基于电力载波的铁路信号智能点灯系统的设计

3 软件设计

监测总机和现场点灯单元各自运行程序，软件设计均采用模块化，整个程序包括初始化、主从通信、数据收发处理、按键及I／O口，液晶显示、CAN总线上传通信等程序模块。设计内容较多，下面主要介绍主从通信设计。

由于电力线载波通信的应用中大多是半双工通信，主从通信只能采用轮询应答方式，即主节点依次向各从节点发送查询命令帧，目标节点接收到后发送应答帧，主节点必须接收到该应答，才能向下一个节点发送查询。如果从节点较多，则耗时较长，影响实时性。本设计除了采用轮询应答方式外，还增加了载波侦听方式，可以提高信道的利用率。具体办法是所有节点向电力线上发送数据前，先执行载波侦听算法：检测PD状态，若PD=0，则先不立即发送数据，而延时一定时间，再检测PD状态，若为低电平，此时才启动发送；若PD=1，则连续监测PD状态，直到转变为低电平后才进入延时阶段；若同时有多个节点企图发送信息，延时最短的节点可以最优先发送信息，其他延时稍长的节点在延时结束后，便会发现PD已经是高电平了，信道被占用，需要等待下一次发送机会；若现场点灯单元在非查询期间有报警产生，仍可优先获得通道，向电力线发送报警信息，从而提高系统的突发响应时间。相关程序流程图如图6所示。


4 结束语

以轮询应答和载波侦听相结合的方式是电力载波通信技术应用在实时性要求较高的领域提供了有效解决方案。介绍了电力载波智能点灯系统，以电力线为传输介质，可以实现铁路信号灯的实时集中监控，在实际运行中，集中报警和现场点灯单元的有效通信距离达到了1 200 m，数据传输稳定可靠，响应迅速。