一种基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，包括依次连接的以太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制单元和电源，以太网无源光网络光电转换单元通过光纤接口实现远程控制计算机与助航灯具控制器通信，实现串行信号到并行差分信号以及并行差分信号到串行信号的协议转换；冗余信号切换单元与控制单元连接，用于检测以太网无源光网络光电转换单元通信链路故障时的冗余切换；控制单元对助航灯具的工作电压、电流、状态及故障检测；对助航灯具内的温度和湿度实时监测；提供局域网接口以及与功能电路的通信和数据转换端口，实现助航灯具的开关控制，本实用新型专利技术具有单只助航灯具的准确定位、实时状态监测功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机场助航灯光
，涉及一种基于以太网无源光网络(EPON)接入网技术的助航灯具控制器。
技术介绍
机场助航灯光系统是保障飞机在夜间、低能见度或者其它复杂天气条件下，为飞机进行正常的起飞、着陆、滑行的必要目视助航设备。飞机在起飞或降落时参照助航灯，可方便地找到机场跑道中线，安全地沿路面跑道航行；同时飞机在滑行或泊位时参照助航灯，实现准确停机。目前伦敦希思罗机场和新加坡樟宜机场在夜间和能见度较低的条件下采用人工控制方式控制跑道中线灯的亮灭来引导飞机的滑行，此种工作方式不仅存在检修不方便、易漏检、工作效率低下、运营成本高，人为因素影响较大等诸多问题，同时采用手工记录其工作状态，不方便存储历史数据和浏览历史记录。随着航空工业的不断发展、飞机品质和机场复杂度的提高，对助航灯光控制系统也提出了更高要求。SESAR组织2015年春天在德国慕尼黑机场对“Follow-The-Greens”的验证结果表明，通过对助航灯光远程控制去引导飞机，能有效减少飞机滑行的总时间，显著降低了燃油消耗和CO2的排放。
技术实现思路
本技术的目的是快速准确助航、实时监控灯具的运行状态，降低机场的运行成本，从而提供一种基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器。为了达成所述目的，本技术提供一种基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器的技术方案包括：依次连接的以太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制单元和电源，其中：所述以太网无源光网络光电转换单元通过光纤接口实现远程控制计算机与助
航灯具控制器通信，实现串行信号到并行差分信号以及并行差分信号到串行信号的协议转换；所述冗余信号切换单元与以太网无源光网络光电转换单元连接，用于检测通信链路故障时的冗余切换；所述控制单元与冗余信号切换单元连接，并对助航灯具的工作电压、工作电流、工作状态及故障检测；对助航灯具内的温度和湿度进行实时监测；提供局域网接口以及与功能电路的通信和数据转换端口；所述电源，与以太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制器单元对应连接，用于提供双路直流电源。优选实施例：所述以太网无源光网络光电转换单元是两个能冗余切换的以太网无源光网络模块。优选实施例：所述光纤接口采用标准SC插座。优选实施例：所述冗余信号切换单元包括MBB继电器、驱动单元和MBB继电器工作状态回读单元；所述驱动单元与MBB继电器连接，向相应MBB继电器的控制线圈提供工作电流，对MBB继电器的控制线圈断开后的续流；所述MBB继电器工作状态回读单元，监测MBB继电器的导通或关闭状态。优选实施例：所述驱动单元包括多个驱动芯片和第一二极管，所述驱动芯片向相应的MBB继电器控制线圈提供工作电流；所述第一二极管反向并联连接于相应MBB继电器控制线圈的两端，对MBB继电器控制线圈断开后的续流。优选实施例：所述MBB继电器工作状态回读单元由串联连接于相应MBB继电器控制线圈端的第二二极管和电阻构成。优选实施例：所述控制单元包括信号调理单元、电压电流检测单元、温度湿度信号检测单元、灯具开关控制单元、ARM处理器和以太网控制单元；所述信号调理单元与电压电流检测单元连接，完成对助航灯具的工作电压、工作电流、工作状态及故障检测；所述温度湿度信号检测单元对助航灯具内的温度和湿度进行实时监测；所述灯具开关控制单元，控制接通和断开助航灯具；所述ARM处理器用于运行嵌入式FreeRTOS操作系统，建立网络通讯协议客
服端，提供局域网接口和数据转换端口；所述ARM处理器与信号调理单元、温度湿度信号检测单元、灯具开关控制单元连接并进行通信；所述以太网控制单元与嵌入式系统处理芯片连接，实现物理层的协议转换。优选实施例：所述灯具开关控制单元包括驱动单元、功率继电器和功率继电器工作状态回读单元，其中：所述驱动单元向功率继电器提供驱动电流；所述功率继电器实现独立控制接通和断开助航灯具；所述功率继电器工作状态回读单元监测功率继电器的导通或关闭状态，所述功率继电器工作状态回读单元由串联连接于相应功率继电器控制线圈端的第三二极管和电阻构成。优选实施例：所述ARM处理器以Cortex-M3为内核的32位嵌入式系统处理器；所述以太网控制单元为具有光纤支持的单端口10/100Mbps以太网物理层收发器。优选实施例：所述的基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，所述电源包括依次连接的隔离变压器的次级、输入保护电路、整流电路、恒流稳压电路。本技术的有益效果：本技术的基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，在首次将EPON技术运用到机场助航灯光控制领域，具有创新。1.本技术基于EPON标准协议，可以使得PC机通过LAN接口对远程助航灯具准确定位、实时的开关控制，实现快速准确助航，同时还可以实时监控灯具的运行状态，有效降低机场的运行成本；2.使用简单。本技术的接口采用标准SC接插座，用户只需用两头带SC插头的光纤跳线将本技术控制器和远程控制计算机同时连接到一台光交换即可。利用用户应用程序来控制助航灯具控制器，可对单只或多只助航灯具实现关断控制和状态回读，实现单灯检测和控制功能。3.可靠性。采用双冗余通信链路和驱动电路设计，能自动检测通信链路连接状态和本技术控制器自身工作状态，一旦故障发生能及时切换到standby链路，能很好的满足机场对助航灯光控制系统高可靠性的要求。4.通用性和灵活性。可直接将本技术控制器串接到现有助航灯具供电回路中，无需增加额外的隔离变压器；同时选用大功率继电器，不仅适用于新型的LED
助航灯具，也适用于传统的卤素灯具。附图说明图1是本技术基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器的结构框图；图2是图1中EPON光电转换单元的具体实施例；图3是图1中冗余信号切换单元的具体实施例；图4是图1中控制单元结构的具体实施例示意图；图5是图4控制单元中ARM处理器的具体实施例；图6是图4控制单元中以太网控制单元的具体实施例；图7是图4控制单元中灯具开关控制单元的具体实施例；图8是图4控制单元中电压电流检测单元和信号调理单元的具体实施例；图9是图4控制单元中温度湿度信号检测单元的具体实施例；图10是图1中电源的结构示意图；图11是图10中具有恒流稳压的电源的具体实施例。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，下面以具体实施并结合附图对本技术作进一步说明。请参阅图1示出本技术基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器的实施例。本实施例包括依次连接的EPON光电转换单元、冗余信号切换单元和控制单元，其中：所述EPON光电转换单元通过光纤接口实现远程控制计算机与助航灯具控制器通信，实现串行信号到并行差分信号以及并行差分信号到串行信号的协议转换；所述冗余信号切换单元与EPON光电转换单元连接，用于检测通信链路故障时的冗余切换。所述控制单元与冗余信号切换单元连接，对助航灯具的工作电压、工作电流、工作状态及故障检测；对助航灯具内的温度和湿度进行实时监测；提供局域网(LAN)接口、以及提供与功能电路的通信和数据转换端口；所述光源，为太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制单元提
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【技术保护点】
一种基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，其特征在于：包括依次连接的以太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制单元和电源，其中：所述以太网无源光网络光电转换单元通过光纤接口实现远程控制计算机与助航灯具控制器通信，实现串行信号到并行差分信号以及并行差分信号到串行信号的协议转换；所述冗余信号切换单元与以太网无源光网络光电转换单元连接，用于检测通信链路故障时的冗余切换；所述控制单元与冗余信号切换单元连接，对助航灯具的工作电压、工作电流、工作状态及故障检测；对助航灯具内的温度和湿度进行实时监测；提供局域网接口、以及提供与功能电路通信和数据转换的端口；所述电源，与以太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制器单元对应连接，用于提供双路直流电源。

【技术特征摘要】
2016.01.22 CN 20162006510261.一种基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，其特征在于：包括依次连接的以太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制单元和电源，其中：所述以太网无源光网络光电转换单元通过光纤接口实现远程控制计算机与助航灯具控制器通信，实现串行信号到并行差分信号以及并行差分信号到串行信号的协议转换；所述冗余信号切换单元与以太网无源光网络光电转换单元连接，用于检测通信链路故障时的冗余切换；所述控制单元与冗余信号切换单元连接，对助航灯具的工作电压、工作电流、工作状态及故障检测；对助航灯具内的温度和湿度进行实时监测；提供局域网接口、以及提供与功能电路通信和数据转换的端口；所述电源，与以太网无源光网络光电转换单元、冗余信号切换单元、控制器单元对应连接，用于提供双路直流电源。2.根据权利要求1所述的基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，其特征在于：所述以太网无源光网络光电转换单元是两个能冗余切换的以太网无源光网络模块。3.根据权利要求1所述的基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，其特征在于：所述光纤接口采用标准SC插座。4.根据权利要求1所述的基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，其特征在于：所述冗余信号切换单元包括MBB继电器、驱动单元和MBB继电器工作状态回读单元；所述驱动单元与MBB继电器连接，向相应MBB继电器的控制线圈提供工作电流，对MBB继电器的控制线圈断开后的续流；所述MBB继电器工作状态回读单元，监测MBB继电器的导通或关闭状态。5.根据权利要求4所述的基于以太网无源光网络技术的助航灯具控制器，其特征在于：所述驱动单元包括多个驱动芯片和第一二极管，所述驱动芯片向相应的MBB继电器控制线圈提供工作电流；所述第一二极管反向并联连接于相应MBB继电器控制线圈的两端，对MBB继电器控制线圈断开后...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨灏，李拓，李磊，杨小龙，贺宁，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51