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J基于点式LED的智能点灯系统的设计

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-11-09 编辑:人生

随着国民经济的不断提高和人民素质的提高,中国铁路的不断加快发展,国家对铁路的“安全驾驶”越来越重视,对铁路的“安全驾驶”给予了极大的关注。铁路的技术进步和质量可靠性。审计越来越严格,尤其是与“行车安全”相关的铁路信号系统设备。照明系统是保证“行车安全”的基本铁路信号系统,与“行车安全”密不可分。因此,对照明系统的研究具有广阔的前景。

1系统组成

照明系统是用于铁路行驶信号的自动灯丝转换装置。它是确保铁路交通安全的重要信号组件。它是一个多功能的智能照明系统,集交流照明,灯丝转换和故障位置报警于一体。点式LED智能照明系统包括五个部分:LED灯头,照明单元,信号机制,灯丝继电器和监控主机。该系统的整体示意图如图1所示。该系统功能齐全,质量可靠,具有以下特点:

1)使用5种颜色的大功率单LED作为光源,以满足照明系统的光学特性。 2)照明单元采用错流驱动技术,确保LED负载正常驱动;比较电路和光敏检测电路用于检测照明单元的主,辅助线是否正常工作。辅助线电源用作监视报警电路的电源,实际上是由电源提供的。物理上将主电路与监视报警电路分开。

3)监控主机硬件采用Cortex-M3核心ARM处理器STM32作为主控制器。该软件采用操作系统模式实现多任务调度。人机交互通过触摸液晶屏实现,照明单元地址可直接在触摸屏上设置。

代码和灯泡名称之间的对应关系不需要安装下载程序。

4)通讯采用电流回路通讯方式,根据主机与从机之间的通讯回路是否有电流通过,判断从机是否有故障报警。该方法可靠性高,抗干扰能力强,传输距离长。

2系统硬件设计

2.1系统硬件总体设计

照明单元基于STM8单片机,由主控照明检测模块,通信报警模块,连接模块,电源管理模块和接口模块组成。监控主机基于STMF单片机,由主控核心模块,通讯报警模块和电源模块组成。开关模块,液晶显示模块,

2.2系统通讯报警硬件设计

系统通信报警电路是基于电流环路通信方式设计的,包括监控主机通信报警电路,如图4所示,照明单元通信报警电路,如图5所示。在电流环路通信过程中,有两个传输各种电流信号,一种是电流报警信号,另一种是返回电流信号。监视主机电流回路电路和照明单元电流回路通信,并且当有电流信号传输时,它可以处于三种状态,即传输状态,接收状态和回路通信状态。发送状态是监视主机电流回路或照明单元电流回路处于方波脉冲发送状态,并且该方波脉冲信号在整个电流回路中发送。接收状态正在监视主机电流回路或照明单元电流回路正在等待方波脉冲的接收相位;当回路通信状态为监视主机电流回路电路或照明单元电流回路电路处于接收状态时,电流回路电路的发送电流部分电路用于传递整个电流回路电路状态。

电流回路通信的工作过程如下:当电流回路没有电流信号传输时,监控主机电流回路处于通信状态和接收状态,照明单元电流回路处于接收状态。当照明单元产生当前警报信号时,照明单元切换到发送状态。每次发送当前告警信号后,照明单元进入环路通信状态和接收状态,监控主机仍处于环路通信状态和接收状态。当监视主机识别出照明单元发送的电流时调整警报信号时,调整,转换和监视主机波形校准电路,并将当前警报信号信息转换为可监视的主机微控制器可识别信号,并且主机微控制器从断开的循环通信状态发送到接收状态命令并进入发送状态。发送接收电流信号,监视主机发送接收电流信号,监视主机进入循环通信状态和接收状态;当照明单元识别出接收电流信号时,照明单元断开环路通信状态并进入接收状态。

3软件设计

点式LED智能照明监控系统采用电流环路通讯方式,实现了室内监控主机对室外LED照明单元故障的定位和报警。室内监控主机有四个检测通道,每个检测通道最多设置50个现场照明单元的寻址地址。通信模式是使用电话分机和总机应答的方法。由于电流回路通信回路通过回路中电流的通断传递信息,因此在一个通信周期中仅允许一个扩展占用总线。如果多个分机同时占用总线,则可能无法通信。因此,扩展必须在通信完成后及时释放总线。

当LED照明单元在主光源和辅助光源之间切换时,LED照明监视分机的运行。分机上电后,MCU首先读取拨盘设置的地址代码,然后根据该地址代码生成一个随机数。扩展MCU的计时器从0开始,并以该随机数作为溢出值开始。这样做的目的是为每个分机分配不同的传输开始时间,从而避免多个交换机同时传输信息,从而导致电流环路无法正常通信。延迟到期后,扩展的串行端口开始发送警报消息。电流回路通信电路将串口发出的TTL电平转换为相应的高电流和低电流,电流通过电流回路总线传输到主机的接收电路。配电盘的电流回路通信电路将总线上的电流转换为相应的TTL电压,以便主机微控制器的串行端口接收分机的警报信息。

接收到分机的警报信息后,将收据代码发送到分机。如果分机收到总机发送的收据代码,它将停止发送并永久退出总线。否则,分机会在一段时间后暂时退出总线,然后将警报信息重新发送给主机。在对每个通道的照明单元进行编码之后,它需要与现场的真实灯泡名称相对应。

4结论

点型LED智能照明系统主机监控器采用电流回路通讯方式。该通信方法使用是否存在回路电流来判断是否存在故障。该方法可靠性高,抗干扰能力强,传输距离远,可以满足该站的需要。 3 km,间隔15 km传输距离要求[6]。这种通信方式设计时软件设计较差,可以减少甚至避免误报和误报的发生,给现场施工,使用和维护带来极大的方便。

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