一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，包括依次連接的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元、控制單元和電源，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元通過光纖接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)與助航燈具控制器通信，實(shí)現(xiàn)串行信號到并行差分信號以及并行差分信號到串行信號的協(xié)議轉(zhuǎn)換；冗余信號切換單元與控制單元連接，用于檢測以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元通信鏈路故障時(shí)的冗余切換；控制單元對助航燈具的工作電壓、電流、狀態(tài)及故障檢測；對助航燈具內(nèi)的溫度和濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測；提供局域網(wǎng)接口以及與功能電路的通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換端口，實(shí)現(xiàn)助航燈具的開關(guān)控制，本實(shí)用新型具有單只助航燈具的準(zhǔn)確定位、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測功能。
【專利說明】
一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)場助航燈光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)接入網(wǎng)技術(shù)的助航燈具控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)場助航燈光系統(tǒng)是保障飛機(jī)在夜間、低能見度或者其它復(fù)雜天氣條件下，為飛機(jī)進(jìn)行正常的起飛、著陸、滑行的必要目視助航設(shè)備。飛機(jī)在起飛或降落時(shí)參照助航燈，可方便地找到機(jī)場跑道中線，安全地沿路面跑道航行；同時(shí)飛機(jī)在滑行或泊位時(shí)參照助航燈，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停機(jī)。目前倫敦希思羅機(jī)場和新加坡樟宜機(jī)場在夜間和能見度較低的條件下采用人工控制方式控制跑道中線燈的亮滅來引導(dǎo)飛機(jī)的滑行，此種工作方式不僅存在檢修不方便、易漏檢、工作效率低下、運(yùn)營成本高，人為因素影響較大等諸多問題，同時(shí)采用手工記錄其工作狀態(tài)，不方便存儲歷史數(shù)據(jù)和瀏覽歷史記錄。
[0003]隨著航空工業(yè)的不斷發(fā)展、飛機(jī)品質(zhì)和機(jī)場復(fù)雜度的提高，對助航燈光控制系統(tǒng)也提出了更高要求。SESAR組織2015年春天在德國慕尼黑機(jī)場對“Fol low-The_Greens”的驗(yàn)證結(jié)果表明，通過對助航燈光遠(yuǎn)程控制去引導(dǎo)飛機(jī)，能有效減少飛機(jī)滑行的總時(shí)間，顯著降低了燃油消耗和CO2的排放。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是快速準(zhǔn)確助航、實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)艟叩倪\(yùn)行狀態(tài)，降低機(jī)場的運(yùn)行成本，從而提供一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器。
[0005]為了達(dá)成所述目的，本實(shí)用新型提供一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器的技術(shù)方案包括:依次連接的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元、控制單元和電源，其中:
[0006]所述以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元通過光纖接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)與助航燈具控制器通信，實(shí)現(xiàn)串行信號到并行差分信號以及并行差分信號到串行信號的協(xié)議轉(zhuǎn)換；
[0007]所述冗余信號切換單元與以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元連接，用于檢測通信鏈路故障時(shí)的冗余切換；
[0008]所述控制單元與冗余信號切換單元連接，并對助航燈具的工作電壓、工作電流、工作狀態(tài)及故障檢測；對助航燈具內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；提供局域網(wǎng)接口以及與功能電路的通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換端口；
[0009]所述電源，與以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元、控制器單元對應(yīng)連接，用于提供雙路直流電源。
[0010]優(yōu)選實(shí)施例:所述以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元是兩個(gè)能冗余切換的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)模塊。
[0011 ]優(yōu)選實(shí)施例:所述光纖接口采用標(biāo)準(zhǔn)SC插座。
[0012]優(yōu)選實(shí)施例:所述冗余信號切換單元包括MBB繼電器、驅(qū)動(dòng)單元和MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元；
[0013]所述驅(qū)動(dòng)單元與MBB繼電器連接，向相應(yīng)MBB繼電器的控制線圈提供工作電流，對MBB繼電器的控制線圈斷開后的續(xù)流；
[0014]所述MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元，監(jiān)測MBB繼電器的導(dǎo)通或關(guān)閉狀態(tài)。
[0015]優(yōu)選實(shí)施例:所述驅(qū)動(dòng)單元包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片和第一二極管，所述驅(qū)動(dòng)芯片向相應(yīng)的MBB繼電器控制線圈提供工作電流;所述第一二極管反向并聯(lián)連接于相應(yīng)MBB繼電器控制線圈的兩端，對MBB繼電器控制線圈斷開后的續(xù)流。
[0016]優(yōu)選實(shí)施例:所述MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元由串聯(lián)連接于相應(yīng)MBB繼電器控制線圈端的第二二極管和電阻構(gòu)成。
[0017]優(yōu)選實(shí)施例:所述控制單元包括信號調(diào)理單元、電壓電流檢測單元、溫度濕度信號檢測單元、燈具開關(guān)控制單元、ARM處理器和以太網(wǎng)控制單元；
[0018]所述信號調(diào)理單元與電壓電流檢測單元連接，完成對助航燈具的工作電壓、工作電流、工作狀態(tài)及故障檢測；
[0019]所述溫度濕度信號檢測單元對助航燈具內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；
[0020]所述燈具開關(guān)控制單元，控制接通和斷開助航燈具；
[0021]所述ARM處理器用于運(yùn)行嵌入式FreeRTOS操作系統(tǒng)，建立網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議客服端，提供局域網(wǎng)接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換端口；所述ARM處理器與信號調(diào)理單元、溫度濕度信號檢測單元、燈具開關(guān)控制單元連接并進(jìn)行通信；
[0022]所述以太網(wǎng)控制單元與嵌入式系統(tǒng)處理芯片連接，實(shí)現(xiàn)物理層的協(xié)議轉(zhuǎn)換。
[0023]優(yōu)選實(shí)施例:所述燈具開關(guān)控制單元包括驅(qū)動(dòng)單元、功率繼電器和功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元，其中:
[0024]所述驅(qū)動(dòng)單元向功率繼電器提供驅(qū)動(dòng)電流；
[0025]所述功率繼電器實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制接通和斷開助航燈具；
[0026]所述功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元監(jiān)測功率繼電器的導(dǎo)通或關(guān)閉狀態(tài)，所述功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元由串聯(lián)連接于相應(yīng)功率繼電器控制線圈端的第三二極管和電阻構(gòu)成。
[0027]優(yōu)選實(shí)施例:所述ARM處理器以CorteX-M3為內(nèi)核的32位嵌入式系統(tǒng)處理器;所述以太網(wǎng)控制單元為具有光纖支持的單端口 10/100MbpS以太網(wǎng)物理層收發(fā)器。
[0028]優(yōu)選實(shí)施例:所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，所述電源包括依次連接的隔離變壓器的次級、輸入保護(hù)電路、整流電路、恒流穩(wěn)壓電路。
[0029]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，在首次將EPON技術(shù)運(yùn)用到機(jī)場助航燈光控制領(lǐng)域，具有創(chuàng)新。
[0030]1.本實(shí)用新型基于EPON標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以使得PC機(jī)通過LAN接口對遠(yuǎn)程助航燈具準(zhǔn)確定位、實(shí)時(shí)的開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確助航，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)艟叩倪\(yùn)行狀態(tài)，有效降低機(jī)場的運(yùn)行成本；
[0031]2.使用簡單。本實(shí)用新型的接口采用標(biāo)準(zhǔn)SC接插座，用戶只需用兩頭帶SC插頭的光纖跳線將本實(shí)用新型控制器和遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)同時(shí)連接到一臺光交換即可。利用用戶應(yīng)用程序來控制助航燈具控制器，可對單只或多只助航燈具實(shí)現(xiàn)關(guān)斷控制和狀態(tài)回讀，實(shí)現(xiàn)單燈檢測和控制功能。
[0032]3.可靠性。采用雙冗余通信鏈路和驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，能自動(dòng)檢測通信鏈路連接狀態(tài)和本實(shí)用新型控制器自身工作狀態(tài)，一旦故障發(fā)生能及時(shí)切換到standby鏈路，能很好的滿足機(jī)場對助航燈光控制系統(tǒng)高可靠性的要求。
[0033]4.通用性和靈活性?？芍苯訉⒈緦?shí)用新型控制器串接到現(xiàn)有助航燈具供電回路中，無需增加額外的隔離變壓器;同時(shí)選用大功率繼電器，不僅適用于新型的LED助航燈具，也適用于傳統(tǒng)的鹵素?zé)艟摺?br>【附圖說明】
[0034]圖1是本實(shí)用新型基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0035]圖2是圖1中EPON光電轉(zhuǎn)換單元的具體實(shí)施例；
[0036]圖3是圖1中冗余信號切換單元的具體實(shí)施例；
[0037]圖4是圖1中控制單元結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例示意圖；
[0038]圖5是圖4控制單元中ARM處理器的具體實(shí)施例；
[0039]圖6是圖4控制單元中以太網(wǎng)控制單元的具體實(shí)施例；
[0040]圖7是圖4控制單元中燈具開關(guān)控制單元的具體實(shí)施例；
[0041]圖8是圖4控制單元中電壓電流檢測單元和信號調(diào)理單元的具體實(shí)施例；
[0042]圖9是圖4控制單元中溫度濕度信號檢測單元的具體實(shí)施例；
[0043]圖10是圖1中電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖11是圖1O中具有恒流穩(wěn)壓的電源的具體實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0045]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，下面以具體實(shí)施并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0046]請參閱圖1示出本實(shí)用新型基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器的實(shí)施例。本實(shí)施例包括依次連接的EPON光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元和控制單元，其中:
[0047]所述EPON光電轉(zhuǎn)換單元通過光纖接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)與助航燈具控制器通信，實(shí)現(xiàn)串行信號到并行差分信號以及并行差分信號到串行信號的協(xié)議轉(zhuǎn)換；
[0048]所述冗余信號切換單元與EPON光電轉(zhuǎn)換單元連接，用于檢測通信鏈路故障時(shí)的冗余切換。
[0049]所述控制單元與冗余信號切換單元連接，對助航燈具的工作電壓、工作電流、工作狀態(tài)及故障檢測;對助航燈具內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；提供局域網(wǎng)(LAN)接口、以及提供與功能電路的通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換端口；
[0050]所述光源，為太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元、控制單元提供雙路直流電源，可對助航燈具實(shí)現(xiàn)關(guān)斷控制和狀態(tài)回讀，實(shí)現(xiàn)單燈檢測和控制功能。
[0051]其中，請參閱圖1示出所述光纖接口，是使用第一光纖接口和第二光纖接口，所述光纖接口采用標(biāo)準(zhǔn)SC插座。
[0052]其中，請參閱圖1和圖2示出所述EPON光電轉(zhuǎn)換單元的實(shí)施例，是使用第一EPON光電轉(zhuǎn)換單元和第二 EPON光電轉(zhuǎn)換單元。所述EPON光電轉(zhuǎn)換單元是兩個(gè)可冗余切換的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)模塊。所述EPON光電轉(zhuǎn)換單元U14提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口和電源接口，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口與以太網(wǎng)控制模塊的通信接口連接。
[0053]請參閱圖3示出圖1中冗余信號切換單元的具體實(shí)施例；其中，所述冗余信號切換單元包括MBB(make before break)繼電器K2、K3、驅(qū)動(dòng)單元和MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元;其中:
[0054]所述驅(qū)動(dòng)單元與MBB繼電器連接，向相應(yīng)MBB繼電器的控制線圈提供工作電流，對MBB繼電器的控制線圈斷開后的續(xù)流；
[0055]所述MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元，用于監(jiān)測MBB繼電器的導(dǎo)通或關(guān)閉狀態(tài)。
[0056]所述驅(qū)動(dòng)單元包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片QlO、Q11和第一二極管D7，所述驅(qū)動(dòng)芯片QlO、Q11向相應(yīng)的MBB繼電器的控制線圈提供工作電流;所述第一二極管D7反向并聯(lián)連接于相應(yīng)MBB繼電器控制線圈的兩端，用于對MBB繼電器的控制線圈斷開后的續(xù)流。所述MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元由串聯(lián)連接于相應(yīng)MBB繼電器控制線圈兩端的第二二極管CR12和電阻R60構(gòu)成。
[0057]鑒于助航燈具需實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，本實(shí)用新型通信鏈路也采用冗余設(shè)計(jì)，由兩個(gè)雙刀雙擲(DPDT)的MBB繼電器K2和K3實(shí)現(xiàn)主從EPON光電轉(zhuǎn)換模塊之間的切換，同時(shí)MBB繼電器的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法跟燈具開關(guān)控制單元驅(qū)動(dòng)電路類似，同樣采用驅(qū)動(dòng)芯片QlO和Qll串接冗余實(shí)現(xiàn)，并通過第二二極管CR12實(shí)時(shí)檢測繼電器的工作狀態(tài)，顯著提升系統(tǒng)的可靠性。
[0058]其中，請參閱圖4示出圖1中控制單元結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例示意圖，本實(shí)施例所述控制單元包括信號調(diào)理單元、電壓電流檢測單元、溫度濕度信號檢測單元、燈具開關(guān)控制單元、ARM處理器和以太網(wǎng)控制單元；
[0059]所述信號調(diào)理單元與電壓電流檢測單元連接，完成對助航燈具的工作電壓、工作電流、工作狀態(tài)及故障檢測；
[0060]所述溫度濕度信號檢測單元完成對助航燈具內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；
[0061 ]所述燈具開關(guān)控制單元，控制接通和斷開助航燈具；
[0062]所述ARM處理器用于運(yùn)行嵌入式迷你的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(FreeRTOS)操作系統(tǒng)，建立網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議(TCP/IP)客服端，提供局域網(wǎng)(LAN)接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換端口；所述ARM處理器與信號調(diào)理單元、溫度濕度信號檢測單元、燈具開關(guān)控制單元連接并進(jìn)行通信；
[0063]所述以太網(wǎng)控制單元與ARM處理器連接，實(shí)現(xiàn)物理層的協(xié)議轉(zhuǎn)換。
[0064]請參閱圖5示出圖4控制單元中ARM處理器U6的具體實(shí)施例，本實(shí)施例所述ARM處理器U6包括內(nèi)部的FLASH存儲器和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器SARAM，所述FLASH存儲器使用256KBFLASH存儲器，所述同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器SARAM使用64KB同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器SARAM，主頻高達(dá)72MHz ALASH存儲器用于存儲ARM處理器U6的上電運(yùn)行程序，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器SDRAM用于工作過程中臨時(shí)數(shù)據(jù)和程序的存儲。
[0065]續(xù)請參閱圖5示出圖4所述ARM處理器U6包括接口電路U6A和供電電路U6B，所述接口電路U6A包括IIC接口、ADC接口和MAC接口；所述接口電路U6A分別與以太網(wǎng)控制單元U8、溫度濕度檢測單元和電壓電流采集單元連接;供電電路U6B為嵌入式處理單元供電；電壓參考芯片U7的輸出與供電電路U6B的端子VREF+連接，為ARM處理器U6提供+2.5V的高精度電壓參考信號。圖5中還有外部時(shí)鐘電路和RTC時(shí)鐘電路，所述外部時(shí)鐘電路包括時(shí)鐘單元Y1、電容C42和電容C44并為ARM處理器U6輸入高速時(shí)鐘信號，所述高速時(shí)鐘信號的頻率為25MHz;所述RTC時(shí)鐘電路由時(shí)鐘單元Y2、和電容C40、電容C45組成并為ARM處理器U6提供RTC時(shí)鐘信號。超級電容C15在系統(tǒng)掉電的情況下為RTC時(shí)鐘電路供電。本實(shí)施例中:所述ARM處理器U6以Cortex-M3為內(nèi)核的32位嵌入式系統(tǒng)處理器。
[0066]請參閱圖6示出圖4控制單元中以太網(wǎng)控制單元的具體實(shí)施例，本實(shí)施例所述以太網(wǎng)控制單元U8實(shí)現(xiàn)，通過上拉電阻R36、R38和下拉電阻R72將以太網(wǎng)控制單元U8配置為光纖接口、RMII主模式；2位發(fā)送數(shù)據(jù)線RMII_TXD0，RMII_TXD1和2位接收數(shù)據(jù)線RMII_RXD0，RMII_RXD1分別與ARM處理器U6的MAC接口相連，實(shí)現(xiàn)通信連接的建立和數(shù)據(jù)交互;ARM處理器U6通過串行數(shù)據(jù)端口 MDC和MD10，實(shí)現(xiàn)對以太網(wǎng)控制單元U8的初始化和工作模式的配置。電阻1?41、1?44、1?45、1?46、1?74、1?78和電容056工57與差分?jǐn)?shù)據(jù)線端了0+、了0-和1^+、1^-連接，用于提尚?目號的完整性。所述以太網(wǎng)控制單兀U8為具有光纖支持的單端口 10/1 OOMbps以太網(wǎng)物理層收發(fā)器。
[0067]請參閱圖7出圖4控制單元中燈具開關(guān)控制單元的具體實(shí)施例;本實(shí)施例所述燈具開關(guān)控制單元包括一個(gè)單刀單擲開關(guān)的功率繼電器Κ1、功率驅(qū)動(dòng)單元和功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元，所述功率驅(qū)動(dòng)單元向功率繼電器提供驅(qū)動(dòng)電流;所述功率繼電器實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制接通和斷開助航燈具;所述功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元用于監(jiān)測功率繼電器的導(dǎo)通或關(guān)閉狀態(tài)，所述功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元由串聯(lián)連接于相應(yīng)功率繼電器控制線圈兩端的第三二極管CR9和電阻R93構(gòu)成。所述功率繼電器的最大功率為8750VA。鑒于助航燈具的亮滅控制需要極高可靠性，避免誤動(dòng)作，本實(shí)用新型燈具開關(guān)控制單元的驅(qū)動(dòng)電路采用驅(qū)動(dòng)芯片Q7和Q8串接冗余實(shí)現(xiàn)，繼電器工作狀態(tài)回讀單元使用第三二極管CR9，并通過第三二極管CR9實(shí)時(shí)檢測繼電器的工作狀態(tài)。
[0068]請參閱圖8示出圖4控制單元中電壓電流檢測單元和信號調(diào)理單元具體實(shí)施例;本實(shí)施例所述電壓電流檢測單元包括電壓檢測單元和電流檢測單元;所述電壓檢測單元包括分壓電阻R59、電阻R62和保護(hù)電路電容C38和第五二極管CR10。電流檢測單元包括采樣電阻R3、低通濾波電路和放大電路;其中:所述采樣電阻R3為高精度電阻;所述低通濾波電路包括電阻Rl、電阻R2、電容C1、電容C2 ；所述放大電路為差分放大器Ul 2。所述信號調(diào)理單元包括低噪聲放大器U13、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C3和電容C4和第四二極管CR8。其中:電流檢測單元具有固定50倍增壓的差分放大器U12將流過采樣電阻R3的電流轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)后信號調(diào)理單元的一級低噪聲放大器U13、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C3、電容C4和第四二極管CR8濾波處理后，送ARM處理器U6進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述信號調(diào)理單元是二階有源低通濾波器。所述低通濾波電路由電阻Rl、電容Cl、電阻R2、電容C2組成，用于有效降低共模噪聲，提升系統(tǒng)的采集精度；電壓檢測電路由電阻R59、電阻R62組成用于檢測助航燈具的工作電壓由高頻濾波電容C38與第五二極管CRlO—起有效保護(hù)ARM處理器U6。
[0069]請參閱圖9所示控制單元中溫度濕度信號檢測單元的具體實(shí)施例，本實(shí)施例所述溫度濕度信號檢測單元由溫濕度傳感器U9和信號保護(hù)單元組成，通過將地址線ADDRO和地址線ADDR2接地將其地址設(shè)置為80Η，本實(shí)用新型在IIC數(shù)據(jù)線上增加了信號保護(hù)單元，顯著提高了系統(tǒng)的抗電磁干擾特性，信號保護(hù)單元包括電阻R31、電阻R32、電容C21、電容C22和第六二極管CRl I。
[0070]請參閱圖10示出圖1中電源的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例所述電源包括隔離變壓器次級、輸入保護(hù)電路、整流電路、恒流穩(wěn)壓電路依次連接。
[0071]請參閱圖11示出是圖10電源具體實(shí)施例，所述電源是恒流穩(wěn)壓電源包括12V線性電源和3.3V開關(guān)電源兩部分。線性電源由DC-DC轉(zhuǎn)換芯片Ul組成，線性電源將13.5V穩(wěn)壓到12V并為燈具開關(guān)控制單元和電流電壓信號調(diào)理單元提供工作電壓;開關(guān)電源由DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U2組成，開關(guān)電源將13.5V穩(wěn)壓到3.3V，并為以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元、控制器單元提供工作電壓，提高了電源使用效率。本實(shí)施例中:所述電源與控制單元連接，為控制單元提供雙路直流電源。所述雙路直流電源為+3.3V直流電源和+12V直流電源。
[0072]以上所述，本實(shí)施例僅是對本實(shí)用新型方法作舉例說明。并非用以限定本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容范圍，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的包含范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:包括依次連接的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元、控制單元和電源，其中: 所述以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元通過光纖接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)與助航燈具控制器通信，實(shí)現(xiàn)串行信號到并行差分信號以及并行差分信號到串行信號的協(xié)議轉(zhuǎn)換； 所述冗余信號切換單元與以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元連接，用于檢測通信鏈路故障時(shí)的冗余切換； 所述控制單元與冗余信號切換單元連接，對助航燈具的工作電壓、工作電流、工作狀態(tài)及故障檢測;對助航燈具內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測;提供局域網(wǎng)接口、以及提供與功能電路通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的端口； 所述電源，與以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元、冗余信號切換單元、控制器單元對應(yīng)連接，用于提供雙路直流電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換單元是兩個(gè)能冗余切換的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述光纖接口采用標(biāo)準(zhǔn)SC插座。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述冗余信號切換單元包括MBB繼電器、驅(qū)動(dòng)單元和MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元； 所述驅(qū)動(dòng)單元與MBB繼電器連接，向相應(yīng)MBB繼電器的控制線圈提供工作電流，對MBB繼電器的控制線圈斷開后的續(xù)流； 所述MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元，監(jiān)測MBB繼電器的導(dǎo)通或關(guān)閉狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)單元包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片和第一二極管，所述驅(qū)動(dòng)芯片向相應(yīng)的MBB繼電器控制線圈提供工作電流;所述第一二極管反向并聯(lián)連接于相應(yīng)MBB繼電器控制線圈的兩端，對MBB繼電器控制線圈斷開后的續(xù)流。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述MBB繼電器工作狀態(tài)回讀單元由串聯(lián)連接于相應(yīng)MBB繼電器控制線圈端的第二二極管和電阻構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述控制單元包括信號調(diào)理單元、電壓電流檢測單元、溫度濕度信號檢測單元、燈具開關(guān)控制單元、ARM處理器和以太網(wǎng)控制單元； 所述信號調(diào)理單元與電壓電流檢測單元連接，完成對助航燈具的工作電壓、工作電流、工作狀態(tài)及故障檢測； 所述溫度濕度信號檢測單元，對助航燈具內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測； 所述燈具開關(guān)控制單元，控制接通和斷開助航燈具； 所述ARM處理器用于運(yùn)行嵌入式FreeRTOS操作系統(tǒng)，建立網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議客服端，提供局域網(wǎng)接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換端口；所述ARM處理器與信號調(diào)理單元、溫度濕度信號檢測單元、燈具開關(guān)控制單元連接并進(jìn)行通信； 所述以太網(wǎng)控制單元與嵌入式系統(tǒng)處理芯片連接，實(shí)現(xiàn)物理層的協(xié)議轉(zhuǎn)換。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述燈具開關(guān)控制單元包括功率驅(qū)動(dòng)單元、功率繼電器和功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元，其中: 所述功率驅(qū)動(dòng)單元向功率繼電器提供驅(qū)動(dòng)電流； 所述功率繼電器實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制接通和斷開助航燈具； 所述功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元監(jiān)測功率繼電器的導(dǎo)通或關(guān)閉狀態(tài)，所述功率繼電器工作狀態(tài)回讀單元由串聯(lián)連接于相應(yīng)功率繼電器控制線圈端的第三二極管和電阻構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述ARM處理器以Cortex-M3為內(nèi)核的32位嵌入式系統(tǒng)處理器;所述以太網(wǎng)控制單元為具有光纖支持的單端口 1AOOMbps以太網(wǎng)物理層收發(fā)器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的助航燈具控制器，其特征在于:所述電源包括依次連接的隔離變壓器的次級、輸入保護(hù)電路、整流電路、恒流穩(wěn)壓電路。
【文檔編號】H05B37/02GK205622958SQ201620426220
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】楊灝, 李拓, 李磊, 楊小龍, 賀寧
【申請人】中國民用航空總局第二研究所