基于can組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及煙爐點(diǎn)火控制技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，包括通道采集電路、點(diǎn)火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉(zhuǎn)換單元、CAN接口保護(hù)單元和CAN接口單元，通道采集電路與中央處理器電連接，中央處理器與點(diǎn)火通道控制電路電連接，中央處理器的發(fā)送端與CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元與CAN接口保護(hù)單元電連接，CAN接口保護(hù)單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端與中央處理器的接收端電連接。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，使多個(gè)不同通道的煙條同時(shí)接收到相同的控制指令，同時(shí)點(diǎn)燃煙條，有效提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。
【專利說明】
基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及煙爐點(diǎn)火控制技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前人工增水作業(yè)通常采用火箭和高炮的形式，給航運(yùn)和地面人員安全帶來諸多隱患，因此無法實(shí)時(shí)操作且作業(yè)流程較復(fù)雜。在迫切需要增水的旱季，能夠滿足人工增水的天氣條件本身就非常稀少，加之作業(yè)空域易受限制，設(shè)置地點(diǎn)偏遠(yuǎn)，操作時(shí)間不定，長期待命則人力調(diào)度不易，易錯失最佳啟動和人工造雨時(shí)機(jī)。一般設(shè)置地點(diǎn)為偏遠(yuǎn)地區(qū)，對于機(jī)件狀況、碘化銀溶液和燃料計(jì)量無法隨時(shí)監(jiān)控，燃燒點(diǎn)火與關(guān)火程序復(fù)雜，人工操作不易。現(xiàn)在急需增水作業(yè)的地區(qū)(如新疆、甘肅等西北地區(qū)，云南、西藏等西南地區(qū))地理環(huán)境及氣候條件比較特殊，引進(jìn)的地面碘化銀煙爐普遍存在通訊故障、電瓶無法供電等現(xiàn)象，絕大多數(shù)地面碘化銀煙爐都成了擺設(shè)，沒有發(fā)揮作用。
[0003]現(xiàn)有煙條點(diǎn)火控制器廣泛采用RS485接口進(jìn)行遠(yuǎn)距離組網(wǎng)，而RS485接口只能構(gòu)成無隔離的主從式結(jié)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)自動仲裁，通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差。同時(shí)，RS485芯片功耗較大，靜態(tài)功耗為2-3mA，工作時(shí)達(dá)到20mA，若加上偏置電阻及終端電阻，工作電流會更大，導(dǎo)致整機(jī)的平均功耗較大，不滿足電池供電系統(tǒng)的建設(shè)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供了一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中RS485無法實(shí)現(xiàn)自動仲裁結(jié)構(gòu)，通信方式實(shí)時(shí)性和可靠性差的問題，煙爐不能同時(shí)點(diǎn)火，錯失最佳人工造雨的時(shí)機(jī)的問題以及RS485芯片功耗大，電池供電系統(tǒng)無法供應(yīng)整機(jī)需求的問題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，包括通道采集電路、點(diǎn)火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉(zhuǎn)換單元、CAN接口保護(hù)單元和CAN接口單元，通道采集電路的輸出端與中央處理器的輸入端電連接，中央處理器的輸出端與點(diǎn)火通道控制電路電連接，中央處理器的發(fā)送接口與CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元與CAN接口保護(hù)單元電連接，CAN接口保護(hù)單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端與中央處理器的接收接口電連接。
[0006]下面是對上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0007]上述通道采集電路包括64個(gè)點(diǎn)火通道、電平轉(zhuǎn)換器、多路復(fù)用器、基準(zhǔn)電源、比較器和與門邏輯控制器，電平轉(zhuǎn)換器的一端分別與中央處理器的8條地址線電連接，電平轉(zhuǎn)換器的另一端與多路復(fù)用器的一端電連接，多路復(fù)用器的另一端分別與64個(gè)點(diǎn)火通道電連接，比較器的輸入端與多路復(fù)用器電連接，比較器的輸出端和與門邏輯控制器的輸入端電連接，與門邏輯控制器的輸出端與中央處理器的中斷接口電連接。
[0008]上述點(diǎn)火通道控制電路包括64個(gè)與點(diǎn)火通道相對應(yīng)的點(diǎn)火通道控制模塊，點(diǎn)火通道控制模塊包括光電耦合器、MOS開關(guān)管、二極管、接線端子和外接電源端，中央處理器與光電親合器的輸入端電連接，光電親合器的輸出端與MOS開關(guān)管的一個(gè)輸入端電連接，MOS開關(guān)管的另一個(gè)輸入端與外接電源端電連接，MOS開關(guān)管的輸出端與二極管的一個(gè)輸入端電連接，二極管的另一個(gè)輸入端與接線端子電連接。
[0009]上述還包括人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面與中央處理器電連接，人機(jī)交互界面包括數(shù)碼計(jì)數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計(jì)數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。
[0010]本實(shí)用新型采用自主協(xié)議擴(kuò)展的CAN-bus接口，具備多種工作方式，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)，采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁方式向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，自主協(xié)議擴(kuò)展廢除了站地址編碼，取而代之的是對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可以使多個(gè)不同通道的煙條同時(shí)接收到相同的控制指令，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)點(diǎn)燃煙條，并且構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，有效提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。本實(shí)用新型采用CAN組網(wǎng)方式，有效較低了耗電量。
【附圖說明】

[0011 ]附圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖2為本實(shí)用新型自主協(xié)議擴(kuò)展格式示意圖。
[0013]附圖3為本實(shí)用新型人機(jī)交互界面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0015]在本實(shí)用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0017]實(shí)施例1:如附圖1、2所示，一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，包括通道采集電路、點(diǎn)火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉(zhuǎn)換單元、CAN接口保護(hù)單元和CAN接口單元，通道采集電路的輸出端與中央處理器的輸入端電連接，中央處理器的輸出端與點(diǎn)火通道控制電路電連接，中央處理器的發(fā)送接口與CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元與CAN接口保護(hù)單元電連接，CAN接口保護(hù)單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端與中央處理器的接收接口電連接。通信接口電路工作過程為:中央處理器通過RJ45標(biāo)準(zhǔn)CAN接口單元接收總線指令，CAN接口保護(hù)單元保護(hù)CAN接口單元免受外部干擾沖擊，CAN電平轉(zhuǎn)換單元完成總線電平向TTL邏輯電平的轉(zhuǎn)換，根據(jù)自主協(xié)議擴(kuò)展完成指令解析，總線指令要求完成點(diǎn)火或采集工作。
[0018]可根據(jù)實(shí)際需要，對上述基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0019]如附圖1、2所示，通道采集電路包括64個(gè)點(diǎn)火通道、電平轉(zhuǎn)換器、多路復(fù)用器、基準(zhǔn)電源、比較器和與門邏輯控制器，電平轉(zhuǎn)換器的一端分別與中央處理器的8條地址線電連接，電平轉(zhuǎn)換器的另一端與多路復(fù)用器的一端電連接，多路復(fù)用器的另一端分別與64個(gè)點(diǎn)火通道電連接，比較器的輸入端與多路復(fù)用器電連接，比較器的輸出端和與門邏輯控制器的輸入端電連接，與門邏輯控制器的輸出端與中央處理器的中斷接口電連接。實(shí)際工作中，通道采集電路用于管理煙爐煙條有無狀態(tài)，具體工作方式為:電路中8位地址線的高4位用于4片多路復(fù)用器的片選信號，低4位用于每片多路復(fù)用器的通道選擇。來自CAN接口單元的采集指令觸發(fā)采集通道后，中央處理器通過8位地址線(地址線I至地址線8)逐次輪詢64個(gè)通道并選通其一，經(jīng)過后級比較器和四輸入與門向中央處理器發(fā)送如下信號:通道上有煙條，中斷引腳輸出低電平(此時(shí)比較器輸出低電平)；通道上無煙條，中斷引腳輸出高電平(此時(shí)比較器輸出高電平)，無通道選通時(shí)中斷引腳輸出高電平(此時(shí)比較器輸出高電平)，因此中央處理器只需簡單的監(jiān)測中斷引腳的電平狀態(tài)即可判斷煙條的有無。中央處理器即為附圖1中的CHJ處理電路。
[0020]如附圖1、2所示，點(diǎn)火通道控制電路包括64個(gè)與點(diǎn)火通道相對應(yīng)的點(diǎn)火通道控制模塊，點(diǎn)火通道控制模塊包括光電耦合器、MOS開關(guān)管、二極管、接線端子和外接電源端，中央處理器與光電親合器的輸入端電連接，光電親合器的輸出端與MOS開關(guān)管的一個(gè)輸入端電連接，MOS開關(guān)管的另一個(gè)輸入端與外接電源端電連接，MOS開關(guān)管的輸出端與二極管的一個(gè)輸入端電連接，二極管的另一個(gè)輸入端與接線端子電連接。這里，點(diǎn)火通道控制模塊為64個(gè)獨(dú)立的開關(guān)控制結(jié)構(gòu)，各個(gè)通道采用獨(dú)立硬件控制結(jié)構(gòu)，各通道之間絕對獨(dú)立，一個(gè)通道出現(xiàn)故障不會影響其它通道的正常工作。外接電源端為12V的直流電壓。中央處理器和點(diǎn)火通道之間的控制采用光電隔離，防止因高壓側(cè)的點(diǎn)火通道故障而燒毀整個(gè)中央處理器，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。點(diǎn)火通道控制電路用于對煙條進(jìn)行點(diǎn)火控制，具體工作方式為:中央處理器通過CAN接口單元接收到點(diǎn)火指令后(指令中包含待點(diǎn)燃數(shù)據(jù))觸發(fā)點(diǎn)火通道并打開點(diǎn)火通道的MOS開關(guān)管，將12V的直流電壓通往碘化銀煙條，從而激發(fā)碘化銀煙條點(diǎn)燃。
[0021 ] 如附圖1、2、3所示，還包括人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面與中央處理器電連接，人機(jī)交互界面包括數(shù)碼計(jì)數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計(jì)數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。實(shí)際工作時(shí)，LED指示燈顯示煙爐各煙管的當(dāng)前工作狀態(tài)是否有煙條，LED指示燈亮:表示有煙條，LED指示燈滅:表示無煙條;上方數(shù)碼計(jì)數(shù)器表示手動執(zhí)行點(diǎn)火的點(diǎn)煙條數(shù)，控制按鈕包括查詢按鍵、裝載按鍵、點(diǎn)火按鍵和數(shù)量設(shè)置按鍵，查詢按鍵用于查詢煙爐內(nèi)當(dāng)前煙條有無狀態(tài)，裝載按鍵用于重新裝載煙條，點(diǎn)火按鍵用于手動執(zhí)行點(diǎn)火操作，煙條數(shù)量設(shè)置按鍵分為向上設(shè)置按鍵和向下設(shè)置按鍵，均用于設(shè)置點(diǎn)煙的條數(shù)。
[0022]如附圖2所示，中央處理器的自主協(xié)議擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀格式為通過標(biāo)準(zhǔn)CAN擴(kuò)展格式的仲裁段再次分段擴(kuò)展方式完成;擴(kuò)展內(nèi)容存在于標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議的仲裁段，擴(kuò)展內(nèi)容包括:地址段(占據(jù)1血0、標(biāo)示符(占據(jù)51^)、偏移值(占據(jù)51^)、標(biāo)志符(占據(jù)21^)、功能碼(占據(jù)5bit)。地址段:指示當(dāng)前點(diǎn)火控制器的尋址信息；標(biāo)示符:數(shù)據(jù)包共包括多少分幀組成(最大32分幀)；偏移值:該分幀在數(shù)據(jù)包中的具體位置(最大值31);標(biāo)志符:指示該分幀后是否還有其它分幀(O:無分幀，1:有分幀)；功能碼:指示該數(shù)據(jù)攜帶的功能信息，0x00:表示查詢指令，0x06:表示點(diǎn)火指令，OxOA:為煙爐狀態(tài)指令，OxOB:為應(yīng)答指令。
[0023]如附圖1、2、3所示，中央控制器執(zhí)行自主擴(kuò)展協(xié)議的操作步驟為:第一步，取出地址段;第二步，解析數(shù)據(jù)包，根據(jù)標(biāo)識符、偏移值和標(biāo)識符3個(gè)字段完成；第三步，判斷功能碼;第四步，發(fā)送控制命令至點(diǎn)火通道控制電路或查詢通道電路完成煙爐的點(diǎn)火或查詢操作。
[0024]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實(shí)用新型的實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，其特征在于包括通道采集電路、點(diǎn)火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉(zhuǎn)換單元、CAN接口保護(hù)單元和CAN接口單元，通道采集電路的輸出端與中央處理器的輸入端電連接，中央處理器的輸出端與點(diǎn)火通道控制電路電連接，中央處理器的發(fā)送接口與CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸入端電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元與CAN接口保護(hù)單元電連接，CAN接口保護(hù)單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉(zhuǎn)換單元的輸出端與中央處理器的接收接口電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，其特征在于通道采集電路包括64個(gè)點(diǎn)火通道、電平轉(zhuǎn)換器、多路復(fù)用器、基準(zhǔn)電源、比較器和與門邏輯控制器，電平轉(zhuǎn)換器的一端分別與中央處理器的8條地址線電連接，電平轉(zhuǎn)換器的另一端與多路復(fù)用器的一端電連接，多路復(fù)用器的另一端分別與64個(gè)點(diǎn)火通道電連接，比較器的輸入端與多路復(fù)用器電連接，比較器的輸出端和與門邏輯控制器的輸入端電連接，與門邏輯控制器的輸出端與中央處理器的中斷接口電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，其特征在于點(diǎn)火通道控制電路包括64個(gè)與點(diǎn)火通道相對應(yīng)的點(diǎn)火通道控制模塊，點(diǎn)火通道控制模塊包括光電耦合器、MOS開關(guān)管、二極管、接線端子和外接電源端，中央處理器與光電耦合器的輸入端電連接，光電親合器的輸出端與MOS開關(guān)管的一個(gè)輸入端電連接，MOS開關(guān)管的另一個(gè)輸入端與外接電源端電連接，MOS開關(guān)管的輸出端與二極管的一個(gè)輸入端電連接，二極管的另一個(gè)輸入端與接線端子電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，其特征在于還包括人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面與中央處理器電連接，人機(jī)交互界面包括數(shù)碼計(jì)數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計(jì)數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點(diǎn)火控制裝置，其特征在于還包括人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面與中央處理器電連接，人機(jī)交互界面包括數(shù)碼計(jì)數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計(jì)數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。
【文檔編號】H04L12/40GK205721178SQ201620593230
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】牛振朋, 趙逸舟, 李進(jìn)忠, 李晨曦, 李軍
【申請人】烏魯木齊市人工影響天氣辦公室