一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器及方法技术

本发明专利技术涉及机场助航灯光技术领域，尤其是一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器及方法；所述助航灯具控制器包括灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元，本发明专利技术所提出的控制器在助航灯光串行供电回路中进行接入，避免了隔离变压器及环境工况对信号衰减的影响；该控制器还利用了串行供电回路原地返回通信信号，很好的避免了回传路径过长对信号的影响；由于该控制器减少了通信回路上其它设备的影响，能够提高通信传输的可靠性，并且不需要部署额外的通信线路，工程易实现性好，能够大幅减少智能助航灯光控制系统的建设和改造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器及方法
本专利技术涉及机场助航灯光
，尤其是一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器及方法。
技术介绍
机场助航灯光系统作为保障飞机在夜间、低能见度或者其它复杂运行条件下，进行正常的起飞、着陆、滑行的必要目视助航系统，其运行状况直接关系到飞机起降安全，是保障机场安全运行的重要基础设施之一。随着民航领域的快速发展，机场助航灯光系统仅仅实现目视助航设备的照明功能已不能满足当前安全运行保障的需求。A-SMGCS(先进机场场面引导与控制系统)是国际民航组织提出的当前最先进的场面运行控制系统，该系统综合运用多种传感器技术获取机场场面运动物体的位置信息，并通过对机场助航灯光的单灯控制来实现对航空器在场面的运行态势进行冲突预警、滑行引导等功能，以保障飞行安全。目前机场大多采用调光器控制的方式对整条助航灯光回路的助航灯具进行开关控制，存在工程建设成本高、灯具失效检测困难、不能实现单灯控制、人工控制及维护成本高等问题。由于机场助航灯具根据功能特性分布安装在机场飞行区特定的位置区域，对于现有或新建机场的助航灯具单灯可控的升级需求，受限于机场飞行区面积以及助航灯具安装位置区域，敷设助航灯具控制器通信线路的工程成本都是极高的。为了降低助航灯具单灯可控的工程建设难度以及易实现性，可考虑利用已有的助航灯光供电电缆进行数据传输。电力线载波通信(PLC，PowerlineCommunication)是电力系统特有的通信方式，是指利用现有电力线通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，其最大特点是不需要重新架设网络，只要有电力线就能进行数据传输，电力线载波通信技术在许多领域的应用已经比较成熟。经查询，目前现有专利技术仅公布了基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器(CN105813354A一种基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器)，还没有针对基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器的专利公布。请参照图1，目前市面上已有的采用电力线载波通信技术的助航灯具控制器产品均采用在助航灯光隔离变压器的次级实现信号调制传输的设计。由于电力线载波通信信号的调制解调需要经过一个隔离变压器，并且在利用助航灯光一次缆进行串行回路传输时需要经过多个助航灯具，信号回传路径过长，该设计经过多个机场长期应用后发现，受隔离变压器衰减及环境工况影响，实际效果欠佳。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器及方法，旨在克服现有技术的不足。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供的一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器，包括灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元，所述灯具检测单元的信号输出端与所述ARM处理器单元的信号输入端相连，所述ARM处理器单元的信号输出端与所述灯具控制单元的信号输入端相连，所述工况监测单元与所述ARM处理器单元电性连接，所述电力线载波通信接口单元与所述ARM处理器单元电性连接，所述电力线载波通信接口单元与助航灯光串行供电回路电性连接。作为本申请一种优选的实施方式，所述助航灯具控制器还包括电源转换单元；所述电源转换单元分别与所述灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元电性连接。作为本申请一种优选的实施方式，所述电源转换单元包括隔离变压器次级、输入保护电路、整流电路和恒流稳压电路，所述隔离变压器次级、输入保护电路、整流电路和恒流稳压电路依次连接，所述恒流稳压电路的输出作为所述助航灯具控制器的恒流稳压电源。作为本申请一种优选的实施方式，所述恒流稳压电源包括12V线性电源和3.3V开关电源。第二方面，本专利技术提供的一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制方法，所述助航灯具控制方法适用于本专利技术的第一方面中所述的助航灯具控制器，所述助航灯具控制器包括灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元；所述灯具检测单元对助航灯具的工作状态和故障状态进行检测，并将助航灯具的检测结果发送给所述ARM处理器单元；所述灯具控制单元接收所述ARM处理器单元的控制信号，根据所述控制信号完成对灯具的状态控制；所述工况监测单元对助航灯具控制器的工作状况进行监测，并将助航灯具控制器的工作状况信息发送给所述ARM处理器单元；所述电力线载波通信单元直接对助航灯光串行供电回路上的载波通信信号进行调制、解调，完成所述助航灯具控制器与灯光站助航灯具控制服务器间的通信交互。作为本申请一种优选的实施方式，所述灯具检测单元对助航灯具的工作状态和故障状态进行检测，并将助航灯具的检测结果发送给所述ARM处理器单元具体包括：所述灯具检测单元将采集的电流信号转换为电压信号，对所述电压信号进行调理，将调理后的电压信号送入ARM处理器单元进行采样计算；或者所述灯具检测单元对直接采集的电压信号进行调理，将调理后的电压信号送入ARM处理器单元进行采样计算。作为本申请一种优选的实施方式，所述灯具控制单元包括功率开关、功率驱动模块和功率开关状态回读模块；所述功率驱动模块向功率开关提供驱动电流；所述功率开关由ARM处理器单元提供的开关信号独立控制接通和断开助航灯具；所述功率开关状态回读模块监测功率开关的导通或关闭状态。作为本申请一种优选的实施方式，所述灯具控制单元还包括保护电路；所述保护电路为瞬时过电流泄流和过电压限制提供保护。作为本申请一种优选的实施方式，所述工况监测单元对助航灯具控制器的工作状况进行监测具体包括：所述工况监测单元对助航灯具控制器的工作电压、工作电流、功耗、环境温度和湿度进行监测。作为本申请一种优选的实施方式，所述电力线载波通信单元直接对助航灯光串行供电回路上的载波通信信号进行调制、解调和中继；当需要将电力线载波信号传送至下一助航灯具控制器时，所述电力线载波通信单元对所述电力线载波信号的衰减情况进行判断，若所述电力线载波信号的衰减情况超过预先设定，则通过中继功能将电力线载波信号进行耦合。本专利技术的有益效果是：本专利技术设计了一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器及方法，该控制器在助航灯光串行供电回路中进行接入，避免了隔离变压器及环境工况对信号衰减的影响；该控制器还利用了串行供电回路原地返回通信信号，很好的避免了回传路径过长对信号的影响；并且该控制器还利用信号回路结构特性，提供了中继功能，当需要将电力线载波信号传送至下一助航灯具控制器时，自动判断是否启用中继功能；该控制器通过电源转换单元直接在助航灯具供电回路上进行取电，同时不影响助航灯具的正常工作；该控制器通过灯具检测单元、灯具控制单元、ARM处理器单元完成助航灯具的开关/闪烁控制功能以及电压/电流/功率检测等状态监视功能；该控制器通过工况监测单元为控制器提供状态监视功能；该控制器通过电力线载波通信接口单元与灯光站助航灯具控制服务器间进行通信交互。该控制器减少了通信回路上其它设备的影响，能够提高通信传输的可靠性，并且不需要部署额外的通信线路，工程易实现性好，能够大幅减少智能助航灯光控制系统的建设和改造成本。附图说明图1为现有技术中助航灯具控制器实施例的示意图；图2为本专利技术助航灯具控制器实施例的示意图；图3为本专利技术助航灯具控制器实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器，包括灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元，其特征在于：所述灯具检测单元的信号输出端与所述ARM处理器单元的信号输入端相连，所述ARM处理器单元的信号输出端与所述灯具控制单元的信号输入端相连，所述工况监测单元与所述ARM处理器单元电性连接，所述电力线载波通信接口单元与所述ARM处理器单元电性连接，所述电力线载波通信接口单元与助航灯光串行供电回路电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器，包括灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元，其特征在于：所述灯具检测单元的信号输出端与所述ARM处理器单元的信号输入端相连，所述ARM处理器单元的信号输出端与所述灯具控制单元的信号输入端相连，所述工况监测单元与所述ARM处理器单元电性连接，所述电力线载波通信接口单元与所述ARM处理器单元电性连接，所述电力线载波通信接口单元与助航灯光串行供电回路电性连接。2.根据权利要求1所述的基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器，其特征在于：所述助航灯具控制器还包括电源转换单元；所述电源转换单元分别与所述灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元电性连接。3.根据权利要求2所述的基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器，其特征在于：所述电源转换单元包括隔离变压器次级、输入保护电路、整流电路和恒流稳压电路，所述隔离变压器次级、输入保护电路、整流电路和恒流稳压电路依次连接，所述恒流稳压电路的输出作为所述助航灯具控制器的恒流稳压电源。4.根据权利要求3所述的基于电力线载波通信技术的助航灯具控制器，其特征在于：所述恒流稳压电源包括12V线性电源和3.3V开关电源。5.一种基于电力线载波通信技术的助航灯具控制方法，所述助航灯具控制方法适用于权利要求1-4中任意一项所述的助航灯具控制器，所述助航灯具控制器包括灯具检测单元、灯具控制单元、工况监测单元、电力线载波通信接口单元和ARM处理器单元，其特征在于：所述灯具检测单元对助航灯具的工作状态和故障状态进行检测，并将助航灯具的检测结果发送给所述ARM处理器单元；所述灯具控制单元接收所述ARM处理器单元的控制信号，根据所述控制信号完成对灯具的状态控制；所述工况监测单元对助航灯具控制器的工作状况进行监测，并将助航灯具控制器的工作状况信息发送给所述ARM处...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨灏，黄忠涛，贺宁，李拓，蒋李，麻晓丹，杨建红，余擎阳，杨小龙，陈飞，袁肖钟灵，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51