基于CEBus總線的鐵路燈塔控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　SSCP300向與之連接的PIC16F877單片機(jī)提供CEBus服務(wù)。PIC16F877單片機(jī)通過(guò)SPI接口對(duì)SSCP300進(jìn)行初始化、層信息設(shè)置、數(shù)據(jù)鏈路的存取控制設(shè)置等操作。完成以上步驟后，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

　　PIC16F877單片機(jī)與SSCP300間各種形式的數(shù)據(jù)交換由控制命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用的控制命令、十六進(jìn)制碼及功能如表1所示。一般情況下，命令后緊跟數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，接著為數(shù)據(jù)信息。

　　表1 常用控制命令

　　3.1 SSCP300的初始化

　　當(dāng)電源接通或執(zhí)行復(fù)位命令時(shí)，SSCP300將執(zhí)行一個(gè)內(nèi)部診斷和建立序列。直到此序列被執(zhí)行完畢，命令才能被送至SSCP300。在對(duì)SSCP300進(jìn)行初始化之前，PIC16F877要完成I/O口的初始化、片內(nèi)RAM初始化以及SPI接口的初始化。

　　3.2 層信息設(shè)置

初始化完成后可進(jìn)行層信息設(shè)置。層信息設(shè)置的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為7個(gè)字節(jié)，字節(jié)0為控制方式，一般設(shè)為數(shù)據(jù)鏈路（DLL）方式；字節(jié)1為組地址的低八位；字節(jié)2為組地址的高八位；字節(jié)3為設(shè)備地址的低八位；字節(jié)4為設(shè)備地址的高八位；字節(jié)5為系統(tǒng)地址的低八位；字節(jié)6為系統(tǒng)地址的高八位。在設(shè)置地址時(shí)應(yīng)注意某些段內(nèi)的地址為保留地址，不要使用，如0x0000為廣播地址。

　　在層信息設(shè)置的過(guò)程中，首先單片機(jī)向SSCP300寫(xiě)入LW命令及數(shù)據(jù)長(zhǎng)度“0X07”,然后確定好0～6字節(jié)的數(shù)據(jù)信息。層信息設(shè)置完成后，應(yīng)用LR命令讀回，判斷讀回信息與寫(xiě)入信息是否一致。如果一致則說(shuō)明設(shè)置成功，否則應(yīng)重新初始化后再設(shè)置層信息。

基于CEBus總線的鐵路燈塔控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.3 數(shù)據(jù)鏈路存取控制設(shè)置

若節(jié)點(diǎn)之間的通信采用地址應(yīng)答方式ADRACK或地址非應(yīng)答方式ADRUACK，則應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路存儲(chǔ)控制設(shè)置，由命令WRS-46來(lái)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1?？稍O(shè)置的內(nèi)容為：（1）在主處理器的每個(gè)發(fā)送期內(nèi)需要發(fā)送ADRUACK的次數(shù)；（2）在信道間存取的時(shí)間；（3）對(duì)于ACK和ADRUACK，是否需要嘗試多信道存取。

　　3.4 數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收

數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別由命令PT和PR來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)送出PT命令后，接著送出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、控制域、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備和系統(tǒng)地址、源節(jié)點(diǎn)的設(shè)備和系統(tǒng)地址、數(shù)據(jù)信息等。應(yīng)答或非應(yīng)答通信方式由控制域決定。源節(jié)點(diǎn)地址應(yīng)和初始化的地址一致，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不超過(guò)32字節(jié)。發(fā)送完成后應(yīng)讀回標(biāo)志位，判斷是否發(fā)送成功。當(dāng) SSCP300接收到有效數(shù)據(jù)幀時(shí)，將向單片機(jī)提供一個(gè)中斷信號(hào)，單片機(jī)檢測(cè)到該信號(hào)后發(fā)送PR命令，讀回SSCP300接收到的數(shù)據(jù)幀其格式與發(fā)送數(shù)據(jù)幀類(lèi)似。接收完成后也應(yīng)進(jìn)行正確性判斷。

　　基于CEBus總線的鐵路燈塔控制系統(tǒng)采用“Chirp”方式進(jìn)行載波，實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信信號(hào)的擴(kuò)頻；以低壓電力線作為通信媒介，免去了構(gòu)建新的通信信道的不便，具有通信速度快、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)還可應(yīng)用在自動(dòng)抄表系統(tǒng)、智能大廈、智能小區(qū)以及一些干擾大、布線困難的工自動(dòng)化系統(tǒng)中。

　　由于電力線不是一種理想的通信媒介，所以在應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮到下幾點(diǎn)：（1）電力線載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送。若要跨越變壓器區(qū)域范圍，則應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)雙耦合節(jié)點(diǎn)。（2）信號(hào)在電力線上傳輸存在衰減問(wèn)題，一般信號(hào)的衰減隨著傳輸距離的增加而增加?？刹捎锰岣咻d波信號(hào)功率、三相耦合、中繼等方式來(lái)解決。（3）電力線上存在高噪聲。（4）電力線網(wǎng)絡(luò)會(huì)引起數(shù)據(jù)信號(hào)變形。