PG59式57毫米高炮激光训练系统设计

论文摘要

当今社会，科学技术发展迅速，军事武器也逐步实现了现代化，但是我国防空部队现有高炮射击训练器材还很落后，明显不能满足信息化条件下训练要求。为了响应“科技练兵”的号召，提高军事训练水平，减少国防开支，实现国防现代化，军事训练智能化，本文研究设计了一种新型的高炮射击训练系统。本系统采用激光作为射击光源，真实模拟高炮实弹射击；采用按照正六边形均匀排列在靶面的光电二极管阵列作为检测器件，实现低成本高精度的射击点位置检测。系统中央控制部分采用内含ARM920核的S3C2410微处理器作为核心处理器，嵌入Linux操作系统，实现射击结果高质量的语音图像输出。目标靶采用低功耗设计，电池独立供电，便于大范围移动。此外，系统还实现了靶标移动和与上位机的接口，后者方便了结果数据的备份与统计。系统的各部分之间采用无线的方式进行数据传输，避免了繁琐的布线。本文首先对高炮的基本情况作了简要介绍，然后对激光模拟射击的基本原理加以阐述。比较实弹射击与模拟射击，考虑高炮诸元所决定的约束参数，参考现有射击训练器材，提出了系统的设计方案。靶面光电检测是系统设计的一个难点，本文比较了CCD和PSD，采用光电二极管作为检测器件，将其按照正六边形均匀的排列在靶面，并充分讨论了其检测的方便性和最大限度的减小了误差。在硬件方面，文中阐述了方案设计的需求和相应的解决办法；在软件方面，着重讨论了Linux操作系统在S3C2410微处理器上的移植及驱动程序开发。最后，本文对系统的实际设计给出了总结，并对下一步工作做出了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 2 高炮简介
• 2.1 高炮主要性能
• 2.2 解决命中问题的一般原理与高炮自动瞄准具
• 2.3 训练考核要求
• 2.4 系统约束参数
• 3 激光模拟射击系统的原理分析及设计
• 3.1 激光模拟高炮射击的原理
• 3.2 激光枪的设计
• 3.3 目标靶的设计
• 3.3.1 检测器件选择
• 3.3.2 靶面激光二极管的排列
• 3.3.3 误差分析
• 4 系统硬件设计
• 4.1 系统核心处理器
• 4.1.1 S3C2410
• 4.1.2 MSP430F149
• 4.2 中央控制部分设计
• 4.2.1 ARM9核心板电路
• 4.2.2 主板电路
• 4.3 从机电路设计
• 4.3.1 MSP430F149与nRF905连接电路
• 4.3.2 靶面电路设计
• 4.3.3 靶标移动控制电路设计
• 4.3.4 上位机接口电路设计
• 4.4 电源设计
• 4.4.1 中央控制部分电源设计
• 4.4.2 靶标移动电机供电
• 4.4.3 靶面电源设计
• 5 系统软件设计
• 5.1 Linux2.6内核在S3C2410上的移植
• 5.1.1 Linux2.6内核简介
• 5.1.2 移植实现
• 5.2 驱动程序设计
• 5.2.1 显示驱动
• 5.2.2 音频驱动
• 5.2.3 nRF905与激光器驱动
• 5.4 系统控制设计
• 5.4.1 中央控制
• 5.4.2 靶面控制
• 5.4.3 靶标移动控制
• 5.4.4 数据通信协议
• 5.5 上位机软件
• 结论
• 参考文献
• 附录A 密位制及密位公式
• 附录B 中央控制部分电路
• 附录C 靶面部分电路
• 附录D 靶标移动控制部分电路
• 附录E 上位机接口部分电路
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢