[发明专利]一种基于北斗授时的景观亮化灯同步控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于北斗授时的景观亮化灯同步控制系统，其特征在于：该同步控制系统包括微控制单元MCUⅠ（1）、微控制单元MCUⅡ（2）、北斗授时模块（3）、精准时间摸块（4）、无线通信模块（5）、LCD显示模块（6）、互动按键模块（7）、SD卡模块（8）、信号帧输出模块（9）、同步信号输出模块和 232复用调试串口（12）；所述北斗授时模块通过IPX 接口连接有源天线（13），所述同步信号输出模块包括同步信号输出模块Ⅰ（10）和同步信号输出模块Ⅱ（11）；

所述同步控制系统通过北斗授时模块，结合北斗广播电文的超帧格式，从屮提取出所需的时钟信号和北斗卫星可视星数信息，经滤波运算放大处理，将数据及秒脉冲发送给微控制单元MCUⅠ，经过微控制单元MCUⅠ处理得出两组脉冲后，传输给微控制单元MCUⅡ,微控制单元MCUⅡ读取SD卡模块内储存的帧文件并去除编号，然后通过信号帧输出模块将帧文件输出到控制终端，以控制景观亮化灯的开关和渐变，或通过同步信号输出模块将有线同步信号输出到下级控制器，再通过下级信号帧输出模块将信号帧输出到该级控制终端；

所述北斗授时模块、精准时间摸块、LCD显示模块、互动按键模块分别与微控制单元MCUⅠ连接；所述微控制单元MCUⅠ的输出端与微控制单元MCUⅡ连接，所述无线通信模块与微控制单元MCUⅡ串口连接,微控制单元MCUⅡ的输出端分别连接SD卡模块、信号帧输出模块和同步信号输出模块；所述信号帧输出模块与控制终端连接，所述同步信号输出模块与下级控制器连接；

所述北斗授时模块（3）的作用：一是接出北斗卫星授时信号，结合北斗广播电文的超帧格式，从屮提取出所需的世界标准时间UTC信号和北斗卫星可视星数信息，经滤波运算放大处理，产生一个与世界标准时间UTC同步的秒脉冲信号PPS，通过串口将世界标准时间UTC和北斗卫星可视星数发送给微控制单元MCUⅠ，通过IO口将秒脉冲信号PPS发送给微控制单元MCUⅠ； 二是在当秒脉冲信号PPS由低电平变高电平时,延迟几毫秒再输出NMEA-0183 协议UTC时钟及北斗卫星可视星数；

所述精准时间摸块（4）用于计时、授时和输出一路周期为1秒占空比为50%秒脉冲信号1PPS，通过北斗授时模块授时使精准时间模块的时间精确到10ms以内；

所述微控制单元MCUⅠ（1）是整个系统的控制协调中心，其作用：一是通过北斗授时模块对精准时间摸块授时，并通过LCD显示模块显示当前时间及翻页显示每星期定时开关信息和北斗卫星可视星数；二是将北斗授时模块送来的世界标准时间UTC和北斗卫星可视星数进行数据处理得出高低电平方波F1和高低电平方波F2两组脉冲，传输给微控制单元MCUⅡ；对北斗授时模块所产生的与世界标准时间UTC同步的秒脉冲信号PPS和精准时间模块产生的秒脉冲信号1PPS的方波进行分析计算，决定是否授时；三是在设定开灯时间内，每五秒计算下一个五秒的开始帧文件编号，将输出的高低电平方波F1由低电平变高电平，然后将计算出来的帧文件编号和时间通过摸拟SPI口传输到微控制单元MCUⅡ；四是通过对精准时间模块产生的秒脉冲信号1PPS的方波进行分析，输出周期为50ms、占空比为50%方波；

所述微控制单元MCUⅡ（2）的作用：一是通过摸拟SPI口接收微控制单元MCUⅠ的信息，以微控制单元MCUⅠ输送的第二个高低电平方波F2上升沿为标准读取SD卡模块内的帧文件并去除编号，然后通过信号帧输出模块输出帧文件供控制终端使用；二是读取微控制单元MCUⅠ传输来时间信息及对应的帧文件进行编码，通过同步信号输出模块输出同步信号供下级控制器使用；三是在设定开灯时间内，将摸拟SPI口接收的信息通过无线通信模块传输到后台服务器；四是在设定开灯时间外，通过无线通信模块连接后台服务器，实现互动和修改参数的控制；

所述无线通信模块（5）用于远距离控制互动和修改参数，上传数据到后台服务器；

所述LCD显示模块（6）用于显示当前时间及翻页显示每星期定时开关信息和星数、当天开关时间和无线信号强度；

所述互动按键模块（7）用于设定精准时间摸块的时间开关，以及现场互动和修改参数；

所述SD卡模块（8）用于存储动态图案转化的bin帧文件；

所述信号帧输出模块（9）用于将微控制单元MCUⅡ读取并去除编号的SD卡模块内的帧文件输出供控制终端使用；

所述同步信号输出模块用于将经微控制单元MCUⅡ编码后的时间信息及对应的帧文件，输出同步信号供下级控制嚣使用，下级控制器再输出帧文件供该级控制终端使用；

所述232复用调试串口（12）用于北斗授时模块和无线通信模块安装时的调试以及微控制单元MCUⅠ和微控制单元MCUⅡ的软件升级。