一种基于电力线载波通讯技术的灯光助降系统的制作方法

本发明涉及一种灯光引导系统，特别涉及一种基于电力线载波通讯技术的灯光助降系统。

背景技术：

人类在发现、使用和推广电能的过程中，建立了庞大的、遍及全球的物理连接网络。世界范围内人们都期望能将现有的庞大的电力网作为信息通讯的物理网络，将电力输送网和通讯网合二为一，经济地实现"智能大厦"、"智能小区"。

由于电力线载波在电力系统中使用坚固可靠的高压电力线作为信号的传输媒介，可节省大量的通道建设投资，再加上电力线载波信息传输稳定可靠，路由合理，安全保密以及能够同时复用远动信号等特点，使得这种电力系统独有的通信方式在数字微波，一点多址，光纤高频等通信方式相继出现的今天仍得到持续的发展。因此电力网被国外传媒喻为"未被挖掘的金山"毫不为过。

电力线数字通讯技术是实现智能小区、智能家电、集中抄表和照明控制的核心技术，国外许多著名公司和研究单位都在对此进行研究，并开发出相对应的器件和产品。如：intellon、thomson、atmel、enika、national等等，而国内的许多的企业也紧随国际步伐在利用电力线传输信息，特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究的热点。

当前我国水面舰船上国产自研的灯光设备采用的灯具都是传统的卤钨灯、白炽灯，国外的灯光设备已经由传统的白炽灯、卤钨灯等更新为led阵类型灯具，耗电只为白炽灯、卤钨灯的12％，寿命确长10倍以上，如法国舰船上均为此灯具。因此，开发一套新型led灯具是很有必要的，为了简化系统的结构，降低灯具的成本，适应船厂原有灯具布线需要，采用电力线载波技术来传输灯具的调光信息、工作状态等信息是很必要的，在此基础上设计一条灯光助降系统是很有现实意义的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够适应船厂原有灯具布线需要，采用电力线载波技术来传输灯具的调光信息、工作状态的基于电力线载波通讯技术的灯光助降系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于电力线载波通讯技术的灯光助降系统，系统由上位机通信部分、下位机通信部分、子系统调光检测部分构成；所述上位机通信部分由电源模块、上位单片机、键盘/led电路、串行口和调制耦合模块组成；所述上位机通过电力线连接下位机；下位机通过电力线连接子系统调光检测部分；所述下位机通信部分由电源模块、耦合电路、解调模块、下位单片机、调光和检测电路组成。

系统的工作就是传送调光和检测信息，多机通信，通过主机的串行口把信号发送到系统的总线上，多台下位机与总线相连，上下位机需要一个识别信号，通过这个识别信号，上位机和下位机进行握手，然后再把目的信号发给下位机；通信协议分为三段，即主机与从机的连接挂钩、握手阶段、发送/接收阶段以及结束阶段。

(1)连接挂钩阶段

连接阶段主要任务是完成通信联络任务，把系统的冲击地址码定义为#0e1h～#0eah，设为10个下位机，首先上位机把要联络的下位机地址码通过串口发出去，下位机接收后与本机的地址码相比较；如果收到的地址码与本机的地址码相符合，则把本上的地址码返回；并且把特殊机寄存器中的sm2清0；若收到的地址码与本机的地址码不相符，则从机复位；sm2不变；

(2)握手阶段

上位机接收下位机返回来的地址码信号，如果接收到的信号与发送的地址码不相同，则主机向从机发送#0ffh,使从机复位；sm2置1；如果上位机收到的信号与发送的地址信号符合，则上位机开始向下位机发送数据；

(3)发送/接收阶段

在上位机与下位握手之后，上位机开始对指定的下位机发送数据；首先上位机给下位机发送控制指令；

(4)调光信号与检测信号的约定

系统发给下位机的信号时对led进行0％～100％的亮度调节，所以发送的是亮度调节信号，在这个系统中，我们约定调光信号在＃00h～＃0ah之间，＃01h表示10％亮度的调光信号，其他依次类推；若下位机接收到调光命令字后，则执行调光程序并按接收到的数据进行调光；若上位机所发的信息不在调光信息范围内，则下位机复位。

本发明的有益效果：本发明的一种基于电力线载波通讯技术的灯光助降系统，使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输稳定可靠、路由合理、可同时复用远动信号等特点，是唯一不需要线路投资的有线通信方式，而且电力线载波通讯技术已经是一门成熟的技术。在船上有限的空间上利用电力线载波通信不仅具有以上的优点，而且还能减少船的布线，简化船体的通信的结构，这样可以从局部提高其性能。

附图说明

图1为系统整体结构示意图；

图2为串行总线通信示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种基于电力线载波通讯技术的灯光助降系统，系统由上位机通信部分、下位机通信部分、子系统调光检测部分构成；所述上位机通信部分由电源模块、上位单片机、键盘/led电路、串行口和调制耦合模块组成；所述上位机通过电力线连接下位机；下位机通过电力线连接子系统调光检测部分；所述下位机通信部分由电源模块、耦合电路、解调模块、下位单片机、调光和检测电路组成。

系统的工作就是传送调光和检测信息，多机通信，通过主机的串行口把信号发送到系统的总线上，多台下位机与总线相连，上下位机需要一个识别信号，通过这个识别信号，上位机和下位机进行握手，然后再把目的信号发给下位机；通信协议分为三段，即主机与从机的连接挂钩、握手阶段、发送/接收阶段以及结束阶段。

(1)连接挂钩阶段

连接阶段主要任务是完成通信联络任务，把系统的冲击地址码定义为#0e1h～#0eah，设为10个下位机，首先上位机把要联络的下位机地址码通过串口发出去，下位机接收后与本机的地址码相比较；如果收到的地址码与本机的地址码相符合，则把本上的地址码返回；并且把特殊机寄存器中的sm2清0；若收到的地址码与本机的地址码不相符，则从机复位；sm2不变；

(2)握手阶段

上位机接收下位机返回来的地址码信号，如果接收到的信号与发送的地址码不相同，则主机向从机发送#0ffh,使从机复位；sm2置1；如果上位机收到的信号与发送的地址信号符合，则上位机开始向下位机发送数据；

(3)发送/接收阶段

在上位机与下位握手之后，上位机开始对指定的下位机发送数据；首先上位机给下位机发送控制指令；

(4)调光信号与检测信号的约定

系统发给下位机的信号时对led进行0％～100％的亮度调节，所以发送的是亮度调节信号，在这个系统中，我们约定调光信号在＃00h～＃0ah之间，＃01h表示10％亮度的调光信号，其他依次类推；若下位机接收到调光命令字后，则执行调光程序并按接收到的数据进行调光；若上位机所发的信息不在调光信息范围内，则下位机复位。

实施例2

如图1所示，本发明可以分为三部分：上位机通信部分、下位机通信部分以及子系统调光检测部分。

上位机实现的功能是输入传送调光信号或者接收下位机的检测信号，主要由电源模块、上位单片机、键盘/led电路、串行口和调制耦合模块组成，220v交流电经过电源模块给单片机以及其他模块提供直流电源，上位机的键盘输入所要通信的下位机地址码，以及通信的数据即调光和检测数据，然后经过串口通信传给调制模块把信号调制成能够加载到电力线上传播的信号并经过耦合电路把这个把低压信号加载到220v的高压高频电力线上，利用电力线传播给下位机；下位机系统由电源模块、耦合电路、解调模块、下位单片机、调光和检测电路组成，这部分也可分为两部分，一部分是接受发送信号机构，即由下位机调制模块，耦合电路组成；一部分为系统的终端执行机构，即下位机，调光和检测电路。

下位机的电源模块电路和上位机系统一样主要给下位机和其他模块提供低压直流电源，电力线上所载的信号经过耦合和解调电路解调出来并传输给串口，通过串口传给下位机，下位机根据所接收到的信号，对灯具进行控制。

实施例3

如图2所示，本发明的工作就是传送调光和检测信息，最终的目的信号就这两个。由于是多机的通信，通过主机的串行口把信号发送到系统的总线上，这时有多台下位机与总线相连，所以需要上下位机需要一个识别信号，通过这个识别信号，上位机和下位机进行握手，然后再把目的信号发给下位机。所以可以把通信协议分为三段，即主机与从机的连接挂钩、握手阶段、发送（接收）阶段以及结束阶段。

(1)连接挂钩阶段

连接阶段主要任务是完成通信联络任务，把系统的冲击地址码定义为#0e1h～#0eah(假设为10个下位机)，首先上位机把要联络的下位机地址码通过串口发出去，下位机接收后与本机的地址码相比较。如果收到的地址码与本机的地址码相符合，则把本上的地址码返回。并且把特殊机寄存器中的sm2清0。若收到的地址码与本机的地址码不相符，则从机复位。sm2不变。

(2)握手阶段

上位机接收下位机返回来的地址码信号，如果接收到的信号与发送的地址码不相同，则主机向从机发送#0ffh,使从机复位。sm2置1。如果上位机收到的信号与发送的地址信号符合，则上位机开始向下位机发送数据。

(3)发送（接收）阶段

在上位机与下位握手之后，上位机开始对指定的下位机发送数据。首先上位机给下位机发送控制指令。

(4)调光信号与检测信号的约定

系统发给下位机的信号时对led进行0％～100％的亮度调节，所以发送的是亮度调节信号，在这个系统中，我们约定调光信号在＃00h～＃0ah之间，＃01h表示10％亮度的调光信号，其他依次类推。若下位机接收到调光命令字后，则执行调光程序并按接收到的数据进行调光。若上位机所发的信息不在调光信息范围内，则下位机复位。