晶振回路计算的时间进行对比来判定，若时间差值在规定范围内则为第一次供电中；若时间差值超出规定范围，则说明第一次供电后已断电，即第一次供电结束，则将计数器清零，待再一次接收到正弦波时重新开始计数。两个时间之间规定差值范围主要是考虑电路元件本身或其他干扰因素造成的接收到的方波数量和晶振电路之间可能存在细微误差，为消除该误差带来的影响，避免误判断，依据多次测试的结果设定误差范围。

分两次送电的目的就是为了解决不同航空障碍灯启动时快慢所产生的误差，使得同一供电回路上的所有航空障碍灯都能够同步控制。

如果使用过程中出现航空障碍灯闪烁误差，可通过断电重启的方式在地面实现所有航空障碍灯的复位。航空障碍灯控制器的复位只需要将电源断掉几十秒钟，等待控制回路将电容所存储的电量消耗完即可，复位简单。

图1是本申请一个实施例提供的航空障碍灯控制器的原理图。如图1所示，航空障碍灯控制器包括单片机基本回路、供电电路、脉冲采集电路、液晶显示电路和控制信号输出电路。

单片机基本回路用于计算和分析接收到的数据，并作出对航空障碍灯的控制。单片机基本回路和脉冲采集电路、液晶显示电路和控制信号输出电路电连接，接收脉冲采集电路采集的信号进行计算和分析，并依据需要对液晶显示电路和控制信号输出电路输出控制信号。供电电路用于为整个控制器供电，分别与单片机基本回路、脉冲采集电路、液晶显示电路、控制信号输出电路电连接。脉冲采集电路与AC 220V的供电电源连接，用于采集正弦波的个数信号发送给单片机进行计算。控制信号输出电路的与AC 220V的供电电源、航空障碍灯组成回路，根据单片机发出的控制信号实现回路的通断，进而控制航空障碍灯的亮灭。

单片机基本回路包括单片机、晶振回路、复位回路和故障指示回路。单片机选用STC89C51。晶振回路选用12MHz的晶振Y1，晶振Y1的两端分别与单片机的两个晶振端口连接，且晶振Y1的两端分别连接十一电容C11和十二电容C12后接地。复位回路包括复位开关S2、复位电容C10和复位电阻R4，复位电容C10和复位开关S2组成并联网络，该并联网络的一端连接电源Vcc，另一端分出两路，一路与单片机复位端口电连接，另一端连接复位电阻R4后接地。故障指示回路包括发光二极管和第六电阻R6，发光二极管和第六电阻R6组成串联电路，且一端与单片机的I/O接口连接，另一端接地。当单片机判定航空障碍灯控制器发生故障时，由单片机控制发光二极管发光提到故障指示的作用。

供电电路，输入AC 220V经过电源适配器降压到直流12V或者9V以后由线性稳压器稳压到5V给单片机供电，其中电容C3、C4、C5、C6、C7并联组成储能电容网络，储能电容网络的目的是在断电后储能，能够支持第一次送电后到第二次送电之间的控制回路的供电，一般情况下此部分时间满足10-15秒供电功能即可。AC 220V降压到直流12V或9V的技术属于现有技术，一般的电器用品中都会用到该技术，本申请的原理图中未显示。将直流12V或9V稳压到5V的过程选用线性稳压器L7805CD2T，L7805CD2T的输入端输入DC12V或DC9V的电压，输出端输出DC5V电压，且输出端串接保护二极管D1后与储能电容网络连接。如图2的航空障碍灯控制器供电电路原理图所示。

单片机对供电回路上交流电压波形的计数是基于脉冲采集电路来实现的，通过过零触发来实现采集。由于一个正选波有俩个过零点，而单片机只能采集高低电平，所以必须把正弦波变成方波才能采集。脉冲采集电路的原理图如图3所示，选用光耦来进行波形转化和压值转换，将交流的正弦波转换成方波，同时将220V的交流压值转换成适于单片机识别的0V-5V直流电压。光耦选用TLP521-1，且为两个。两个光耦的输入端正负极正好相反，具体的，第一光耦U4的正、负输入极分别和交流电的正、负极连接，第二光耦U5的正、负输入级分别和交流电的负、正极连接，由于光耦内发光二极管的正负属性，使得一个正弦波转化得到两个方波。

图4为液晶显示电路原理图，如图4所示，选用的液晶屏为LCD1602，液晶屏的GND端和BG GND端分别接地，VCC端和BG VCC端分别连接电源VCC；VO端与串接的两个分压电阻的中间点电连接，两个分压电阻的相对于中间点的另一端分别与电源VCC和地电连接；液晶屏LCD1602的其他端分别与单片机一个I/O端口电连接，实现对液晶屏的显示控制。液晶屏的显示功能主要为了方便程序调试。

图5为控制信号输出电路的原理图。如图5所示，信号输出控制通过晶闸管实现发光灯具的电源通断，P36则为单片机的输出管脚，用于驱动放大电路，实现发光灯具的快速通断。控制信号输出电路包括控制三极管N3、控制光耦N4和晶闸管VT，单片机的输出端串接十四电阻R14后与控制三极管N3的基极连接，控制三极管N3的发射极接地，集电极与控制光耦N4的输入端负极连接，控制光耦N4的输入端正极串接十二电阻R12后与电源VCC连接。控制光耦N4的两个输出端，一个输出端串接第九电阻R9后与发光灯具的供电端Lin连接，另一个输出端串接第十电阻R10后与晶闸管VT的G端连接。晶闸管VT的G端和A1端之间并联十五电容C15和二十一电阻R21，晶闸管VT的A2端与发光灯具的供电端Lin连接。晶闸管VT的A1端（即Lout）与晶闸管VT的A2端（即Lin）组成控制航空障碍灯工作的供电电源，与航空障碍灯串接成一个回路。

本发明航空障碍灯控制器结构简单，安装省时省力方便简单，节省同步控制电缆，采用单片机PCB板控制成本低，维护方便。对增加市场竞争力，降低工程成本，节约施工人力物力，加快施工进度有着重要意义。

以上对本申请实施例所提供的一种新型航空障碍灯控制器及控制方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型航空障碍灯控制器，其特征在于，包括单片机基本回路、供电电路、脉冲采集电路和控制信号输出电路，所述供电电路分别与所述单片机基本回路、所述脉冲采集电路和所述控制信号输出电路连接；所述脉冲采集电路的输入端与航空障碍灯供电市电连接，输出端与所述单片机基本回路连接；所述单片机基本回路与所述控制信号输出电路连接，所述控制信号输出电路与所述航空障碍灯、所述供电市电组成回路。

2.根据权利要求1所述的新型航空障碍灯控制器，其特征在于，所述单片机基本回路包括单片机、晶振回路、复位回路和故障指示回路，所述单片机分别与所述晶振回路、所述复位回路和所述故障指示回路连接。

3.根据权利要求1所述的新型航空障碍灯控制器，其特征在于，所述供电电路包括线性稳压器和储能电容网络，所述线性稳压器的输出端与所述储能电容网络电连接。

4.根据权利要求3所述的新型航空障碍灯控制器，其特征在于，所述储能电容网络的储能能力满足所述航空障碍灯控制器10s-15s的供电需要。

5.根据权利要求1所述的新型航空障碍灯控制器，其特征在于，所述控制信号输出电路通过晶闸管实现航空障碍灯的电源通断。

6.一种使用如权利要求1-5任一所述新型航空障碍灯控制器的控制方法，其特征在于：所述控制器与航空障碍灯配对使用；同一条供电回路上的若干航空障碍灯对应的所述控制器分别对该供电回路的交流电压的正弦波进行计数和/或时间计算，根据波形数量和/或计算的时间对航空障碍灯进行同步控制。

7.根据权利要求6所述的新型航空障碍灯控制方法，其特征在于，启动航空障碍灯时采用两次供电的方式进行启动。

8.根据权利要求7所述的新型航空障碍灯控制方法，其特征在于，所述两次供电具体为：第一次供电启动控制回路，然后断电，所述控制回路通过回路中电容的存储电量维持运行；程序判断当前状态是否为第一次供电结束，若是则将计数存储器清零，等待第二次供电时重新计数，否则继续判断。

9.根据权利要求6所述的新型航空障碍灯控制方法，其特征在于，使用过程中出现航空障碍灯闪烁误差时，通过断电重启的方式在地面实现同一条供电回路上所有航空障碍灯的复位。

10.根据权利要求9所述的新型航空障碍灯控制方法，其特征在于，所述断电重启的复位方式具体为：断电，等待控制回路中电容所存储的电量被消耗完后再通电。