拖车尾灯无线通信与控制系统

目前拖车尾灯线路繁琐，大大降低了整车的美观性和可靠性。

无线传输则可以很好的解决上述问题，简化流程，提高稳定性。

无线传输摆脱了传统有线连接的束缚
[1-4]
，
实现电能与信号的无线传输与接入是革命性的进步，也是人类追求科技进步的美好追求[5]。

该文基于2.4G H z的zi g b e e无线传输技术进行组网以及信号的远距离输送[6]，并通过控制系统对zigbee的收发装置进行控制，进而对不同拖车尾灯进行控制[7]。

1 总体设计
本设计用控制面板发送命令到控制系统，然后发射端控制系统再将控制命令传送到无线发射模块。

接收模块接收到命令后，反馈给接收端控制系统，之后开通相应的拖车尾灯。

总体结构设计图如图1所示。

控制系统直接控制信号发射模块进行信号无线传输，信号接收模块接收无线信号并传递给尾灯控制系统进行分辨并做出动作。

其中所有的控制模块需要外接电源供电，内部不同器件由换压电路分别供电。

2 硬件设计
本设计整体可分为四大部分：控制单元，无线通信单元，电源单元以及检测单元。

采用zigbee模块进行无线通信，采用两个51单片机作为控制核心。

当上位机接收外界指令，发出电信号到主zigbee，其发无线指令到从zigbee，再对指令进行分辨后以电信号的形式传递给下位机，下位机根据不同的指令点亮相对应的尾灯。

当指令跑飞时可按下复位电路进行重置。

尾灯的电源系统由一对电池组组成，下位机的检测电路对电源系统实时检测，当一块电池没电时，检测电路会传递信号到下位机进而通过zig b ee 传回上位机，进行对DDS模块的控制，使其对电池充电。

如图2所示，该驱动电路针对控制电路的信号进行放大，使继电器能够控制拖车尾灯的开断，其前端需要光耦进行隔离，使一次电路和ELV电路进行绝缘。

实用配置软件，将某个节点改为主节点（Co ordinator）；设置无线电频道；设置PAN ID，设置波特率。

从节点（Router）的设置也是一样。

最后需要重新启动使上述
设置生效。

通电组网。

3 软件设计
软件设计主要是针对主程序模块，其中包括：主程序要完成初始化，设置中断向量，检查有无按键按下或按下按键的功能，分辨接受信号的类别等。

如图3所示。

4 结语
本项设计由于采用C 51单片机作为控制的核心元件，以及zig b e e 低功耗的无线通信模块，整套系统功耗低，电路较为简单，对拖车尾灯的控制较为灵敏，能满足一般情况下的使用，达到了简化控制电路和供电电路的要求，提高了传输的稳定性。

但是在调试过程中也是发现了一些问题，如：各种器件的额定电压不同造成电源的设计较
拖车尾灯无线通信与控制系统①
李哲 张洋 高立均 周翔 何亚伟 李阳
(天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室 天津 300387)
摘　要：拖车的应用已经非常的广泛，但拖车尾灯控制线路与供电线路过长存在诸多的弊端：降低在装卸货物时的便利性；使用时的可靠性；影响拖车的美观性。

因此无线电能传输应用于拖车尾灯具有很强的可行性。

该文主要设计了zigbee无线通信收发模块，软、硬件控制系统。

最后以实际电路实现无线拖车尾灯的控制，为无线传能的应用提供了参考和借鉴。

关键词：拖车尾灯 无线传能 zigbee 中图分类号：TN8 文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2014)07(c)-0059-02
①基金项目：国家级大学生创新创业训练计划《无线电能传输谐振频率鲁棒性控制》（201310058039）资助项目。

接收模块
图1 总体结构设计图
图2 驱动控制电路
图3 软件设计流程图
（下转61页)
验时，左机翼油箱与右机翼油箱输油相差300 k g 燃油，最终将机翼油箱内燃油全部输完。

输油过程，油量表指示见表2。

故障判断：从表1及表2中，可以看出这两次输油虽然都是左、右机翼油箱输油不平衡，但最大的区别在于“故障现象1”中，右机翼油箱中的燃油始终未输完，而“故障现象2”中，虽然左、右机翼油箱输油不平衡，但最终将机翼内燃油全部输完。

从机翼输油原理及机翼输油活门安装位置来判断，进行机翼输油时，负责机翼输油的4个活门全部打开进行输油；由于安装位置的原因，安装在左、右中央翼的2个机翼输油活门，会在油箱剩油600 kg左右时（经验值），自动关闭，剩下的燃油由安装在中外翼的2个机翼输油活门继续将燃油输完。

从表1中看出，右机翼油量表指示为650 k g 时，左右机翼油箱燃油相差150 k g，随着左机翼油量表指示油面不停地下降，安装在左、右中央翼的各1个机翼输油活门会慢慢关闭，剩下的燃油分别由安装在左、右中外翼管路上的机翼输油活门继续输油，而右机翼油量表指示一直为600 k g，不再输油，这时就可以很快的判
断出是右外翼机翼输油活门一直处于关闭位置。

而表2中，右机翼油量表指示为600 k g 时，左右机翼油箱燃油已经相差300 k g ，随着油量表指示油面不停地下降，左、右机翼油箱内燃油始终相差300 k g，直至燃油输完。

此时可以判断安装在左、右中外翼管路上的2个输油控制活门工作是同步的，问题存在于左右中央翼输油管路上安装的2个输油控制活门上，由于右机翼油箱内燃油输油较慢，可以快速判断出右中央翼管路上安装的输油控制活门有故障。

判断方法：以油量表指示“600 k g”为界限，通过油量表指示器观察，左、右机翼油箱燃油输油不平衡故障出现在“600 kg”以上还是在“600 kg”以下，直接准确判断出故障件所在位置，不用盲目随意的更换。

此方法已在多架飞机上实践过，准确有效。

3.2 油量表指示系统故障的判断
故障现象：某架飞机在飞行后，空勤反应左机翼油箱始终有500 k g 燃油没有输出，右机翼油量表指示为“0”。

左机翼油量表指示右机翼油量表指示相差值20002000018001830301600165050140014606012001290901000109090800900100600750150400650250200500300030030001001000
表2 油量指示差值表
故障判断：从空勤反应的情况，第一感觉为左外翼输油活门不工作，致使左外翼油箱燃油不能输出，但也不能排除油量表指示系统存在问题。

打开左机翼油箱重力加油口盖后，机翼油箱内并无燃油，判断为油箱油量表指示系统出现故障。

判断方法：油量表指示系统故障在实际工作中较常出现，如果不假思索的将机翼输油活门更换，不仅对排除故障无任何进展，反而浪费了大量的人力、物力。

此时，只需要打开机翼油箱口盖或打开机翼油箱放沉淀开关，检查机翼油箱内燃油是否与油量表指示一致，可直接判断出是燃油系统本身故障还是油量指示系统故障。

4 结语
通过机翼油箱输油过程中不同的故障现象，总结归纳了以下判断方法：
通过观察油量表指示及左、右机翼油箱油量的差值不同，判断机翼输油活门是否存在故障。

通过机翼油箱中的实际油量，判断油量表指示系统是否存在故障。

希望此判断方法对从事此项工作的机务人员起到一些借鉴作用，在今后的工作中能够快速、准确地排除故障，有力保证飞行任务的完成。

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为繁琐；zigbee工作的频段为2.4 GHz，周围如果有强磁场或相近频率的磁场，其信号传输会受到一定程度的影响。

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