拖车尾灯无线通信与控制系统

李哲++张洋++高立均++周翔++何亚伟++李阳

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

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2.4GHz的zigbee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zigbee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（Coordinator）；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C51单片机作为控制的核心元件，以及zigbee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。

参考文献

[1] 蒋建辉.Zigbee网络的设计与实现[D].苏州大学，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无线组网技术的研究与实现[D].吉林大学，2005-2006.

[7] 罗巍.基于Zigbee技术的无线照明系统的研究与设计[D].武汉科技大学，2012.endprint