基于CAN總線(xiàn)的模擬射擊訓練系統設計
加入技術(shù)交流群
1 引 言
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/188736.htm在軍隊的訓練項目中CONTROL ENGINEERING China版權所有，野戰的射擊姿勢訓練是一個(gè)重要的部分。要求學(xué)員對在復雜環(huán)境中突然出現的目標，能夠根據距離遠近和目標大小等特點(diǎn)迅速作出判斷
為此，本文設計了基于紅外接收管和激光發(fā)射器的激光靶模擬訓練系統。在這個(gè)系統中，以靶面上安裝紅外光敏接收元件的光電靶代替傳統的靶子，將紅外激發(fā)射光器安裝在步槍頭部，激光發(fā)射開(kāi)關(guān)安裝在槍機上，扳動(dòng)槍機則發(fā)射一次激光脈沖代替子彈，此激光脈沖擊中光電靶時(shí)將被靶上由單片機構成的檢測器檢測到，單片機計算出擊中的行列坐標，通過(guò)CAN現場(chǎng)總線(xiàn)發(fā)送到監控計算機，在計算機上顯示打靶成績(jì)，并對訓練結果進(jìn)行統計和管理，從而構成了完整的模擬射擊訓練系統。
2 系統功能與硬件設計
激光模擬訓練系統主要由監控計算機或筆記本電腦、通訊模塊和光電靶3大部分構成，其中計算機放置在訓練場(chǎng)地起點(diǎn)
計算機為主控制單元，監測著(zhù)100m范圍內的射擊情況
通訊模塊負責幫助計算機進(jìn)行CAN總線(xiàn)的通訊。
光電靶由通訊板和檢測板2大部分組成。由于實(shí)際訓練中要求目標的大小和形狀都有不同，就使得靶子的形狀不一致，因此設計了幾種標準形狀的檢測板，根據每個(gè)光電靶子外形的不同進(jìn)行拼裝，以滿(mǎn)足訓練的需要www.cechina.cn，最大的一塊光電靶需要由4塊形狀不同的檢測板組成。
檢測板結構示意圖如圖2所示，檢測板上正面每隔2cm放置一個(gè)光電二極管，若光電二極管被擊中則導通，單片機檢測到被擊中點(diǎn)坐標后控制工程網(wǎng)版權所有，通過(guò)485串行總線(xiàn)發(fā)送到通訊板，由通訊板負責統一將整個(gè)光電靶的擊中信息和工作情況傳送給通訊模塊。
每塊個(gè)光電靶都由多個(gè)檢測板構成，為了提高系統效率，加入一塊通訊板，負責整理本光電靶信息，統一與上位機進(jìn)行數據交換。通訊板主要就是統計并計算本靶的打中點(diǎn)坐標送到上位機，接受上位機的消息后傳給檢測板，使得同一靶子中多塊檢測板同步動(dòng)作;其次還有故障檢測的功能。通訊板與檢測板之間要求通訊即時(shí)、可靠，用485串行總線(xiàn)進(jìn)行工作。這樣的結構使單個(gè)光電靶工作相對獨立，方便以后系統節點(diǎn)的擴展。通訊板的結構示意圖如圖3所示。
3 系統的軟件設計
3.1 CAN總線(xiàn)的通訊設計
3.1.1 CAN 總線(xiàn)簡(jiǎn)介
控制器局部網(wǎng)（CAN――Controller Area Network）是一種現場(chǎng)總線(xiàn)，它是一種有效支持分布式控制或實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò )。它以半雙工的方式工作，同一時(shí)間內只能有一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送信息，多個(gè)節點(diǎn)接受信息，可以實(shí)現全分布式多機系統，提高數據在網(wǎng)絡(luò )中傳輸的可靠性。在各種現場(chǎng)總線(xiàn)中，它以其結構簡(jiǎn)單、應用靈活方便而在工業(yè)控制和車(chē)輛中得到廣泛應用。
CAN總線(xiàn)的信息存取采用廣播式的存取工作方式，信息可以在任何時(shí)候由任何節點(diǎn)發(fā)送到空閑的總線(xiàn)上，每個(gè)節點(diǎn)的CAN總線(xiàn)借口必須接受總線(xiàn)上出現的所有信息，因此各接點(diǎn)都設置由一個(gè)接收寄存器，接收寄存器首先將信息接收，然后根據接收信息的標示符決定是否讀取信息包中的數據，即判定是否使用這一信息。CAN總線(xiàn)協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)就是廢除了傳統的地址編碼，代之以對通信數據塊進(jìn)行編碼。CAN總線(xiàn)面向數據而不是面向節點(diǎn)，采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可使網(wǎng)絡(luò )內的節點(diǎn)個(gè)數在理論上不受限制，假如和減少設備不影響系統的工作。因此，基于CAN總線(xiàn)的射擊模擬訓練系統可以根據實(shí)際要求增加或減少光電靶的數量。
CAN總線(xiàn)每幀收發(fā)數據的長(cháng)度最多為8個(gè)字節，因而不存在占用總線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(cháng)的問(wèn)題，可以保證通信的實(shí)時(shí)性，通信速率最高可達1Mb/s（通信距離40m時(shí)），通信距離最遠可達10km（傳輸速率為5kb/s）.通信介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導纖維。
3.1.2 CAN總線(xiàn)通訊的實(shí)現
在本系統中，采用PHILIPS公司的SJA1000芯片，通過(guò)對SJA1000的位定時(shí)寄存器進(jìn)行設置來(lái)實(shí)現不同通信波特率的要求，CAN總線(xiàn)的通信撥特率與通信距離有密切的關(guān)系，距離越短，允許的波特率越高，反之亦然。系統采用多主方式工作，其任意節點(diǎn)任意時(shí)刻都可向總線(xiàn)發(fā)送信息，各節點(diǎn)通過(guò)ACR、AMR進(jìn)行報文濾波。
評論