專利名稱：智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，再具體地來說涉及一種實(shí)現(xiàn)天線對(duì)準(zhǔn)的智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國(guó)內(nèi)存在很多智能天線對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)或裝置，但很多系統(tǒng)或裝置只涉及到低頻設(shè)備對(duì)準(zhǔn)，低頻設(shè)備由于波瓣較大，對(duì)準(zhǔn)精度要求不高，故比較容易實(shí)現(xiàn)。在高頻設(shè)備上，特別是毫米波通信設(shè)備，由于通信波瓣小，對(duì)準(zhǔn)精度要求高，不易實(shí)現(xiàn)。此類產(chǎn)品一般都是根據(jù)設(shè)備的接收信號(hào)電平來完成對(duì)準(zhǔn)，但對(duì)準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)準(zhǔn)過程復(fù)雜，所需儀器也多，不適合在快速機(jī)動(dòng)靈活下使用。
授權(quán)公告號(hào)為CN2517179Y、授權(quán)公告日為2002年10月16日的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種名稱為"云臺(tái)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置"的專利，該實(shí)用新型由控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成?？刂齐娐肥怯葾/D轉(zhuǎn)換器、顯示器以及由單板機(jī)、反向器、鎖存器組成的微處理器構(gòu)成。A/D轉(zhuǎn)換器輸入端用于接收轉(zhuǎn)換成AGC (接收信號(hào)電平)信號(hào)的天線信號(hào)，其輸出接顯示器，微處理器同時(shí)讀AGC信號(hào)，經(jīng)處理后輸出步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)需要的4個(gè)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路由二個(gè)按要求連接的步進(jìn)電機(jī)控制器和一個(gè)由單管放大器控制的電源保護(hù)電路， 一個(gè)由單管放大器控制的電機(jī)繞組選擇電路組成，驅(qū)動(dòng)電路接收控制電路輸出的四個(gè)信號(hào)，選擇不同的電機(jī)繞組完成對(duì)云臺(tái)的水平、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)、停止等功能。該裝置雖然在一種程度上提高了對(duì)準(zhǔn)速度，但是由于該裝置不具備GPS和磁羅盤系統(tǒng)，不能自動(dòng)根據(jù)所在位置的物理坐標(biāo)以及海拔高度使云臺(tái)自動(dòng)快速運(yùn)行到指定方向，只能通過操作鍵盤上的上，下，左，右來調(diào)整云臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，即使是操作熟練的人在熟
悉的地點(diǎn)，需要花費(fèi)至少15分鐘的時(shí)間方能完成對(duì)準(zhǔn)，而如果是操作不熟練的人遇到不熟悉的地點(diǎn)，甚至需要花費(fèi)更多的時(shí)間才能完成對(duì)準(zhǔn)。
公告號(hào)為CN201233956Y、公告日為2009年5月6曰的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一個(gè)名稱為"天線快速對(duì)準(zhǔn)裝置"的專利，該實(shí)用新型公開了一種天線快速對(duì)準(zhǔn)裝置，它涉及微波、散射無線通信領(lǐng)域中的天線快速對(duì)準(zhǔn)設(shè)備。它由低頻單元、射頻單元、定向天線、全向天線、云臺(tái)、電源等部件組成，采用本端定向天線跟蹤對(duì)端全向天線所發(fā)射的信號(hào)的方式實(shí)現(xiàn)快速天線對(duì)準(zhǔn)的目的。但是其是通過低頻單元產(chǎn)生低速調(diào)制信號(hào)，并通過射頻單元進(jìn)行上變頻和功率放大后通過全向天線發(fā)射至信道中，定向天線接收來自全向天線發(fā)射的低速調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過處理后送入低頻單元進(jìn)行信號(hào)電平的檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果送入伺服控制器，進(jìn)而控制云臺(tái)的方位和俯仰調(diào)整，也就是說，裝置本身的改進(jìn)在對(duì)低頻單元和射頻單元部分，是根據(jù)設(shè)備的接收信號(hào)電平來完成對(duì)準(zhǔn)，其主要是針對(duì)一端全向天線一端是定向天線這類通信設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)裝置，因?yàn)榇祟愒O(shè)備的信號(hào)通過天線全方向發(fā)送，在對(duì)準(zhǔn)上比較容易。但其不適合用于毫米波通信這類設(shè)備，因?yàn)楹撩撞ㄍㄐ旁O(shè)備具有很強(qiáng)的方向性，其發(fā)射信號(hào)波瓣只有幾度，如三毫米波接力機(jī)發(fā)射角度只有1.8度左右，八毫米波也只有3度范圍左右，固對(duì)準(zhǔn)難度非常大，如用此類對(duì)準(zhǔn)裝置仍需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)過程也較復(fù)雜，所需儀器也多，也不適合在快速機(jī)動(dòng)靈活下使用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了要解決的技術(shù)問題是提供一種智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，它能快速而準(zhǔn)確的自動(dòng)進(jìn)行天線對(duì)準(zhǔn)，特別針對(duì)對(duì)準(zhǔn)難度大，要求高的毫米波通信設(shè)備設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化人工操作過程。
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括-
A、 基帶單元，為微波、毫米波通信設(shè)備的接口、控制部分，通過中頻電纜與射頻單元連接；基帶單元為云臺(tái)顯示控制單元提供微波、毫米波通信設(shè)備的接收AGC信號(hào)電平，智能云臺(tái)根據(jù)AGC信號(hào)的大小調(diào)整智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)姿態(tài)；
B、 射頻單元，為微波，亳米波通信設(shè)備的室外單元，包括天線、雙工器、微波，毫米波上下變頻器；射頻單元通過中頻電纜與基帶單元連接，傳送中頻信號(hào)，完成通信連路的搭建；射頻單元同時(shí)通過機(jī)械連接與智能云臺(tái)相連，通過運(yùn)轉(zhuǎn)改變射頻單元的方向，維持通信連路的連通；
C、 智能云臺(tái)，包括如下部分
① 、云臺(tái)顯示控制單元，接收來自基帶單元的信號(hào)電平，在顯示屏顯示信號(hào)電平的大小，并通過鍵盤操作發(fā)出智能云臺(tái)工作指令；
② 、云臺(tái)控制電路單元，通過CAN模塊與云臺(tái)顯示控制單元建立通信聯(lián)系，處理物理坐標(biāo)信息、工作指令以及工作狀態(tài)信息；云臺(tái)控制電路單元為步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元提供時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反方向信號(hào)、選擇電機(jī)信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào),控制步進(jìn)電機(jī)工作；
③ 、步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元接收來自云臺(tái)控制電路單元的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作；
、傳感器定位單元，包括GPS系統(tǒng)和磁羅盤；傳感器定位單元實(shí)時(shí)傳送云臺(tái)物理坐標(biāo)信息、當(dāng)前的物理坐標(biāo)信息與對(duì)端的物理坐標(biāo)信息的夾角、當(dāng)?shù)氐奈锢泶牌墙o云臺(tái)控制電路單元。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是
所述的云臺(tái)顯示控制單元包括A/D線性轉(zhuǎn)換電路、CAN通信模塊、串口通信電路、微處理器、顯示器、輸入設(shè)備、復(fù)位電路、ROM模塊；A/D線性轉(zhuǎn)換電路輸入端接收來自微波、毫米波通信設(shè)備的信號(hào)電平，經(jīng)線性變換后傳輸給微處理器處理，在顯示屏上顯示AGC信號(hào)電平，同時(shí)通過CAN通道將AGC信號(hào)電平傳送到云臺(tái)控制電路單元；CAN通道同樣完成云臺(tái)顯示控制單元與云臺(tái)控制單元的通信連接，傳送物理坐標(biāo)信息和工作指令；串口通信電路完成對(duì)顯示所需的字庫(kù)的燒寫，并保存到ROM模塊中；復(fù)位電路完成對(duì)智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的復(fù)位。
所述的云臺(tái)控制電路單元包括微處理器、CAN通信模塊、復(fù)位電路、串口電路、控制智能云臺(tái)方位和俯仰運(yùn)動(dòng)最大范圍的限位電路；云臺(tái)控制電路單元的微處理器輸出智能云臺(tái)完成方位、俯仰、停止功能所需的信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反方向選擇信號(hào)；串口電路與傳感器定位單元中的GPS系統(tǒng)和磁羅盤串口分別連接，完成云臺(tái)控制電路單元與傳感器定位單元的串口通信,傳輸GPS定位坐標(biāo)信息和磁羅盤根據(jù)坐標(biāo)信息換算出的相對(duì)夾角信息；云臺(tái)控制電路單元中的微處理器監(jiān)測(cè)智能云臺(tái)的限位開關(guān)的幵合任務(wù)，保證云臺(tái)最大運(yùn)轉(zhuǎn)角度不大于360度；云臺(tái)控制電路單元還為步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路提供步進(jìn)電機(jī)所需的時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反信號(hào)、選擇電機(jī)信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào)。
所述的步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元包括L297芯片和L298芯片及四相步進(jìn)電機(jī)；其中L297芯片接收來自云臺(tái)控制電路單元微處理器的時(shí)鐘信號(hào)，電機(jī)正反方向信號(hào)，電機(jī)使能信號(hào)；云臺(tái)控制電路單元中的微處理器發(fā)送的電機(jī)選擇信號(hào)通過繼電器與L298連接，通過以上各信號(hào)決定不同電機(jī)繞組完成云臺(tái)的方位或俯仰運(yùn)動(dòng)、停止功能；L298芯片完成功率放大，保證帶動(dòng)系統(tǒng)負(fù)載運(yùn)行。
本發(fā)明還可以是 、
所述的云臺(tái)顯示控制單元的ROM模塊采用FLASH芯片SST39VF160,云臺(tái)顯示控制單元中的微處理器采用第一微處理器芯片LPC2294，云臺(tái)控制電路單元中的微處理器采用第二微處理器芯片LPC2294，云臺(tái)顯示控制單元的CAN通信模塊采用第一 CAN收發(fā)器CTM8251，云臺(tái)控制電路單元的CAN通信模塊采用第二 CAN收發(fā)器CTM8251。
所述的云臺(tái)顯示控制單元A/D線形轉(zhuǎn)換電路由兩只MAX480和一只HCNR200組成，對(duì)來自微波、毫米波通信設(shè)備的信號(hào)電平進(jìn)行線形轉(zhuǎn)換，再由輸出端傳輸給微處理器處理，并在顯示屏上顯示AGC信號(hào)電平，同時(shí)通過CAN通訊模塊傳送到云臺(tái)控制電路單元；第一微處理器芯片LPC2294的21、 22腳分別與第一CAN收發(fā)器CTM8251的3、 4腳連接，第一 CAN收發(fā)器CTM8251的6、 7腳分別與第二 CAN收發(fā)器CTM8251的6、 7腳連接，第二 CAN收發(fā)器CTM8251的3、 4腳分別連接到第二微處理器芯片LPC2294的21、 22腳，至此完成了云臺(tái)顯示控制單元與云臺(tái)控制電路單元的CAN收發(fā)連路的建立；所述的串口通信電路MAX3232完成對(duì)顯示所需的字庫(kù)的燒寫，并保存到FLASH芯片SST39VF160中，F(xiàn)LASH芯片SST39VF160的29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 38、 39、 40、 41、42、 43、 44管腳分別與第一微處理器芯片LPC2294的98、 105、 106、 108、 109、114、 115、 116、 117、 118、 120、 124、 125、 127、 129、 130管腳連接，即完成FLASH芯片SST39VF160的數(shù)據(jù)口與第一微處理芯片PC2294的I/O 口連接，完成數(shù)據(jù)傳輸；FLASH芯片SST39VF160 1、 2, 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 16、 17、 18、19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 48管腳分別與第一微處理器芯片LPC2294的45、46、 47、 48、 53、 55、 56、 62、 63、 64、 65、 66、 71、 72、 73、 74、 80、 81、87、 88管腳連接，即完成FLASH芯片SST39VF160的地址口與第一微處理器芯片LPC2294的I/O 口連接，從而完成地址傳輸；復(fù)位電路采用MAX708和74HC125完成對(duì)智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)復(fù)位功能。
所述的云臺(tái)控制電路單元中的串口電路為雙路串口通信模塊MAX3223，雙路串口通信模塊MAX3223的8、 9、 16、 17腳與傳感器定位單元中的GPS系統(tǒng)和磁羅盤系統(tǒng)的串口分別相連，雙路串口通信模塊MAX3223的10、 12、 13、 15腳與云臺(tái)控制電路單元的微處理器LPC2294的42、 49、 75、 76腳相連，完成云臺(tái)控制電路單元與傳感器定位單元的串口通信；云臺(tái)控制電路單元中的第二微處理器芯片LPC2294的78、 83、 84、 85腳監(jiān)測(cè)云臺(tái)的限位開關(guān)的開合，保證云臺(tái)最大運(yùn)轉(zhuǎn)角度不大于360度；云臺(tái)控制電路單元中的第二微處理器芯片LPC2294的4、 99、 100、 123腳與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連，為其提供步進(jìn)電機(jī)所需的時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反方向信號(hào)、選擇電機(jī)信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是由于增加了傳感器定位單元，智能云臺(tái)可以利用地球的物理坐標(biāo)信息選擇最短路徑運(yùn)行至指定對(duì)準(zhǔn)方向，而且在安裝架設(shè)中，不需要考慮架設(shè)方向。完成物理坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)后再根據(jù)通信設(shè)備的AGC信號(hào)在士3度的小范圍內(nèi)進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)與跟蹤。此系統(tǒng)幫助通信設(shè)備(特別針對(duì)于方向性強(qiáng)，通信波瓣小，對(duì)準(zhǔn)精度要求高的微波，亳米波通信設(shè)備等)快速高效建立起通信連路，大大降低了對(duì)準(zhǔn)難度和縮短的對(duì)準(zhǔn)時(shí)間。同時(shí)本發(fā)明具有體積小，重量輕，架設(shè)簡(jiǎn)便快捷，很好的解決了由于微波，毫米波波瓣窄，方向性強(qiáng)，通信建立困難所帶來的問題。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體電路原理結(jié)構(gòu)框圖2為本發(fā)明實(shí)施例的云臺(tái)顯示控制單元的電路原理結(jié)構(gòu)框圖3為本發(fā)明實(shí)施例的智能云臺(tái)原理結(jié)構(gòu)框圖4為本發(fā)明云臺(tái)顯示控制單元的實(shí)施例的具體電路圖5為本發(fā)明云臺(tái)控制電路單元的實(shí)施例的具體電路圖一；
圖6為本發(fā)明云臺(tái)控制電路單元的實(shí)施例的具體電路圖二；
圖7為本發(fā)明步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例的具體電路圖8為本發(fā)明的控制程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步闡述。
如圖1所示，為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例整體原理框圖，在該圖中包括有 基帶單元，指各微波，毫米波通信設(shè)備的接口，控制部分，通過中頻電纜與 射頻單元連接；在智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中，基帶單元為云臺(tái)顯示控制單元提供微 波、毫米波通信設(shè)備的接收AGC信號(hào)電平，智能云臺(tái)根據(jù)AGC信號(hào)的大小調(diào)整 云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)姿態(tài)；
射頻單元，此單元為微波，毫米波通信設(shè)備的室外單元，包括天線、雙工 器、微波，毫米波上下變頻器，射頻單元通過中頻電纜與基帶單元連接，傳送 中頻信號(hào)，完成通信連路的搭建;射頻單元同時(shí)通過機(jī)械連接與智能云臺(tái)相連， 通過運(yùn)轉(zhuǎn)改變射頻單元的方向，保障通信連路的暢通；
智能云臺(tái)，而智能云臺(tái)包括
云臺(tái)顯示控制單元，用于接收來自基帶單元的信號(hào)電平，并在顯示屏顯示 信號(hào)電平的大小；并通過鍵盤操作發(fā)出云臺(tái)工作指令；云臺(tái)控制電路單元，通過CAN模塊與云臺(tái)顯示控制單元建立通信聯(lián)系，處 理物理坐標(biāo)信息和各工作指令，以及工作狀態(tài)信息等；云臺(tái)控制電路單元為步 進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元提供時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反方向信號(hào)、選擇電機(jī) 信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào)，控制云臺(tái)電機(jī)工作；
步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，該單元接收來自云臺(tái)控制電路單元的 信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作；
傳感器定位單元，該傳感器定位單元包括GPS系統(tǒng)和磁羅盤，該傳感器定 位單元實(shí)時(shí)傳送云臺(tái)物理坐標(biāo)信息以及當(dāng)前的物理坐標(biāo)信息與對(duì)端物理坐標(biāo)信
息的夾角及當(dāng)?shù)氐奈锢泶牌墙o云臺(tái)控制電路單元。
如圖2、圖4所示，云臺(tái)顯示控制單元包括A/D線性轉(zhuǎn)換電路、第一 CAN收 發(fā)器CTM8251、串口通信電路MAX3223、第一微處理器芯片LPC2294、顯示器、 輸入設(shè)備(例如鍵盤)、復(fù)位電路和FLASH芯片SST39VF160; A/D線性轉(zhuǎn)換電路 由兩只MAX480和一只HCNR200組成，對(duì)接收來自微波、毫米波通信第設(shè)備輸入 設(shè)備的信號(hào)電平進(jìn)行線性變換，再由輸出端傳輸給微處理器LPC2294的23管腳， 由第一微處理器芯片LPC2294處理，并在顯示屏上顯示AGC信號(hào)電平，同時(shí)通 過CAN通道傳送到云臺(tái)控制電路單元；第一微處理器LPC2294的21、 22腳與CAN 模塊CTM8251的3、 4腳連接，第一 CAN收發(fā)器CTM8251的6、 7腳與云臺(tái)控制 電路單元的第二CAN收發(fā)器CTM8251的6、 7腳連接，云臺(tái)控制電路單元的第二 CAN收發(fā)器CTM8251的3、 4腳分別連接到云臺(tái)控制電路的第二微處理器芯片 LPC2294的21、 22腳，至此完成了云臺(tái)顯示控制單元與云臺(tái)控制電路單元的CAN 收發(fā)連路的建立；串口通信電路MAX3232完成對(duì)顯示所需的字庫(kù)的燒寫，并保 存到FLASH芯片SST39VF160中，F(xiàn)LASH芯片SST39VF160的29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44管腳分別與第一微處理器芯片LPC2294的98、 105、 106、 108、 109、 114、 115、 116、 117、 118、 120、 124、 125、 127、 129、 130管腳連接，即完成FLASH芯片SST39VF160的數(shù)據(jù)口與第一 微處理芯片PC2294的I/O 口連接,完成數(shù)據(jù)傳輸；FLASH芯片SST39VF160的1、 2， 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 48管 腳分別與第一微處理器芯片LPC2294的45、 46、 47、 48、 53、 55、 56、 62、 63、 64、 65、 66、 71、 72、 73、 74、 80、 81、 87、 88管腳連接，即完成FLASH芯片 SST39VF160的地址口與微處理器芯片LPC2294的I/O 口連接，從而完成地址傳 輸；復(fù)位電路采用MAX708和74HC125完成對(duì)智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)復(fù)位的功能。
如圖3，圖5,圖6所示，云臺(tái)控制電路單元包括第二微處理器LPC2294、第 二 CAN收發(fā)器CTM8251、復(fù)位電路MAX708,復(fù)位電路74HC125、串口電路MAX3223、 控制云臺(tái)方位和俯仰運(yùn)動(dòng)最大范圍的限位電路等，云臺(tái)控制電路單元的第二微 處理芯片LPC2294輸出智能云臺(tái)完成方位，俯仰，停止等功能所需的信號(hào)，以 及時(shí)鐘信號(hào)，電機(jī)正反方向選擇信號(hào)等。CAN通信模塊和復(fù)位電路與云臺(tái)顯示控 制單元中完成的功能一樣；串口電路MAX3223是一種雙路串口通信模塊，它的8、 9、 16、 17腳與傳感器定位單元中的GPS系統(tǒng)和磁羅盤系統(tǒng)的串口分別相連，傳 輸GPS定位坐標(biāo)信息和磁羅盤根據(jù)坐標(biāo)信息換算出的相對(duì)夾角信息，串口電路 MAX3223的10、 12、 13、 15腳與云臺(tái)控制電路單元中的微處理器LPC2294的42、 49、 75、 76腳相連，完成云臺(tái)控制電路單元與傳感器定位單元的串口通信；云 臺(tái)控制電路單元中的微處理器LPC2294的78、 83、 84、 85腳監(jiān)測(cè)云臺(tái)的限位開 關(guān)的開合，保證云臺(tái)最大運(yùn)轉(zhuǎn)角度不大于360度，避免云臺(tái)連續(xù)在一個(gè)方向運(yùn) 轉(zhuǎn)而大于360范圍時(shí)，造成云臺(tái)內(nèi)部連線絞合斷裂損壞的危險(xiǎn)；云臺(tái)控制電路 單元中的第二微處理器芯片LPC2294的4、 99、 100、 123腳為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路提供步進(jìn)電機(jī)所需的時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反方向信號(hào)、選擇電機(jī)信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。
如圖3、圖7所示，步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括L297芯片和L298芯 片及57BYG059四相步進(jìn)電機(jī)；其中L297芯片的10、 17、 18腳接收來自云臺(tái)控 制電路單元微處理器LPC2294的時(shí)鐘信號(hào)，電機(jī)正反方向信號(hào)，電機(jī)使能信號(hào)。 云臺(tái)控制電路單元中的第二微處理器芯片LPC2294發(fā)送的電機(jī)選擇信號(hào)通過繼 電器與L298的2、 3、 13、 14腳連接，選擇是方位電機(jī)還是俯仰電機(jī)工作。通 過以上各信號(hào)選擇不同電機(jī)繞組完成云臺(tái)的方位或俯仰運(yùn)動(dòng)、停止功能，L298 芯片完成功率放大，保證帶動(dòng)系統(tǒng)負(fù)載運(yùn)行。
如圖8所示，系統(tǒng)初始化后,分別讀取GPS和磁羅盤數(shù)據(jù)，確定通信設(shè)備雙 方的站點(diǎn)位置坐標(biāo)信息，通過計(jì)算雙方位置坐標(biāo)信息夾角，選擇最短路徑運(yùn)行。 整個(gè)對(duì)準(zhǔn)過程包括方位粗調(diào)，方位精調(diào)，俯仰對(duì)準(zhǔn)，手動(dòng)調(diào)整。方位粗調(diào)是指 根據(jù)經(jīng)緯度運(yùn)行到指定方向，方位精調(diào)和俯仰對(duì)準(zhǔn)是根據(jù)AGC信號(hào)進(jìn)行精確調(diào) 整，保證通信設(shè)備信道處在最佳狀態(tài)，手動(dòng)調(diào)整作為一種輔助調(diào)整手段而存在。
智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)利用地球的物理坐標(biāo)快速完成全方位對(duì)準(zhǔn)指向，在安裝 架設(shè)中，不需要考慮架設(shè)方向。再完成物理坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)后再根據(jù)通信設(shè)備的AGC 信號(hào)在土3度的小范圍內(nèi)進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)與跟蹤。此系統(tǒng)幫助通信設(shè)備，特別針對(duì) 于方向性強(qiáng)，通信波瓣小，對(duì)準(zhǔn)精度要求高的微波，毫米波等通信設(shè)備快速高效 建立起通信連路，降低了對(duì)準(zhǔn)時(shí)間和對(duì)準(zhǔn)難度。
雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在 所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。
1權(quán)利要求
1、一種智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括A、基帶單元，為微波、毫米波通信設(shè)備的接口、控制部分，通過中頻電纜與射頻單元連接；基帶單元為云臺(tái)顯示控制單元提供微波、毫米波通信設(shè)備的接收AGC信號(hào)電平，智能云臺(tái)根據(jù)AGC信號(hào)的大小調(diào)整智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)姿態(tài)；B、射頻單元，為微波，毫米波通信設(shè)備的室外單元，包括天線、雙工器、微波，毫米波上下變頻器；射頻單元通過中頻電纜與基帶單元連接，傳送中頻信號(hào)，完成通信連路的搭建；射頻單元同時(shí)通過機(jī)械連接與智能云臺(tái)相連，通過運(yùn)轉(zhuǎn)改變射頻單元的方向，維持通信連路的連通；C、智能云臺(tái)，包括如下部分①、云臺(tái)顯示控制單元，接收來自基帶單元的信號(hào)電平，在顯示屏顯示信號(hào)電平的大小，并通過鍵盤操作發(fā)出智能云臺(tái)工作指令；②、云臺(tái)控制電路單元，通過CAN模塊與云臺(tái)顯示控制單元建立通信聯(lián)系，處理物理坐標(biāo)信息、工作指令以及工作狀態(tài)信息；云臺(tái)控制電路單元為步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元提供時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反方向信號(hào)、選擇電機(jī)信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)工作；③、步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元接收來自云臺(tái)控制電路單元的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作；其特征在于智能云臺(tái)還包括④、傳感器定位單元，包括GPS系統(tǒng)和磁羅盤；傳感器定位單元實(shí)時(shí)傳送云臺(tái)物理坐標(biāo)信息、當(dāng)前的物理坐標(biāo)信息與對(duì)端的物理坐標(biāo)信息的夾角、當(dāng)?shù)氐奈锢泶牌墙o云臺(tái)控制電路單元。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述的云臺(tái)顯示控制單元包括A/D線性轉(zhuǎn)換電路、CAN通信模塊、串口通信電路、微處理器、 顯示器、輸入設(shè)備、復(fù)位電路、ROM模塊；A/D線性轉(zhuǎn)換電路輸入端接收來 自微波、毫米波通信設(shè)備的信號(hào)電平，經(jīng)線性變換后傳輸給微處理器處理,在顯 示屏上顯示AGC信號(hào)電平，同時(shí)通過CAN通道將AGC信號(hào)電平傳送到云臺(tái) 控制電路單元；CAN通道同樣完成云臺(tái)顯示控制單元與云臺(tái)控制單元的通信 連接,傳送物理坐標(biāo)信息和工作指令；串口通信電路完成對(duì)顯示所需的字庫(kù)的燒 寫，并保存到ROM模塊中；復(fù)位電路完成對(duì)智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的復(fù)位。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述的云臺(tái)控制 電路單元包括微處理器、CAN通信模塊、復(fù)位電路、串口電路、控制智能云臺(tái) 方位和俯仰運(yùn)動(dòng)最大范圍的限位電路；云臺(tái)控制電路單元的微處理器輸出智能 云臺(tái)完成方位、俯仰、停止功能所需的信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、電機(jī)正反方向選擇信 號(hào)；串口電路與傳感器定位單元中的GPS系統(tǒng)和磁羅盤串口分別連接，完成云 臺(tái)控制電路單元與傳感器定位單元的串口通信,傳輸GPS定位坐標(biāo)信息和磁羅 盤根據(jù)坐標(biāo)信息換算出的相對(duì)夾角信息；云臺(tái)控制電路單元中的微處理器監(jiān)測(cè) 智能云臺(tái)的限位開關(guān)的開合任務(wù)，保證云臺(tái)最大運(yùn)轉(zhuǎn)角度不大于360度；云臺(tái) 控制電路單元還為步進(jìn)電機(jī)及步迸電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路提供步進(jìn)電機(jī)所需的時(shí)鐘信 號(hào)、電機(jī)正反信號(hào)、選擇電機(jī)信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述的步進(jìn)電機(jī) 及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元包括L297芯片和L298芯片及四相步進(jìn)電機(jī)；其中 L297芯片接收來自云臺(tái)控制電路單元微處理器的時(shí)鐘信號(hào)，電機(jī)正反方向信 號(hào)，電機(jī)使能信號(hào)；云臺(tái)控制電路單元中的微處理器發(fā)送的電機(jī)選擇信號(hào)通過 繼電器與L298連接，通過以上各信號(hào)決定不同電機(jī)繞組完成云臺(tái)的方位或俯 仰運(yùn)動(dòng)、停止功能；L298芯片完成功率放大，保證帶動(dòng)系統(tǒng)負(fù)載運(yùn)行。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述的云臺(tái)顯示控制單元的ROM模塊采用FLASH芯片SST39VF160，云臺(tái)顯示控制單元中的微處 理器采用第一微處理器芯片LPC2294，云臺(tái)控制電路單元中的微處理器采用第 二微處理器芯片LPC2294，云臺(tái)顯示控制單元的CAN通信模塊采用第一 CAN收 發(fā)器CTM8251 ，云臺(tái)控制電路單元的CAN通信模塊采用第二 CAN收發(fā)器CTM8251 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述的云臺(tái)顯示 控制單元A/D線形轉(zhuǎn)換電路由兩只MAX480和一只HCNR200組成，對(duì)來自微波、 毫米波通信設(shè)備的信號(hào)電平進(jìn)行線形轉(zhuǎn)換，再由輸出端傳輸給微處理器處理， 并在顯示屏上顯示AGC信號(hào)電平，同時(shí)通過CAN通訊模塊傳送到云臺(tái)控制電路 單元；第一微處理器芯片LPC2294的21、 22腳分別與第一 CAN收發(fā)器CTM8251 的3、 4腳連接，第一 CAN收發(fā)器CTM8251的6、 7腳分別與第二 CAN收發(fā)器 CTM8251的6、 7腳連接，第二 CAN收發(fā)器CTM8251的3、 4腳分別連接到第二 微處理器芯片LPC2294的21、 22腳，至此完成了云臺(tái)顯示控制單元與云臺(tái)控 制電路單元的CAN收發(fā)連路的建立；所述的串口通信電路MAX3232完成對(duì)顯示 所需的字庫(kù)的燒寫，并保存到FLASH芯片SST39VF160中，F(xiàn)LASH芯片SST39VF 160 的29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36、 38、 39、 40、 41、 42、 43、 44管腳分 別與第一微處理器芯片LPC2294的98、 105、 106、 108、 109、 114、 115、 116、 117、 118、 120、 124、 125、 127、 129、 130管腳連接，即完成FLASH芯片SST39VF160 的數(shù)據(jù)口與第一微處理芯片PC2294的I/O 口連接，完成數(shù)據(jù)傳輸；FLASH芯片 SST39VF160 1、 2， 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 48管腳分別與第一微處理器芯片LPC2294的45、 46、 47、 48、 53、 55、 56、 62、 63、 64、 65、 66、 71、 72、 73、 74、 80、 81、 87、 88管腳連接， 即完成FLASH芯片SST39VF160的地址口與第一微處理器芯片LPC2294的I/O口連接，從而完成地址傳輸；復(fù)位電路采用MAX708和74HC125完成對(duì)智能云 臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)復(fù)位功能。
7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于所述的云臺(tái)控制 電路單元中的串口電路為雙路串口通信模塊MAX3223，雙路串口通信模塊 MAX3223的8、 9、 16、 17腳與傳感器定位單元中的GPS系統(tǒng)和磁羅盤系統(tǒng)的串 口分別相連，雙路串口通信模塊MAX3223的10、 12、 13、 15腳與云臺(tái)控制電 路單元的微處理器LPC2294的42、 49、 75、 76腳相連，完成云臺(tái)控制電路單 元與傳感器定位單元的串口通信；云臺(tái)控制電路單元中的第二微處理器芯片 LPC2294的78、 83、 84、 85腳監(jiān)測(cè)云臺(tái)的限位開關(guān)的開合，保證云臺(tái)最大運(yùn)轉(zhuǎn) 角度不大于360度；云臺(tái)控制電路單元中的第二微處理器芯片LPC2294的4、 99、 100、 123腳與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連，為其提供步進(jìn)電機(jī)所需的時(shí)鐘信號(hào)、 電機(jī)正反方向信號(hào)、選擇電機(jī)信號(hào)、電機(jī)使能信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能云臺(tái)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括基帶單元，射頻單元，智能云臺(tái)，而智能云臺(tái)包括云臺(tái)顯示控制單元，云臺(tái)控制電路單元，步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，傳感器定位單元，該傳感器定位單元包括GPS系統(tǒng)和磁羅盤，該傳感器定位單元實(shí)時(shí)傳送云臺(tái)物理坐標(biāo)信息以及當(dāng)前的物理坐標(biāo)信息與對(duì)端物理坐標(biāo)信息的夾角及當(dāng)?shù)氐奈锢泶牌墙o云臺(tái)控制電路單元。本發(fā)明的有益效果是由于增加了傳感器定位單元，智能云臺(tái)可以利用地球的物理坐標(biāo)信息選擇最短路徑運(yùn)行至指定對(duì)準(zhǔn)方向，大大降低了對(duì)準(zhǔn)難度和縮短了對(duì)準(zhǔn)時(shí)間。同時(shí)本發(fā)明體積小，重量輕，架設(shè)簡(jiǎn)便快捷，解決了由于微波，毫米波波瓣窄，方向性強(qiáng)，通信建立困難所帶來的問題。
文檔編號(hào)G05D3/00GK101650570SQ20091016439
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者任文驊, 王興斌 申請(qǐng)人:藍(lán)星成都六九一四電子設(shè)備廠