无线遥控触发系统研究

Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｗ ｉｈ ｆ Ｍ ＣＵ ｎ ｒ ｌｓ ａ ａ ｔａ ｃ ｉ ｅ ｓ ｅ ｏ ｔ ｌ ａ ｄ ｆ ｗｉｅ ｅ ｓ ｄ ｔ ｒ ｎｓ ｅｖ ｒ ａ ｋ ｙ ｃ ｍｐｏ ｅ ｓ，ｆ ｗｉｅｅ ｓ ｒ ｍｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｎ ｎｔ ｌ ｒｌｓ ｅ ｔ— ｏ ｔｏ
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２０ 年 第 ２ ０７ ８卷 第 ２期
中 北 大 学 学 报（ 自然科学版 ）
Ｖｏ． ８ ｏ ２ ０ ７ １２ Ｎ ． ２ ０
（ 总第 １２ １ 期）
Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｆ Ｏ Ｔ ＮＶ ＲＩＹＯ ！垒 垒 Ｏ Ｒ Ａ Ｒ ＨＵ ＩＥ Ｓ Ｆ ！ Ｏ Ｎ Ｔ
强度测试信号
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（ 总第 １２期） １
无线遥控触 发系统研究 （ 王代华等 ）
１３ ７
和强 度测 试指 令 ， 完成对 应 的操 作 ； 现本地 按键触 发 信号和 线控触 发 信号 的接 收和 调理 ； 现遥 控 并 实 实
触 发和 本 地按 键 、本地 线 控触 发 的识别 ；实现 同步触 发和 接 力触 发 两种 模式 可选 ；接力 触发 实 现 （ ～ １
１ ）Ｓ延 时 ， １ ０ 有 ０档可 选 ；实现话 音信号 的处 理和 传输 ； 现其他 控制 信号 的处理 及传 输 ；与发射 系统 实 配合 完成通 信协议 控制 ； 时显示 系统 状态 、通 信状态 ；可实现 ８路触 发信 号输 出；输 出一 路触发 控制 实 信号 用于级联 分触发 系统等．
★ 收稿日期 ：２ ０—２２ ０ ６１—９ 作者简介 ：王代华 （９ ７） 男 ， １７一。 助教 ，硕士．主要从事无线通信网络与智能传感器系统研究
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中 北 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ）
２０ 年第 ２ ０７ 期
１ 系统 设 计
通道 ， 强系统 的控制 功能． 增 图 １是系统设 计 的总体 示意 图．
图 １ 系统总体示意 图
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１ １ 发 射系统 ． 发射 系统是 整个触 发系统 的无 线控制端 ， 原理 如 图 ２所示．发射 系统 负责 按键触 发信 号 ， 信测 其 通
中图 分 类 号 ： Ｔ ８ ２ Ｐ ７ 文献标识码 ： Ａ
Ｔｒ ｇ ｅ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｉ ｅ ｅ ｓ Ｒｅ ｏ ｅ Ｃｏ ｒ ｌ ｉ ｇ ｒ Ｓ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｗ ｒ ｌ ｓ ｍ ｔ ｎｔ ｏ
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文章编号 ： ６ ３３９ （０ ７０ —１ １０ １ ７—１ ３ ２０ ）２０７ －６
无线遥控触发 系统研 究
王代华 薛云朝 任 立宗 ， ，
（．中北大学 仪器科学与 动态测试教育部重点实验室 ； 息与通信工程学院 ，山西 太原 ０ ０５ ； １ 信 ３０１ ２ ．中国人 民解放军空军驻 山西地 区军事代表 室 ， 山西 太 原 ００ ２ ） ３ ０４ 摘 要 ： 针对弹丸飞行姿 态测试 中高速摄影机的触发需求 ，以微控制器和数 传电台为核心部件 ，设计了无
高系统 的适 用性． ２ 触 发方式可选 ．为 了满足 不同 的拍 摄需要 ， 同步 触发 、 力触 发 、 ） 有 接 混合 触发三 种触 发方式可选 ． 同步触发方 式在 同一 时刻触 发所 有高速 摄影 机 ， 于 同时刻 的多角 度 、多方 位拍 摄 ；接力 触 发方式 能够 适 将连接 的高速摄 影机 依次接力 触发 ，相 当于将所 有 高速 摄 影机组 成 了一个 串联系 统 ，可 以有效地 弥补单 台摄 影机记录长度 不足 的问题 ； 混合 触发 方式是 同步触 发和 接力触 发两 种功 能的灵 活组 合 ，用 以满 足不 同弹道段 的拍摄需 要．
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实 时显示系统 状态 、通信状 态等． １２ 主触发系 统 ．
主触 发系 统是整个 触发 系统 的核 心 ，其 原理如 图 ３所 示．主触发 系统 负责接 收和处 理 发射 系统发送 的触 发指令 ， 信测试 指令 通
通信测试信号
图 ２ 发射系统原理框 图
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通 信 测试 模 块
１ 档 延时 接 ０ 力 触发 电路 图 ３ 主触 发 系 统 原理 框 图
＋
触 发 控 制信 号 接 分 触 发 系统
Ｆ ｇ ３ Ｓ ｈ ｒ ｔ ｉｇ ａ ｏ ｈ ｓｅ ｒｇ ｅ ｙ ｔｍ ｉ ． ｃ ｅｍ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｔｒ ｔｉｇ ｒ ｓ ｓｅ ｃ
试信号和强度测试信号的识别、 处理及无线 发送 ；接 收 和 处 理 主 触 发 系 统 回传 的 指令
（ 数据 ） 并执行相 应 的操作 ；完成 话音信 号 的
话音信号
输 与 主触 发 系 统配 通 信 协议 控 制 ； 按触信 理 ｉ 苎 警 信 ． 传 … 发号 合完 成 处 键 …‘ ；
（ ．Ｋｅ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆＩ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ｎ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｄｙ ａ ｃ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ １ ｙ Ｌａ ｏ ａ ｏ ｙ ｏ ｎ ｔｕ ｎ ａ ｉ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｍｉ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ ，Ｍ ｉ ｉｔ ｙ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ； ｎｓｒ ｆ Ｅｄ ｃ ｔｏ Ｓ ｈ ｏ ｆＩ ｆ ｒ ａ ｉｎ ａ ｄ Ｃｏ ｃ ｏ ｌｏ ｎ ｏ ｍ ｔ ｎ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ，Ｎｏ ｔ ｉｅ ｓｔ ｆＣｈ ｎ ｏ ｎｃ ｉ ｇｎ ｅ ｉｇ ａ ｏ ｒｈ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｉａ，Ｔａｙ ａ ３ ０ １ ｙ ｉ ｕ ｎ ０ ０ ５ ，Ｃｈ ｎ ｉ ａ； ２ ．Ｔｈ ｉ ｔ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｏ ＲＣ Ａｉ ｉ ｈ ｎ ｉ ｅ Ｍ ｌ ａ ｙ Ｒｅ ｒ ｓ ｎ ｉ ｆＰ ｒ ｎ Ｓ ａ ｘ ，Ｔａｙ ａ ３ ０ ４，Ｃ ｉ ａ ｉ ｖ ｉｕ ｎ ０ ０ ２ ｈｎ ）
线遥控触发系统．系统具 有可灵活组合 ，可扩展性好 ， 可靠性高 ， 能够全天侯遥控操作等优点．验证试验表 明， 系统可以实现 １ ｍ 以内的遥控触发 ， ２ｋ 触发延时约 ２ ．可 以通过提高发射功率和天线高度 ， ７ｍｓ 延伸遥
控距 离 ．
关键词 ： 高速摄影 ； 触发 ； 遥控 ； 微控制器 ； 数传 电台
ｓｇｎ ｄ ｓ ｔ ｍ ａ ｈｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｆｅ ｂｉ ｔ ｉ ｅ ｙｓ ｅ ｈ ｓ ｔ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｌｘｉ ｌ ｙ，ｅ ａ ａ ｉｉｙ，ｃ ｅ ｂ ｌｔ ｎ ａ ｌｗｅ ｔ ｒ ｒ ｍｏ ｅ ｓ ｒ ｉ ｘｐ ｎｄ ｂ ｌｔ ｒ ｄｉ ｉｉｙ ａ ｄ ｌ— ａ ｈｅ ｅ ｔ ｅ —
合的方法 ， 需要拍摄人员在一定的距离范围内根据弹的声音和 目测结果给出触发信号．由于拍摄人员需
要与 摄影机 保持较近 距 离 ，故该 方法 难 以适应 于 终点弹 道 的近 距 离拍摄 ，而对 于多 台摄 影机 从不 同角度 进行 同步 立体 拍摄 以及弹道 分段 接力拍 摄 ， 种方法 更是 无能 为力 ．为 此 ， 这 作者 开 展了 适于 弹丸 飞行姿 态测试 的无线遥控 触发技 术研 究 ， 现 了对 多 台高 速摄影 机进行 同步触 发 、 力触 发及混合 触发控 制． 实 接
０ 引 言
在武 器研制过 程 中 ， 需要 掌握弹 丸在外 弹道和 终 点弹道 中的各种参 数 ，为 了获 得弹丸 的转速 、攻 角、
加速 度 、入靶 速度和 出靶 速度 ， 高速 摄 影是 一种 必不 可少 的手 段［．高 速摄 影 能够捕 获 高速运 动物 体 的 １ ］ 瞬时状态或 全部 历程 ， 记录 大量 准确 的时 空信 息 ， 研究高 速现 象 的发生 机理 和运动 规律提 供可 靠的依 为 据 ［引 ２ ．由于高速摄 影机 的拍摄频 率高 （ ×１ １ ０幅／ ） 总 的拍摄 时间短 ［ ， 丸的 飞行 又 非常快 ， ． １ ０～ ×１ ｓ ， ４ 弹 ］ 因此 高速摄 影机 的触发控 制就 显得 非常重 要．当前 ，数字式 高速摄 影 机 的触 发 主要采 用声音 和 目测相结
无线遥 控触发 系统应用 于弹丸 的飞行 姿态 测试 ，作为 高速 摄影机 的触 发信 号源 ， 根据 高速摄 影机 的 多角 度拍摄 ， 多功 能触 发需要 ， 系统设 计具备 以下功 能 ： １ ）触发 源可选．针对不 同的触发 需要 ，有无线遥 控触发 ， 地按 键触 发和本 地线 控触发 三种触 发源 本 可选．无 线遥 控触 发可 以应用于 导弹 、火箭 等大 当量战 斗部 的终点 弹道及 分 段弹道 参 数测 试 ，由试 验人 员远离现 场给 出触 发信号 ．本地 按键触 发和 本地线 控触 发适 合小 当量弹丸 的弹 道参 数测试 ， 地按 键触 本 发可 以由系统直接 给 出触 发信号 ， 而本 地线控 触发 则可 以利用 其他 系统 的触发 信号．触 发源 可选 可 以提
３２ 作模式可 选．系统有触 发控制 和无 线对讲 两种工 作模 式可选 ．触发控 制模 式实 现系统 的触 发功 ）２ ］ 能 ， 线对讲模式 可以实现遥 控端与触 发现场 的话音 沟通 ， 无 便于偏 远野外试 验双 方的 信息交流 ．
４ ）触 发通道 可扩展．可 以在一个 主触发 系统 的基础上 ， 通过 级联 多个 分触发 系 统 ， 展 系统的触 发 扩
估首佰号 线控触发信号 按键触发信号
对讲模块
———ｒ—
Ｌ： （ 显示模块 ｌ 信号调理电路 Ｉ ｌ Ｄ ｌ 同步 触发 电路
ｌ 触
８ 路
Ｉ
— ——— —１ｒ ——一
数传电台
控制模块 卜 ｌ 触发信号识别 Ｈ
触发模式控制
触 发 输出
信 号 强 度测 试模 块