電力線載波通信的誘導風機控制系統設計

摘要：提出了基于電力線載波通信的誘導風機控制系統設計方案，并給出了基于ARM7的控制器電路圖，包括電力線載波通信、CO檢測、煙霧檢測、時鐘、存儲等模塊電路；討論了主／從通信過程、風機控制流程及詳細的軟件設計流程。該設計方案與傳統的總線式智能通風控制系統相比，具有系統構建簡單、成本低、調試維護方便的優點。
關鍵詞：電力線通信；誘導通風；LPC220O；煙霧檢測；C0檢測；PL2102

引言
誘導通風是采用誘導風機噴射出高速氣體，誘導和帶動周圍氣體向前運動，從而達到空氣流通和換氣的目的。目前，多采用智能型控制系統，布線復雜，成本高，系統調試及維護不便。電力線載波通信具有成本低、調試維護方便的優點，非常適用于誘導通風控制系統。

1 電力線通信誘導通風控制系統總體設計
電力線通信誘導通風控制系統總體框圖如圖1所示，系統由多個誘導風機控制器組成，控制器之間采用電力線通信，每個控制器都具有檢測周邊空氣質量狀況(煙霧檢測、CO檢測)的功能，并能夠根據檢測結果控制一臺誘導風機工作。控制器分主／從控制器，主控制器在完成本身所帶誘導風機控制的同時，要獲取各從控制節點工作狀態，并控制從控制器工作。從控制控制器根據檢測結果控制自身所帶誘導風機工作，同時向主控制器匯報當前工作狀態并受到主控制器控制，當自身控制與主控制器控制命令發生沖突時，以主控制器控制命令為準，例如自身需要開啟風機，而控制命令需要關閉風機，則控制關閉風機。

2 電力線通信誘導通風控制器硬件設計
2．1 誘導通風控制器硬件結構框圖
電力線通信誘導控制器硬件結構分為煙霧檢測、CO檢測、電力線載波通信、誘導風機控制、電源單元、時鐘單元、存儲單元、看門狗復位及鍵盤顯示等功能單元，如圖2所示。鍵盤主要進行系統控制參數(如CO濃度閾值、主／從節點標識、風機起／停延時等)設定及時鐘校準，顯示單元可以指示用戶參數設定過程，并顯示系統當前狀態，便于系統的安裝調試及維護。參數設定后，將參數寫入存儲器中，控制器開始進行煙霧檢測、CO檢測、誘導風機控制等工作；主控制器需要定時查詢各從控制器工作狀態，并控制從控制器工作。

由于誘導通風控制系統工作環境(如車庫)內供氧不充分，如果發現火災，在火災初期為陰燃狀態，若此時開啟誘導風機，會助燃為明火，因此控制器有必要進行煙霧檢測(檢測陰燃狀態)，避免誘導風機誤動作造成重大損失，在檢測到火災險情時發出聲光報警，并停止所有風機。C0檢測用于衡定區域內空氣質量狀況，檢測到CO超標時開啟誘導風機工作，保證通風換氣效果。控制器通過電力線載波通信單元實現與其他控制器的數據傳輸和信息交互。由于控制器工作環境復雜、工作過程無人值守，看門狗復位單元可以有效避免系統工作過程中發生死機和程序跑飛現象。