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Word第第页基于CEBus总线的铁路灯塔控制系统的设计1系统介绍

铁路沿线的各站点都装设有用于照明的大型灯塔。目前对灯塔的掌握一般采纳集中掌握方式，在掌握室中使用多个闸刀对灯塔进行一对一掌握。因灯塔和掌握室常位于铁路两侧，所以施工较困难，而且电缆的投资大，自动化水平也不高。采纳电力线载波通信技术，在现成的电力线路上传输数据，无需装设通信线路，也不占用无线通信频道资源，可很好地解决这个问题。但由于电力线上存在高衰减、高噪声、高变形等问题，它不是一个抱负的通信媒介。因此要在电力线上实现牢靠的载波通信，必需选用基于扩频技术的抗干扰力量强的电力线载波专用Modem芯片来设计铁路灯塔掌握系统。

铁路灯塔掌握系统由一个主站和若干个子站构成，主站和子站挂接在单相或三上低压电力线上。主站安装于掌握室内，子站安装于各灯塔底座的掌握箱内。主站和子站以扩频电力线载波通信方式实现数据交换。

系统中站和子站的载波通信网络接口掌握器选用美国Intellon公司的SSCP300芯片。该芯片是一个高度集成的电力线收发器和信道存取接口，供应了CEBus〔用户电子总线〕总线标准。CEBus是EIA〔美国电子工业协会〕制定并公布的一种通信标准，目前为EIA-600。CEBus标准是一种应用于网络的开放式通信协议，采纳节点到节点的'通信方式，数据传输速率为10kbps。CEBbus协议采纳ISO/OSI协议中的四层：物理层、数据链路层、网络层和应用层。一个CEBus信息由报头和数据包组成，如图1所示。报头是载波侦听多路访问/冲突检测〔CSMA/CDCR〕协议的一部分，发送方用监听传输介质中是否有其它发送方占用信道，以猎取对传输通道的掌握权。CEBus采纳扩频载波〔SSC〕技术，形成“Chirp”扫频信号，对报头采纳ASK调制，数据包采纳PRK调制，频率范围为100kHz～400kHz。

2硬件结构

2.1主站及子站的硬件结构

主站及子站的硬件结构如图2所示。

主站以PIC16F877单片机为核心，由指示、键盘、RS232接口、在线编程接口、通信接口等单元组成。指示单元用74LS164串/并转换芯片实现，接到PIC16F877单片机的RB5和RB4引脚。键盘单元用74LS165并/串转换芯片实现，接到PIC16F877单片机的RA3、RA4和RA5引脚。主站定义了具有如下功能的按键：〔1〕一个灯塔的东西南北灯组选择；〔2〕子站地址选择；〔3〕锁键盘；〔4〕运行指令。在线编程接口单元利用PIC16F877单片机的/MCLR、RB3、RB6、RB7四个引脚对CPU的在系统程序及定值进行修改。主站利用MAX202实现标准RS232通信接口，可与上位监控PC机进行数据通信，也可外接Modem来实现远程通信。

子站由PIC16F877单片机、指示、在线编程接口。固态继电器出口、地址编码、通信接口等单元组成。地址编码用于设置本子站的地址码，用一个八位开关与PIC16F877单片机的RD口连接，共有256个编码。每个子站装有四个固态

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