拖車尾燈無線通信與控制系統

李哲++張洋++高立均++周翔++何亞偉++李陽

摘 要：拖車的應用已經非常的廣泛，但拖車尾燈控制線路與供電線路過長存在諸多的弊端：降低在裝卸貨物時的便利性；使用時的可靠性；影響拖車的美觀性。因此無線電能傳輸應用于拖車尾燈具有很強的可行性。該文主要設計了zigbee無線通信收發模塊，軟、硬件控制系統。最后以實際電路實現無線拖車尾燈的控制，為無線傳能的應用提供了參考和借鑒。

關鍵詞：拖車尾燈 無線傳能 zigbee

中圖分類號：TN8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0059-02

目前拖車尾燈線路繁瑣，大大降低了整車的美觀性和可靠性。無線傳輸則可以很好的解決上述問題，簡化流程，提高穩定性。無線傳輸擺脫了傳統有線連接的束縛[1-4]，實現電能與信號的無線傳輸與接入是革命性的進步，也是人類追求科技進步的美好追求[5]。

該文基于2.4GHz的zigbee無線傳輸技術進行組網以及信號的遠距離輸送[6]，并通過控制系統對zigbee的收發裝置進行控制，進而對不同拖車尾燈進行控制[7]。

1 總體設計

本設計用控制面板發送命令到控制系統，然后發射端控制系統再將控制命令傳送到無線發射模塊。接收模塊接收到命令后，反饋給接收端控制系統，之后開通相應的拖車尾燈。總體結構設計圖如圖1所示。

控制系統直接控制信號發射模塊進行信號無線傳輸，信號接收模塊接收無線信號并傳遞給尾燈控制系統進行分辨并做出動作。其中所有的控制模塊需要外接電源供電，內部不同器件由換壓電路分別供電。

2 硬件設計

本設計整體可分為四大部分：控制單元，無線通信單元，電源單元以及檢測單元。采用zigbee模塊進行無線通信，采用兩個51單片機作為控制核心。

當上位機接收外界指令，發出電信號到主zigbee，其發無線指令到從zigbee，再對指令進行分辨后以電信號的形式傳遞給下位機，下位機根據不同的指令點亮相對應的尾燈。當指令跑飛時可按下復位電路進行重置。尾燈的電源系統由一對電池組組成，下位機的檢測電路對電源系統實時檢測，當一塊電池沒電時，檢測電路會傳遞信號到下位機進而通過zigbee傳回上位機，進行對DDS模塊的控制，使其對電池充電。

如圖2所示，該驅動電路針對控制電路的信號進行放大，使繼電器能夠控制拖車尾燈的開斷，其前端需要光耦進行隔離，使一次電路和ELV電路進行絕緣。

實用配置軟件，將某個節點改為主節點（Coordinator）；設置無線電頻道；設置PAN ID，設置波特率。從節點（Router）的設置也是一樣。最后需要重新啟動使上述設置生效。通電組網。

3 軟件設計

軟件設計主要是針對主程序模塊，其中包括：主程序要完成初始化，設置中斷向量，檢查有無按鍵按下或按下按鍵的功能，分辨接受信號的類別等。如圖3所示。

4 結語

本項設計由于采用C51單片機作為控制的核心元件，以及zigbee低功耗的無線通信模塊，整套系統功耗低，電路較為簡單，對拖車尾燈的控制較為靈敏，能滿足一般情況下的使用，達到了簡化控制電路和供電電路的要求，提高了傳輸的穩定性。但是在調試過程中也是發現了一些問題，如：各種器件的額定電壓不同造成電源的設計較為繁瑣；zigbee工作的頻段為2.4 GHz，周圍如果有強磁場或相近頻率的磁場，其信號傳輸會受到一定程度的影響。

參考文獻

[1] 蔣建輝.Zigbee網絡的設計與實現[D].蘇州大學，2006.

[2] Eaaer A，SKudelny H C.A new approach to power supplies for robots [J].IEEE Transactions on Industry Applications，1991，27（5）：871-875.

[3] Manolatou C，Khan M J，Fan Shanhui，et al.Coupling of modes analysis of resonant channel add-drop filters[J].IEEE Journal of quantum Electronics，1999，35（9）：1322-1331.

[4] Hirai J J，Kim T W，Kawamura A. Wireless transmission of power and information for cables linear motor drive [J]. IEEE Transantions on Power Electronics，2000，15（1）：21-27.

[5] Aristeidis Karalis，Joannopoulos J D，Marin Soljacic.Wireless non-radiative energy transfer [C]//The AIP Industrial Physics Forum[C].2006.

[6] 王然.Zigbee無線組網技術的研究與實現[D].吉林大學，2005-2006.

[7] 羅巍.基于Zigbee技術的無線照明系統的研究與設計[D].武漢科技大學，2012.endprint