CN201563270U - 一种基于can总线的顺序闪光灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线实在的顺序闪光灯系统，属于顺序闪光灯系统技术领域。本实用新型的顺序闪光灯系统包括控制器(1)、状态指示及地址编码器(2)、顺序闪光灯(3)、通讯线路(4)、信号发生器(5)、升压电路(6)、RS232总线接口电路(7)、CAN总线接口电路(8)、可调压电源(9)。本实用新型和现有技术相比具有以下优点：集中控制，使得所有的闪光灯参数和运行情况能够得到集中式的设置和管理；采用CAN总线的野外远程控制，使得每一个野外闪光灯都能得到远距离的可靠控制，并能独立的向主控制柜汇报运行状态；系统的防护能力强，稳定性好。

Description

一种基于CAN总线的顺序闪光灯系统

技术领域

本发明属于顺序闪光灯系统技术领域，更具体的说属于一种基于CAN总线的顺序闪光灯系统。

背景技术

机场的助航灯光系统可以在低能见度条件下，为飞机的降落提供安全、可靠的目视引导。机场目视着陆灯光引导设备是用于进近灯光系统的闪光设备，通过控制闪光灯闪光作为目视设施，用于显示机场跑道中心延长线。高亮度灯光作有规律的闪光，从跑道未端远处的进近航道上迅速移向跑道端口，能在较差能见度条件下，以及跑道较近的地区中有较多杂乱灯光干扰时，机场目视着陆灯光引导设备能给飞行员一个非常显著的动态提示，从而引导飞机找到机场中线，顺利进场着陆。

机场目视着陆灯光引导设备除了对可靠性和稳定性要求相当严格外，还要求设备能够对异常情况和故障进行迅速查找、排除，并能在闪光灯主控制室实时反映每一个闪光灯的状态。传统的机场目视着陆灯光引导设备采用模拟信号传输控制或者485控制。

模拟信号传输控制由主机控制室发出一串脉冲信号，各个闪光灯节点通过对脉冲信号的解析，执行不同的灯光指示，并通过单独的一条反馈线给主控制器发出应答脉冲信号。采用这种控制方式，在实践中发现有两个弊端：首先，主控制室发送的秒脉冲信号如果因受到干扰而造成闪光灯未能正常接收，它将继续下一次的发送，而不能处理本次的异常状况；其次，由于反馈线受到电源线的干扰，使主控制器无法正确判断闪光灯的准确情况，如果将反馈线架空，又将防雷击问题引入到系统中。

传统的485控制，其抗干扰能力差，不具有较强的稳定控制能力，完全使用软件容错没有较强的硬件容错纠错机制，只能使用主从式通信方式，通信效率较低。

发明内容

本发明为了解决以上技术问题，提出了一种基于CAN总线的顺序闪光灯系统。

本发明的一种基于CAN总线的顺序闪光灯系统包括控制器(1)、地址编码及状态指示器、顺序闪光灯、通讯线路、信号发生器、升压电路、RS232总线接口电路、CAN总线接口电路、可调压电源、隔离装置、功率放大器和检测装置；其中：所述控制器与地址编码及状态指示器相连；所述控制器通过隔离装置和功率放大器与顺序闪光灯正向相连；所述顺序闪光灯通过检测装置和隔离装置与控制器反向相连；所述控制器与信号发生器相连；所述控制器分别与RS232总线接口电路、CAN总线接口电路相连；所述可调压电源与控制器相连；所述可调压电源与信号发生器相连；所述可调压电源与升压电路相连；所述信号发生器与升压电路相连；所述升压电路与顺序闪光灯相连。所述控制器为单片机；所述可调压电源的调压范围在80V-220V之间；所述隔离装置是A/D隔离装置；所述信号发生器是PWM方波发生器；所述地址编码及状态指示器包括存储器和液晶显示器两部分。

所述控制器为单片机；所述可调压电源的调压范围在80V-220V之间；所述隔离装置是A/D隔离装置；所述信号发生器是PWM方波发生器；所述地址编码及状态指示器包括存储器和液晶显示器两部分。

本发明的目的旨在解决传统模拟控制和RS485总线控制的缺欠，并使顺序闪光灯系统得到同步、统一、准确和稳定的远距离控制(CAN总线直接通信距离最远可达成10KM/5Kbps)。

本发明设计的基于CAN总线的顺序闪光灯系统包括主控制柜和一体化顺序闪光灯，主控制柜是顺序闪光灯系统的核心部分，里面包括控制器、地址编码及状态指示器、通讯线路、信号发生器、升压电路、RS232总线接口电路、CAN总线接口电路、可调压电源、隔离装置、功率放大器和检测装置；其功能包括向外场单元控制器和灯具提供电源，向外场单元控制器提供光级信号和闪烁频率，监视外场单元控制器和灯具的运行状态以及远程监控。主控制柜作为CAN的主控制节点，使一体化灯具的CAN总线上的从节点进行时钟节拍的同步，并发送光级调整和闪烁频率的控制信息。

顺序闪光灯是顺序闪光灯系统的执行部件，它们接收来自于主控制柜的光级和同步指令，进行光级调整和闪烁频率控制。当主控制柜发送一次控制命令时，系统中的闪光灯完成一次同步，这样使得系统中每个闪光灯能够进行完善的同步和统一控制。顺序闪光灯具作为CAN的从节点，主动向主控制柜的CAN主控制节点发送本节点灯具的运行状态。使得系统中每一个闪光灯的运行状态得到实时的监控。

本发明和现有技术相比具有以下优点：集中控制，使得所有的闪光灯参数和运行情况能够得到集中式的设置和管理；采用CAN总线的野外远程控制，使得每一个野外闪光灯都能得到远距离的可靠控制，并能独立的向主控制柜汇报运行状态；系统的防护能力强，稳定性好。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1所示是本发明的一种基于CAN总线的顺序闪光灯系统的结构示意图，所述顺序闪光灯系统包括控制器1、地址编码及状态指示器2、顺序闪光灯3、通讯线路4、信号发生器5、升压电路6、RS232总线接口电路7、CAN总线接口电路8、可调压电源9、隔离装置10、功率放大器11和检测装置12；所述控制器1与地址编码及状态指示器2相连；所述控制器1通过隔离装置10和功率放大器11与顺序闪光灯3正向相连；所述顺序闪光灯3通过检测装置12和隔离装置10与控制器1反向相连；所述控制器1与信号发生器5相连；所述控制器1分别与RS232总线接口电路7、CAN总线接口电路8相连；所述可调压电源9与控制器1相连；所述可调压电源9与信号发生器5相连；所述可调压电源9与升压电路6相连；所述信号发生器5与升压电路6相连；所述升压电路6与顺序闪光灯3相连。

所述控制器1为单片机；所述可调压电源9的调压范围在80V-220V之间；所述隔离装置10是A/D隔离装置；所述信号发生器5是PWM方波发生器；所述地址编码及状态指示器2包括存储器和液晶显示器两部分。

本发明设计的基于CAN总线的顺序闪光灯系统包括主控制柜和一体化顺序闪光灯，主控制柜是顺序闪光灯系统的核心部分，里面包括控制器1、地址编码及状态指示器2、通讯线路4、信号发生器5、升压电路6、RS232总线接口电路7、CAN总线接口电路8、可调压电源9、隔离装置10、功率放大器11和检测装置12；其功能包括向外场单元控制器和灯具提供电源，向外场单元控制器提供光级信号和闪烁频率，监视外场单元控制器和灯具的运行状态以及远程监控。主控制柜作为CAN的主控制节点，使一体化灯具的CAN总线上的从节点进行时钟节拍的同步，并发送光级调整和闪烁频率的控制信息。主控制柜为顺序闪光灯3提供电源，并作为基于CAN总线的顺序闪光灯系统的核心控制部分，它完成了对同一系统中所有顺序闪光灯3进行同步、统一、准确和稳定的远距离控制。

顺序闪光灯3是基于CAN总线的顺序闪光灯系统的执行部件，它们接收来自于主控制柜的光级和同步指令，进行光级调整和闪烁频率控制。当主控制柜发送一次控制命令时，系统中的顺序闪光灯3完成一次同步，这样使得系统中每个顺序闪光灯3能够进行完善的同步和统一控制。顺序闪光灯具作为CAN的从节点，主动向主控制柜的CAN主控制节点发送本节点灯具的运行状态，使得系统中每一个顺序闪光灯3的运行状态得到实时的监控。

本发明提供了一种基于CAN总线的顺序闪光灯系统，包括一个主控制柜多个系统内受控闪光灯、供电线缆和通信线缆。

闪光灯CAN监控主电路板上，配有ID设置的拨码开关可以设置系统中顺序闪光灯3的数量和当前顺序闪光灯3节点的ID，同一系统网络中不能有ID重复的顺序闪光灯3，当主控制柜即CAN的主节点发起设置命令时，所有系统中的顺序闪光灯3(即CAN从节点内定时器)同时复位，完成一次时钟同步过程。顺序闪光灯3位于同一CAN网络中，对主控制柜下达的命令完成统一的操作，CAN总线的传输特性保证了消息的准确可靠。

顺序闪光灯3根据主节点设置命令的内容，进行光级及闪烁频率的调整，闪光灯内的中央处理器对闪光灯进行独立控制和调整，并在闪烁一次后，发送状态消息返回给主控制柜即CAN主节点，主控制柜内的中央处理器对每一个顺序闪光灯3(即每个CAN从节点的工作状态和通信情况)做处理显示，并实时显示在主控制柜的地址编码及状态指示器2的液晶显示屏上使得操作者能够快速、便捷的了解整个CAN总线闪光灯系统内所有顺序闪光灯3的工作状态和通信情况。

本发明的基于CAN总线的顺序闪光灯系统中，CAN总线为了在野外保证长距离可靠实时通信，其通信速率需要进行调整和设置，一般情况下我们采用10Kbps的通信速率，其理论的有效通信距离最大为6.3km，一般情况下均可满足要求，在主控制器即CAN总线主节点处可动态调整通信速率，如果通信距离需要加长，最长可保证在5Kbps的通信速率保证10km以内的可靠通信，以上的通信距离是在不加入任何中继器的情况下。本发明的基于CAN总线的顺序闪光灯系统中，由于长期工作在野外环境中，对其稳定可靠要求就更加严格，在设计中系统加入以下的一些防护措施：

过流保护：当外回路出现短路或其他过流情况时，主控制柜内的短路器会自动断开控制柜电源，以免造成更大的损失。

失电保护：当控制柜正常工作时突然失电，控制柜将自动保存原有数据。待供电恢复，控制器直接在原光级下工作，无需重新启动和定级。

防鼠保护：控制柜柜体具有防鼠设计，防止小动物进入柜内造成损害。

防潮保护：电路板均经防潮绝缘处理，避免潮气侵入锈蚀。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于CAN总线的顺序闪光灯系统，其特征在于：所述顺序闪光灯系统包括控制器(1)、地址编码及状态指示器(2)、顺序闪光灯(3)、通讯线路(4)、信号发生器(5)、升压电路(6)、RS232总线接口电路(7)、CAN总线接口电路(8)、可调压电源(9)、隔离装置(10)、功率放大器(11)和检测装置(12)；其中：

所述控制器(1)与地址编码及状态指示器(2)相连；

所述控制器(1)通过隔离装置(10)和功率放大器(11)与顺序闪光灯(3)正向相连；

所述顺序闪光灯(3)通过检测装置(12)和隔离装置(10)与控制器(1)反向相连；

所述控制器(1)与信号发生器(5)相连；

所述控制器(1)分别与RS232总线接口电路(7)、CAN总线接口电路(8)相连；

所述可调压电源(9)与控制器(1)相连；

所述可调压电源(9)与信号发生器(5)相连；

所述可调压电源(9)与升压电路(6)相连；

所述信号发生器(5)与升压电路(6)相连；

所述升压电路(6)与顺序闪光灯(3)相连。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的顺序闪光灯系统，其特征在于：所述控制器(1)为单片机。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的顺序闪光灯系统，其特征在于：所述可调压电源(9)的调压范围在80V-220V之间。

4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的顺序闪光灯系统，其特征在于：所述隔离装置(10)是A/D隔离装置。

5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的顺序闪光灯系统，其特征在于：所述信号发生器(5)是PWM方波发生器。

6.根据权利要求1所述的基于CAN总线的顺序闪光灯系统，其特征在于：所述地址编码及状态指示器(2)包括存储器和液晶显示器两部分。

Images