第２９卷第３期
煤炭技術
２０１０年３月ｃｏａｌ‰ｈｏｌ唧
鼬，２０ｌｏ
基於ｒｓ一４８５匯流排微機燈光控制系統的設計
姚偉鵬，韓黨群
（西安航空技術高等專科學校電氣工程系，西安７１００７７）
摘要：微機燈光控制系統是利用艦蠛４８７晶元構成ｉｉｓ一４８５匯流排結構，以微控制器為主控制器的控制系統。該匯流排屬於主從式的通訊模式。
本系統適用於各類大型場館、大廳等需要大量燈光控制的場合。由於控制方便，可以實現自動化的照明控制。
關鍵詞：微機燈光控制系統；ｒｓ一４８５匯流排；微控制器中圖分類號：ｎ幅７
文獻標識碼：ａ
文章編號一０４
ｏｎ嬲ｅｄ
ｒｓ一４８５
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ｃｏｎ叫ｓｙｓｔ鋤；ｒｓ一４８５ｂｕｓ；ｓｉ叫ｅｏ引言
當前智慧型照明控制系統多採用以控制器為核心
的匯流排控制方式，採用集中方式完成對燈光的控制。控制器可以是微型計算機，也可以是常用的微控制器。而它的網路通訊介質包括訊號線通訊和電力電纜通
出乖出襠乖出祭場斛矯世零出喬出乖出乖出爺出乖出符出希出看站廳姑乖出帛出秘黜簾出帝出秘出秘出日池ｉ池石池ｉ姑爾延矯牝乖《綿世締延５喬出帶｛塵冪黴編出界出喬出廳；｝壞出冪幽簪也冪‰出帑
人，再設傳送優先順序位為最高傳送優先順序，並對傳送請求置位就可以開始傳送資訊了。當瓦斯濃度超標，ｆｐｇａ發起資料傳輸，將資料從寫入傳送緩衝區，並對傳送請求和傳送優先順序置位，等待傳送。４
對誤差為ｏ．４％。
５結論基於即ｇａ設計的小型紅外瓦斯監測裝置能夠準確測量瓦斯濃度，較現有的煤礦瓦斯監測裝置測量速度快、範圍寬、準確度高。使用ｆｈ認作為裝置的核心，使裝置微型化、智慧型化，大大減小了裝置體積及功耗。本裝置還具有相當大的擴充套件性。
由於瓦斯中還包含其他氣體，本裝置中可以增加多路感測系統，每路感測系統只需更換紅外探測器的窄帶濾光片，就可以監測相應的氣體濃度。綜合各氣體濃度，可以得到更加準確有效的結果。參考文獻：
［１］王汝琳，王詠濤．紅外檢測技術［ｍ］．北京：化學工業出版社，
２００６．
測試裝置在使用之前必須進行標準值的標定，具體
做法如下：在實驗室中分別選取甲烷體積分數為共１１個體積點），使用本裝置進行測量，將計算得到的測量訊號與參考訊號
的比值存人脅ｈ中。量程為瓦
斯**下限５％。實際應用時，利用對得到的測量比值｜｜｝進行曲線擬合，從而獲得甲烷的體積分數。標定好引數後，使用標準甲烷氣體對本裝置測試試驗，如表ｌ所示。
表１測試對比實驗資料表
標準值，％
ｏ［２］於不凡，白帆，劉明．煤礦瓦斯防治技術［ｍ］．北京：中國經濟出
版社，１９８７．［３］李蘭英．ｎｉ循ⅱ嵌人式軟核ｓｏｐｃ設計原理及應用［ｍ］．北京：北
京航空航天大學出版社，２００６．［４］龍小軍，楊允基．基於ｎ１０ｓⅱ的ｃａｎ匯流排通訊的實現［ｊ］．船舶
電子工程，加鵂。（「）：１４４一１４６．［５］劉韜．樓興華．ｆｐｇａ數字電子系統設計與開發例項導航［ｍ］．
北京：人民郵電出版社，２０ｎ５．［６］賈迎梅，劉貞堂，王從銀，等．瓦斯**氣體成分實驗研究［ｊ］．
煤炭技術
（責任編輯王秀麗）
測量顯示值／％
ｏｏ．９９２．０ｌ
３．ｏｌ
４．００５．００
４．０２
４．９９
按照相對誤差＝ｌ標準體積數一裝置顯示值ｉ，量程×１００％，根據表ｌ結果可知裝置測量的最大相
收稿日期修訂日期：２００９一１０—２０
作者簡介：姚偉鵬（１９ｒ７５一），男，西安人，碩士，西安航空技術高等專科學校助教，研究方向：電力電子技術的微機控制、智慧型燈光控制系統：
萬方資料
第３期姚偉鵬。等：基於ｒｓ一４８５匯流排微機燈光控制系統的設計
４１信兩種方式。電力電纜通訊是將訊號直接載入到電力電纜線上，省去通訊線路。這樣，由於直接在電網上傳輸訊號，造成資訊保密性差，而且通訊訊號的傳輸會對電網電壓造成汙染，因此較少採用。
在訊號線通訊中，常用的通訊方式有ｒｓ一２３２匯流排，ｒｓ一４８５匯流排、現場匯流排等。匯流排控制方式適用於大空間、複雜要求的控制場合，如舞台、運動場館、工業現
場等場合。
在匯流排控制方式中，ｒｓ一４８５匯流排以其結構簡單、抗干擾性強、收發靈敏度高、傳輸距離遠、價效比高等優點，廣泛應用於主從結構的通訊網路中，如多點起爆系統、微機照明控制系統等。文章介紹的基於ｒｓ一４８５匯流排的微機燈光控制系統，結構簡單、功能實用。本設計採用先軟體**，然後是具體電路
實現，大大提高了設計效率［２］。１
所用晶元介紹
地蝌８７是專為ｒｓ一４２２／ｒｓ一４８５通訊設計的
低功耗收發器。其內部包含傳送部分和接受部分。
它的傳輸速率不受限制，可以達到２．５加）ｐｓ。在空
載或滿載不工作時，其驅動電流為１２０肚一５００肚
之間。惝８７屬於半雙工通訊，接受匯流排上最多
能接受１２８個接受節點。這對於照明控制系統足夠使用。
圖１為艦懾４８７結構框圖，從圖中可以看出，ｒｅ和ｄｅ是用來控制收發的。當ｒｅ為低電平時，接受
資料有效，這時將ａｂ上的訊號進行接受。只要ａｂ
之間的電壓差大於２００—ｎｖ，ｒｏ為高電平；反之，當ａｂ之間的電壓小於２００ｍｖ時，接受的電平為低。當ｄｅ為高電平時，傳送資料有效，此時將資料傳送到ａｂ上。當ｄｉ為高時，那麼ａ為高電平，ｂ為低電
平；當ｄｉ為低時，ａ輸出低電平，ｂ輸出高電平。
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圖ｌ乩懾４８７結構圖
由於ａｂ端是接受和傳送資料都要使用的埠，如果傳送和接受同時有效，則無法確認ａｂ上的資料形式。所以在實際使用當中，總是把ｒｅ和ｄｅ端接在一起，以免發生匯流排使用衝突的問題。
１．２ｍｏ嗍１
圖２為ｍｉ）ｃ３０４ｌ內部結構。可以看出，ｍｉｄｃ３０４ｌ
是～款過零光隔離閘流體驅動電路。管腳１和２作
為控制輸入，管腳６和４作為控制輸出。ｍｏｃ３０４ｌ
萬方資料
內部含有過零檢測電路，當流過發光二極體ｌ，２的電流達到１５ｎ認時。並且輸出電壓同時過零點，內部
雙向閘流體導通；當流過ｌ。２端電流為０ｎａ時，ｍｏｃ３０４１關斷。可以採用微控制器ｉ，ｏ口灌電流的方
法控制雙向閘流體的導通與關斷。
圈２ｍｉ，ｃ３０４１內部結構圈
１．３桶９ｓ５２是舢ｌ公司新推出的一款低功耗、
ａｔ移ｓ５２
高效能、通用的８位微控制器。具有**程式設計功能，
內含８ｋ位元組**程式設計ｆｌａｓｈ儲存器，節
ｍｗ，３２個ｉ／ｏ口，看門狗電路，３個１６位定時／計數器，全雙工的串列埠通訊電路和自帶振盪器與時鐘電
路。鵬９ｓ５２具有較寬的工作頻率範圍，並且可以
通過軟體選擇節電模式。空閒模式下，ｃｐｕ工作停下來，但是允許ｍ吼、定時器、中斷系統正常工作。在節電模式下，儲存ｍ吼的內容，並使振盪器停止
振盪。直到有中斷或硬體復位才喚醒控制器。這使得該款微控制器很適合４８５匯流排通訊。
桶９ｓ５２的指令相容５ｌ微控制器指令，它有
ｐｄｉｐ、ｐｌｃｃ及ｔｑｆｐ等不同的封裝形式。２
系統硬體電路設計
本系統主要由３部分組成。一是主控制器，實
現控制命令的輸入，並同時作為主機，管理匯流排資料的收發；另乙個是介面電路，負責』ｉｔｉｌ電平與ｅｌａ電平的互換；最後一部分為智慧型控制模組，實現節點控制與負載驅動。圖３為系統電路框圖。
圖３系統電路框圖
２．１控制電路設計
主控制器可以由微型計算機或微控制器來承擔。對於複雜的控制系統，可以使用微機。對於簡單的系統，可以直接使用微控制器來完成控制功能。在本
４２煤炭技術第２９卷
設計中，採用ａ偶９ｓ５２微控制器作為主控制器…。
控制器部分主要完成外部控制訊號的輸入，包括節點控制、顯示控制、計時控制等。從外部接到這些指令後，控制器將這些命令進行編碼，然後以資料
幀的格式傳送到各個通訊節點上，完成對智慧型節點
的控制任務。
控制電路如圖４所示。通過使用‰７仿
真，可以看出該電路能夠很好的實現所設定的任務。
＝圖４控制電路
２．２ｔｒｌ電平／ｅｎ電平轉換電路
本部分電路主要完成隔離轉換功能，由
ｍａｘ４８７實現。轉換電路如圖５所示。
圖５ｒｓ一２３２，ｒｓ一４８５轉換電路
圖中可以看出，在控制ｍａ）（４８７時，將它的傳送和接受控制端連線在一起，通過ｒｅ／ｄｅ同時來控制。在ｒｏ和ｄｉ端，使用光電耦合器來實現隔離。在ｍａｘ勰７的輸出端ａ，ｂ間，接１２０ｑ的電阻，以達到最佳匯流排傳輸。
２．３隔離驅動電路設計
萬方資料
為了能提供一定的驅動功率，本系統採用ｍｏｃ３０４ｌ作為閘流體與控制器間的隔離驅動電路。在該電路中，通過控制雙向閘流體的導通與關斷來實現對負載的控制。負載可以接在火線或地線上，為了安全，負載一般接在地線一側。
電阻和電容的
串聯電路是作為閘流體的吸收電路，以避免過大的ｄｕ／ｄｔ對閘流體產生損壞。電路圖如圖６所示。
圖６隔離驅動電路
３系統軟體設計
本系統的軟體設計主要包括兩部分。一部分為
主機控制部分；另一部分為節點機控制部分。主從機間通過４８５匯流排方式實現通訊。主機將鍵盤等輸入訊號進行匯集，然後分離出位址與控制資訊。將所儲存的資訊經過匯流排傳送給從機節點，實現對從
機的控制任務ｉ
４１。為了配合多機工作方式，採用了方式３進行通
信。所採用的晶振頻率為通訊的波特
率為９６００ｂｐｓ，為了配合匯流排工作，微控制器在每一次將資料傳送完後，需要等待ｏ．５ｓ。主從機通訊流程
如圖７。
｝準各接受資料
莎４士———讀ｓｂｕｆ
罄ｆ機程式
從機程式
圖７主從機通訊流程圖
第２９卷第３期
煤炭技術
ｍａｒ，２０１０
２０１０年３月ｃ∞ｌｔ幻ｉｍｏｌｏｇｙ
基於ｇｐｒｓ和ｚｉ廬ｅｅ的礦井無線監測系統的設計
史麗娟１，包亞萍１，田
峰２（１．南京工業大學電子與資訊工程學院，南京２１０００９；２．南京郵電大學自動化學院，南京２１０００３）
摘要：通過研究ｇｐｒｓ和ｚｉｇｂｅｅ協議及ｗｓｎ技術，提出了一種基於ｇｐｒｓ和ｚｉｇｂｅｅ的礦井無線監測系統的設計方案。該方案借助ｚｉ妒ｅｅ技術在短距離、低功耗無線通訊和ｇ王叮瑪網路遠端資料傳輸的優勢，利用系統及射頻晶元ｃｃ２４３０設計多種型別感測器節點，採用簇一樹網路拓撲結構，通過監測礦井下多種可燃性氣體濃度和溫濕度等環境引數的變化，為異常情況採取相應的措施提供決策依據。
此方案較傳統礦井監測系統具有功耗低、成本低、實時性高、佈線方便等特點。
關鍵詞：ｚｉ邸嘲ｇｐｒｓ；無線感測器節點；ｃｃ２４３０；安全監測中圖分類號：『ｉ聊６
文獻標識碼：ａ
文章編號一０４
鵬ｗｉｒｅｌｅ豁
ｂａｓｅｄ
ｏｎｓｈｉⅱ一耵ａｎｆｅｎ∥
ｏｆ日ｅｃｔ啪ｉｃａｎｄ州ｂ玎悅她，ｎ枷哆矽ｉｔｉｏｎ，
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ｍｏｉｌｉｔｏｄｒ城鄔
ｋｅｙ唧咖ｓ：ｚｉ妒ｅｅ；ｇｐｒｓ；刪出ｔｙ
ｏｏｆｌｏｗｐ呻佗
引言隨著無線通訊技術的不斷發展，近年來出現了
頻段，採用ｄｓｓｓ（直接序列擴頻）技術，主要適合於自動控制、遠端控制領域及家用裝置聯網。無線感測器網路是集資訊採集、資訊傳輸、資訊處理於一體的綜合智慧型資訊系統，具有低成本、低功耗、低資料速率、自組織網路等特點，它在環境監測、軍事、醫療健康、家庭智慧型監控和其他商業領域有著廣泛的應參考文獻：
［１］高偉．ａ，颶９微控制器原理及應用［ｍ］．北京：國防工業出版社，
２０∞．
面向低成本裝置近距離無線通訊要求的ｚｉｇｂｅｅ技
術，它是一種近距離、低複雜度、低功耗、低資料速率、低成本的雙向無線通訊技術，以２．４ｇｈｚ為主要
４結束語
通過對應用在各種室內大型燈光微機控制系統
的介紹，闡述了ｒｓ一４８５匯流排的智慧型微機燈光控制
［２］黎旺星，李建波．專案驅動式微控制器應用教程［ｍ］．北京：中國
電力出版社，２００９．
［３］黃天戌，劉超，等．基於ｌｏｎｗｏｒｋｓ匯流排的隧道燈光控制系統［ｊ］．
電子技術應用
［４］鄭阿奇．基於嵌入式計算機網路燈光控制系統［ｊ］．計算機工程
與設計管保安．電力線ｍｏｄｅｍ晶元ｇｒ７５３６在微機燈光控制系統中的應用［ｊ］．電工技術
（責任編輯王秀麗）
系統的工作原理。在對該系統進行**研究的基礎上，很快搭建了具體電路，實現了具體功能。基於
ｒｓ一４８５匯流排的微機控制智慧型燈光系統，不僅結構簡單，而且經濟實用，同時還可以將該系統應用於主
從結構的打鈴系統、電機控制系統、煤礦採掘等多種
應用場合，有一定的實用價值。
收稿日期：２００９一０９—２３；修訂日期：２００９—１ｌ一２０
**專案：江蘇省教育廳高校自然科學**
作者簡介：史麗娟（１９８３～），女，江蘇鹽城人，碩士研究生，研究方向：無線感測器網路及訊號處理。
萬方資料
RS485資料匯流排防雷技術介紹
rs485資料匯流排雷擊過壓防護 1 rs485匯流排的應用領域 工業控制，dcs，資料採集系統 高速公路收費系統 過程控制及製造 電力系統採集與控制系統 遠端終端互連 2 雷擊過壓防護的必要性 由於rs485匯流排實行長距離傳輸 1200公尺以上 而且其傳輸線通常暴露於戶外，因此極易因為雷擊等原因...
M BUS與RS485的比較
m bus與rs485兩種匯流排抄表方案的比較 針對傳統手工抄表的種種不便，在多年研製與反覆試驗中，目前m bus和rs485兩種匯流排的抄表方式在集中抄表領域被廣泛使用。m bus是一種歐洲標準的2線匯流排，專門為消耗測量儀器和計數器傳送資訊的資料匯流排而設計的，它的資訊傳送量是專門滿足其應用而限...
RS485防雷擊浪湧技術介紹
rs485資料匯流排雷擊過壓防護技術介紹 2006年06月24日瀏覽 669次 摘要 由於rs485匯流排實行長距離傳輸 1200公尺以上 而且其傳輸線通常暴露於戶外，因此極易因為雷擊等原因引入過電壓。而rs485收發器工作電壓較低 5v左右 其本身耐壓也非常低 7v 12v 一旦過壓引入，就會擊穿...