夜航探照灯车控制系统设计

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1、夜航探照灯车控制系统设计朱存清李宏宁波大学信息科学与工程学院设计了一种夜航探照灯车控制系统，伍括主控器、数据釆集/驱动板、遥控装置三部分，其中主控器用于灯车监控视频和工作参数的显示，同吋接收塔台遥控装置发送的无线指令控制灯车。数据采集/驱动板包含两部分:数据采集板，用于对探照灯的工作参数进行采集，包括探照角度、工作电流和电压，且利用传感器并通过电气隔离的方法实现直流信号的高精度测量；电气驱动板，用于实现灯光和探照角度控制，采用汽车电子行业成熟稳定的控制器局域网（CAN）总线进行通信。塔台遥控装置通过2.4GHz频段与主控器进行通信，组成星状网络控制任意一

2、台灯车。测试表明:灯车控制系统参数测量精度保持在1%以内、通信稳定可靠、功能和性能均符合系统设计要求。关键词：灯午控制系统;控制器局域I叫总线;传感器;电气隔离测量;星状无线网络;随着航空事业的迅速发展，对发展先进的助航灯光布灯设备也提出要求，夜航飞行时，着陆探照灯手根据信号灯指示，操控探照灯车的开、关等状态。灯手工作于噪音大于70dB的驾驶室内，长时间保持精力高度集中，容易造成视觉和身体疲劳，产生操作不及时或误操作。针对现有保障模式的弊端，在不改变探照灯车原有结构和指挥习惯的情况下，由塔台指挥员和探照灯手共同对探照灯车实现操控，可极大减轻灯手的工作强度

3、，有效保障飞行安全。本文介绍了一种夜航"探照灯车"控制系统，该系统以STM32,液晶显示器（LCD）等作为载体，与PC/OS-U，emWin协调工作，实现了整个软硬件系统，并组建了星状无线网络，控制任意一台灯车的工作状态。系统同时能够采集灯车的各种工作参数，并显示于主控器的LCD。1控制系统总体结构控制系统分为主控器、数据采集/驱动板、塔台遥控装置、控制器局域网(controllerareanetwork,CAN)通信电路等。主控器响应按键的功能，将控制信息通过CAN网络的差分信号线发送至电气驱动板以控制探照灯，同时接收数据釆集板的多个传感器上传的工作参

4、数并显示在液晶上拉1,当主控器收到塔台发送的无线指令时，通过CAN总线下传至数据采集/驱动板控制探照灯，主控器对通信状态进行检测，发现故障及时提示并报警。CAN通信具有很强的抗干扰能力，通信出现故障时，会在显示界面提示U1。塔台遥控装置采用射频模块，与灯车组成星状网络，控制网络内任意一台灯车的工作状态，灯车的故障信息也能通过无线网络上传至塔台遥控装置。2硬件平台设计2.1主控器主控器以STM32为核心，配合电源电路、静态随机存储器(staticrandomaccessmemory,SRAM)、液晶显示器(liquidcrystaldisplay,LCD)

5、、报警电路、复位电路、时钟电路、闪光灯(FLASH)、摄像头、无线数传模块等外设,通过CAN总线向数据采集/驱动板发出指令，从而控制探照灯的工作状态，同时数据采集/驱动板采集的参数亦通过CAN总线上传至主控器;LCD和触摸屏电路是人机交互的主要手段，显示器显示灯车工作状态、工作参数;车载摄像头0V7670将拍摄的监控视频实时显示在LCD上，方便探照灯手查看包1;无线数传模块用于接收塔台遥控装置发送的无线控制信号，同时反馈无线信号给塔台，并与塔台遥控装置组成星状网络;报警电路用于当灯车的工作状态出现异常时，自动报警提醒灯手;系统使用车体自带12V电源为主控

6、器和数据采集/驱动板供电，主控器硬件结构框图如图1所示。图1主控器硬件结构框图2.2数据采集/驱动板数据采集/驱动板的供电电源采用车载电源12V,与CAN总线共同由四芯电缆传输，一方面数据釆集/驱动板将传感器釆集到的信息打伍成CAN数据帧，通过CAN总线向上传输并在LCD上显示，另一方面从CAN总线上接收控制信息，并控制固态继电器和步进电机，实现灯光和探照角度控制。各种控制信号与强电设备相连时，采用光耦、W态继电器隔离，数据采集/驱动板的结构框图如图2所示。2.3塔台遥控装置遥控装置结构框图如图3所示，采用NRF24L01P作为射频芯片，芯片具有如下特点

7、:2.4GHz全球开放的TSM频段，免许可证使用；最高工作速率2Mbps,高效的GFSK调制，抗干扰能力强；125个可选频道，满足多点通信和调频通信的需要。该芯片集成NORDIC的EnhancedShockBurst协议，再配上外置天线，组合成(NRF24L01P+PA+LNA)，以250kbps的通信速率，在开阔环境、无干扰情况下具有lkm的传输距离，遥控装置能与多台灯车组成星状网络，通过无线网络节点监视和控制探照灯的工作状态，如果探照灯的工作参数出现异常，则自动上传至塔台遥控装置显示界面，当遥控装置与灯车通信出现问题时，遥控装置白动蜂鸣器报警，从而提

8、高机场的整体运行效率达1。图2数据采集/驱动板硬件结构框图阁3遥控装置硬件结构框