电力线载波通信的诱导风机控制系统设计

电力线载波通信采用电力线专用半双工异步调制解调器PL2102。如图3所示，芯片在使用中需要加入必要外围电路。外围电路主要包括发送功率放大电路、滤波整形电路、载波耦合电路、滤波接收电路。功率放大电路将PL2102输出的载波调制信号进行功率放大并滤掉信号中的噪声和伪信号。接收滤波及功率放大电路如图4所示，输出信号PSK_OUT经Q1、Q2、Q3、Q4组成的功率放大电路后，通过C1、L2滤波整型后加到耦合线圈上，通过耦合线圈发送到电力线。接收电路中D1用于箝位，防止过大浪涌电流，C2、C3和L1构成并联谐振，具有对120 kHz信号选频作用，提高接收信号的灵敏度。

烟雾检测信号放大电路如图5所示。烟雾检测采用一对红外发射／接收管，并且安装在暗室内，两管成钝角处于相对状态。当需要进行烟雾检测时，通过PO．6口开启红外线发射管。如果没有发生火灾险情(无烟雾)，红外光不能到达红外接收管；当出现火灾险情(有烟雾)时，红外光在烟雾颗粒表面产生漫反射和折射而进入红外接收管，烟雾越大红外光漫反射及折射越强，红外光接收管信号越强。红外接收管接收到的微弱信号经TLC27L2两级放大后送入到LPC2200进行A／D转换，控制器通过A／D转换值的大小来判断是否需要进行火灾声光报警及关断风机操作。

C0检测采用电化学元件ME3-CO，该元件得到与C0气体浓度成正比的微弱电流信号，该信号必须进行放大后才能进行A／D转换，信号调理电路如图6所示。调理电路运算放大器采用AD8572，其中UA、R5～R7、C1构成恒定电位电路，使得C、R两极及与W极之间电位保持一定；UB、R1～R4、C2构成信号放大电路，用来检测CO传感器中气体电解时产生的电流，把传感器的微弱信号加以放大，并且具有低通滤波功能，可以滤除检测信号中的高频干扰信号。放大后的检测信号输入到LPC2200进行A／D转换，控制器通过A／D转换值的大小来判断当前区域内空气质量流通情况，并对风机加以控制。

3 电力线通信诱导通风控制器软

3．1 控制器诱导风机控制流程

控制器在上电后，首先要对相关软件模块进行初始化，包括时钟芯片、LCD显示、A／D转换、外部中断、看门狗复位等；初始化完成后，进行相关参数设定，并将参数写入到I2C存储器中加以保存，需要设定的参数如表1所列。

控制器对烟雾及C0进行检测，若烟雾检测值超过了预设值(烟雾阈值通过实验标定后固定在程序中)，控制器发出声光报警，并设置火警标志位，由主控制器停止所有风机，从"火警状态"中恢复过来的延时长短由"火警后系统重启延时"参数决定。主控制器间隔5s查询各从控制器工作状态，当检测到某区域发生火灾，控制停止所有风机，从控制器修改当前工作状态。控制器对诱导风机的程序控制流程如图7所示。控制器在工作中显示风机当前状态、烟雾及CO检测值、是否出现火灾、是否CO超标、系统工作状态(各主要部件工作状态，如时钟芯片操作、A／D转换、通信)等信息。

作者：张海涛，聂诗良 西南科技大学   来源：国外电子元器件