基于can組網(wǎng)的煙條點火控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及煙爐點火控制技術領域，是一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，包括通道采集電路、點火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉換單元、CAN接口保護單元和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電平轉換單元的輸入端電連接，CAN電平轉換單元與CAN接口保護單元電連接，CAN接口保護單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉換單元的輸出端與中央處理器的接收端電連接。本發(fā)明數(shù)據(jù)通信實時性強，使多個不同通道的煙條同時接收到相同的控制指令，同時點燃煙條，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)的煙條點火控制裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及煙爐點火控制技術領域，是一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置。
【背景技術】
[0002]目前人工增水作業(yè)通常采用火箭和高炮的形式，給航運和地面人員安全帶來諸多隱患，因此無法實時操作且作業(yè)流程較復雜。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，設置地點偏遠，操作時間不定，長期待命則人力調度不易，易錯失最佳啟動和人工造雨時機。一般設置地點為偏遠地區(qū)，對于機件狀況、碘化銀溶液和燃料計量無法隨時監(jiān)控，燃燒點火與關火程序復雜，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，沒有發(fā)揮作用。
[0003]現(xiàn)有煙條點火控制器廣泛采用RS485接口進行遠距離組網(wǎng)，而RS-485接口只能構成無隔離的主從式結構，無法實現(xiàn)自動仲裁，通信方式也只能以主站輪詢的方式進行，系統(tǒng)的實時性、可靠性較差。同時，RS485芯片功耗較大，靜態(tài)功耗為2-3mA，工作時達到20mA，若加上偏置電阻及終端電阻，工作電流會更大，導致整機的平均功耗較大，不能滿足電池供電系統(tǒng)的建設需求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有技術中RS485無法實現(xiàn)自動仲裁結構，通信方式實時性和可靠性差的問題，煙爐不能同時點火，錯失最佳人工造雨的時機的問題以及RS485芯片功耗大，電池供電系統(tǒng)無法供應整機的需求的問題。
[0005]本發(fā)明的技術方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，包括通道采集電路、點火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉換單元、CAN接口保護單元和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電平轉換單元的輸入端電連接，CAN電平轉換單元與CAN接口保護單元電連接，CAN接口保護單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉換單元的輸出端與中央處理器的接收接口電連接。
[0006]下面是對上述發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化或/和改進:
上述通道采集電路包括64個點火通道、電平轉換器、多路復用器、基準電源、比較器和與門邏輯控制器，電平轉換器的一端分別與中央處理器的8條地址線電連接，電平轉換器的另一端與多路復用器的一端電連接，多路復用器的另一端分別與64個點火通道電連接，比較器的輸入端與多路復用器電連接，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。
[0007]上述點火通道控制電路包括64個與點火通道相對應的點火通道控制模塊，點火通道控制模塊包括光電耦合器、MOS開關管、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開關管的一個輸入端電連接，MOS開關管的另一個輸入端與外接電源端電連接，MOS開關管的輸出端與二極管的一個輸入端電連接，二極管的另一個輸入端與接線端子電連接。
[0008]上述還包括人機交互界面，人機交互界面與中央處理器電連接，人機交互界面包括數(shù)碼計數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。
[0009]上述中央處理器的自主協(xié)議擴展數(shù)據(jù)幀格式為通過標準CAN擴展格式的仲裁段再次分段擴展方式完成;擴展內容存在于標準CAN協(xié)議的仲裁段，擴展內容包括地址段、標示符、偏移值、標志符和功能碼。
[0010]上述中央控制器執(zhí)行自主擴展協(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)標識符、偏移值和標識符3個字段完成;第三步，判斷功能碼;第四步，發(fā)送控制命令至點火通道控制電路或查詢通道電路完成煙爐的點火或查詢操作。
[0011]本發(fā)明采用自主協(xié)議擴展的CAN-bus接口，具備多種工作方式，網(wǎng)絡中的各節(jié)點都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權，采用無損結構的逐位仲裁方式向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，自主協(xié)議擴展廢除了站地址編碼，取而代之的是對通信數(shù)據(jù)進行編碼，這可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)。本發(fā)明數(shù)據(jù)通信實時性強，可以使多個不同通道的煙條同時接收到相同的控制指令，能夠實現(xiàn)同時點燃煙條，并且構成冗余結構，有效提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。本發(fā)明采用CAN組網(wǎng)方式，有效較低了耗電量。
【附圖說明】
[0012]附圖1為本發(fā)明結構示意圖。
[0013]附圖2為本發(fā)明自主協(xié)議擴展格式示意圖。
[0014]附圖3為本發(fā)明人機交互界面示意圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0016]在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0017]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述:
實施例1:如附圖1、2所示，一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，包括通道采集電路、點火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉換單元、CAN接口保護單元和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電平轉換單元的輸入端電連接，CAN電平轉換單元與CAN接口保護單元電連接，CAN接口保護單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉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標準CAN接口單元接收總線指令，CAN接口保護單元保護CAN接口單元免受外部干擾沖擊，CAN電平轉換單元完成總線電平向TTL邏輯電平的轉換，根據(jù)自主協(xié)議擴展完成指令解析，總線指令要求完成點火或采集工作。
[0018]可根據(jù)實際需要，對上述基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置作進一步優(yōu)化或/和改進:
如附圖1、2所示，通道采集電路包括64個點火通道、電平轉換器、多路復用器、基準電源、比較器和與門邏輯控制器，電平轉換器的一端分別與中央處理器的8條地址線電連接，電平轉換器的另一端與多路復用器的一端電連接，多路復用器的另一端分別與64個點火通道電連接，比較器的輸入端與多路復用器電連接，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片多路復用器的片選信號，低4位用于每片多路復用器的通道選擇。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(此時比較器輸出高電平)，無通道選通時中斷引腳輸出高電平(此時比較器輸出高電平)，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CPU處理電路。
[0019]如附圖1、2所示，點火通道控制電路包括64個與點火通道相對應的點火通道控制模塊，點火通道控制模塊包括光電耦合器、MOS開關管、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開關管的一個輸入端電連接，MOS開關管的另一個輸入端與外接電源端電連接，MOS開關管的輸出端與二極管的一個輸入端電連接，二極管的另一個輸入端與接線端子電連接。這里，點火通道控制模塊為64個獨立的開關控制結構，各個通道采用獨立硬件控制結構，各通道之間絕對獨立，一個通道出現(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。中央處理器和點火通道之間的控制采用光電隔離，防止因高壓側的點火通道故障而燒毀整個中央處理器，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。點火通道控制電路用于對煙條進行點火控制，具體工作方式為:中央處理器通過CAN接口單元接收到點火指令后(指令中包含待點燃數(shù)據(jù))觸發(fā)點火通道并打開點火通道的MOS開關管，將12V的直流電壓通往碘化銀煙條，從而激發(fā)碘化銀煙條點燃。
[0020]如附圖1、2、3所示，還包括人機交互界面，人機交互界面與中央處理器電連接，人機交互界面包括數(shù)碼計數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。實際工作時，LED指示燈顯示煙爐各煙管的當前工作狀態(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)碼計數(shù)器表示手動執(zhí)行點火的點煙條數(shù)，控制按鈕包括查詢按鍵、裝載按鍵、點火按鍵和數(shù)量設置按鍵，查詢按鍵用于查詢煙爐內當前煙條有無狀態(tài)，裝載按鍵用于重新裝載煙條，點火按鍵用于手動執(zhí)行點火操作，煙條數(shù)量設置按鍵分為向上設置按鍵和向下設置按鍵，均用于設置點煙的條數(shù)。
[0021 ]如附圖2所示，中央處理器的自主協(xié)議擴展數(shù)據(jù)幀格式為通過標準CAN擴展格式的仲裁段再次分段擴展方式完成;擴展內容存在于標準CAN協(xié)議的仲裁段，擴展內容包括:地址段(占據(jù)1血0、標示符(占據(jù)51^)、偏移值(占據(jù)51^)、標志符(占據(jù)21^)、功能碼(占據(jù)5bit)。地址段:指示當前點火控制器的尋址信息；標示符: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:表示點火指令，OxOA:為煙爐狀態(tài)指令，OxOB:為應答指令。
[0022]如附圖1、2、3所示，中央控制器執(zhí)行自主擴展協(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)標識符、偏移值和標識符3個字段完成；第三步，判斷功能碼;第四步，發(fā)送控制命令至點火通道控制電路或查詢通道電路完成煙爐的點火或查詢操作。
[0023]以上技術特征構成了本發(fā)明的實施例，其具有較強的適應性和實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
【主權項】
1.一種基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于包括通道采集電路、點火通道控制電路、通信接口電路和中央處理器，所述的通信接口電路包括CAN電平轉換單元、CAN接口保護單元和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電平轉換單元的輸入端電連接，CAN電平轉換單元與CAN接口保護單元電連接，CAN接口保護單元與CAN接口單元電連接，CAN電平轉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)權利要求1所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于通道采集電路包括64個點火通道、電平轉換器、多路復用器、基準電源、比較器和與門邏輯控制器，電平轉換器的一端分別與中央處理器的8條地址線電連接，電平轉換器的另一端與多路復用器的一端電連接，多路復用器的另一端分別與64個點火通道電連接，比較器的輸入端與多路復用器電連接，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)權利要求1或2所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于點火通道控制電路包括64個與點火通道相對應的點火通道控制模塊，點火通道控制模塊包括光電耦合器、MOS開關管、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開關管的一個輸入端電連接，MOS開關管的另一個輸入端與外接電源端電連接，MOS開關管的輸出端與二極管的一個輸入端電連接，二極管的另一個輸入端與接線端子電連接。4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于還包括人機交互界面，人機交互界面與中央處理器電連接，人機交互界面包括數(shù)碼計數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。5.根據(jù)權利要求3所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于還包括人機交互界面，人機交互界面與中央處理器電連接，人機交互界面包括數(shù)碼計數(shù)器、LED指示燈和控制按鈕，數(shù)碼計數(shù)器分別與LED指示燈和控制按鈕電連接。6.根據(jù)權利要求1或2所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于中央處理器的自主協(xié)議擴展數(shù)據(jù)幀格式為通過標準CAN擴展格式的仲裁段再次分段擴展方式完成；擴展內容存在于標準CAN協(xié)議的仲裁段，擴展內容包括地址段、標示符、偏移值、標志符和功能碼。7.根據(jù)權利要求3所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于中央處理器的自主協(xié)議擴展數(shù)據(jù)幀格式為通過標準CAN擴展格式的仲裁段再次分段擴展方式完成;擴展內容存在于標準CAN協(xié)議的仲裁段，擴展內容包括地址段、標示符、偏移值、標志符和功能碼。8.根據(jù)權利要求5所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于中央處理器的自主協(xié)議擴展數(shù)據(jù)幀格式為通過標準CAN擴展格式的仲裁段再次分段擴展方式完成;擴展內容存在于標準CAN協(xié)議的仲裁段，擴展內容包括地址段、標示符、偏移值、標志符和功能碼。9.根據(jù)權利要求6所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于中央控制器執(zhí)行自主擴展協(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)標識符、偏移值和標識符3個字段完成;第三步，判斷功能碼;第四步，發(fā)送控制命令至點火通道控制電路或查詢通道電路完成煙爐的點火或查詢操作。10.根據(jù)權利要求7或8所述的基于CAN組網(wǎng)的煙條點火控制裝置，其特征在于中央控制器執(zhí)行自主擴展協(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)標識符、偏移值和標識符3個字段完成;第三步，判斷功能碼;第四步，發(fā)送控制命令至點火通道控制電路或查詢通道電路完成煙爐的點火或查詢操作。
【文檔編號】G05B19/04GK105911895SQ201610432625
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】李進忠, 韓勇, 王旭, 王巖, 李晨曦
【申請人】烏魯木齊市人工影響天氣辦公室