日本HOKUYO北阳光电传感器DME-G+H的工作原理是什么？

一、基础定义

• DME-G：地面固定端基站

• DME-H：AGV / 穿梭车移动端收发头

  二者成对对射式红外光半双工通信，隔空传输8 路并行开关量（8Bit 双向 IO），内置网口可走以太网 PoE 供电与数据交互，替代拖链电缆做移动设备非接触信号对接。

  核心载体：近红外 LED 发射 + 光电二极管接收，脉冲调制传输，传输距离 0~1m，单周期 40ms 完成一次双向数据交互。

二、硬件内部结构（G、H 内部对称）

1. 电光发射单元：红外发光管、驱动电路，把电信号调制成脉冲红外光向外发射

2. 光电接收单元：光敏接收管、信号放大整形电路，接收对方红外光并还原成电信号

3. 逻辑处理 MCU：8Bit 并行数据打包、奇偶校验、收发时序控制、通信故障判断

4. 以太网电路：RJ45 网口、PoE 取电模块，实现网口读写内部 IO 数据、日志读取

5. 对准检测电路：判断两端是否对位，对位完成才允许数据传输

   

6. 三、整体通信流程（4 步完整工作逻辑）

7. 步骤 1：对位检测（通信前提）

8. AGV 行驶到位，DME-G 与 DME-H 发射窗口正对（角度 ±15°、距离 1 米内）；两端互相检测对方红外同步脉冲，确认对准有效，内部就绪指示灯点亮，进入可收发状态；偏移、遮挡、距离超限直接判定通讯断开。

9. 步骤 2：电→光调制发送（并行数据编码）

10. 以地面 G 发、车载 H 收举例（半双工，双向分时轮换）：

1. PLC / 交换机把 8 路开关量（8Bit 并行电平）送入 DME-G 内部寄存器

2. 主控 MCU 对 8 位数据增加奇偶校验位，做抗干扰编码

3. 以脉冲调制方式驱动红外 LED：高低电平对应亮 / 灭脉冲序列，将电信号转为红外光束隔空发射出去

11. 步骤 3：光→电解调接收、校验纠错

1. 校验正确：解析出 8Bit 并行数据，输出到车载 PLC 输入端子

2. 校验错误：丢弃当前帧，判定通讯异常，等待下一周期重传

3. DME-H 接收红外光，光敏管将光脉冲转为微弱电流

4. 放大、滤波、整形，还原出原始脉冲电信号

5. MCU 校验奇偶位：

12. 步骤 4：半双工反向应答（H 发→G 收，循环周期 40ms）

1. 一轮 G→H 传输结束后，自动切换收发方向

2. 车载 H 侧 8 路输出信号，同样电光调制发射给地面 G

3. G 端接收解码，上传给地面控制柜 PLC

4. 每40ms 完成一次 G→H 完整双向一轮交互，持续循环刷新 IO 状态

13. 四、以太网功能工作原理（DME 系列）

1. 支持 PoE 网线供电，不用额外电源线

2. 可通过 TCP/UDP 网络指令，远程读写内部 8 路输入、8 路输出寄存器，不用硬接线接 PLC 端子

3. 内置日志存储：自动记录通讯中断、数据跳变、对位异常时序，电脑联网读取排查联锁故障

4. 兼容老款 DMS/DMG/DMJ 光通讯头，协议互通，产线改造直接替换无需改程序北陽電機株式会社

14. 五、半双工关键说明

15. 不能同时双向收发，同一时刻只能一端发、另一端收；靠内部时序自动切换收发方向，避免收发信号互相干扰，是 AGV 站点对位信号、地址编码、安全联锁非接触传输方案。