本發(fā)明屬于數(shù)字系統(tǒng)采集和通信領(lǐng)域的具體應(yīng)用，尤其涉及一種next系列產(chǎn)品lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，未來的干擾機(jī)系統(tǒng)必然更具智能化，來適應(yīng)種類越來越復(fù)雜的環(huán)境，并具備干擾更多目標(biāo)的能力。在智能化的同時(shí)干擾機(jī)也具備了小型化的能力。數(shù)字器件集成度的提高，原來制約干擾機(jī)小型化的射頻振蕩器技術(shù)也有了很大發(fā)展?；诠δ芎蛻?zhàn)略目標(biāo)的需要，無線電被控對象干擾機(jī)必將更具有適用性、安全性，會隨著無線電被控對象的發(fā)展向著更加多?；姆较虬l(fā)展。

為了配合干擾機(jī)的研制、對干擾機(jī)的性能進(jìn)行測試以及進(jìn)行后續(xù)的訓(xùn)練，為了測試、評估被控對象干擾機(jī)的性能，驗(yàn)證干擾效果，并降低試驗(yàn)成本，需要研制lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)，用來在靜態(tài)條件下模擬被控對象動態(tài)測試過程，以重復(fù)定量測試被控對象干擾機(jī)的效能。同時(shí)，無線電被控對象信號模擬器可采集干擾實(shí)驗(yàn)過程中被控對象的檢波與啟動輸出端信號，并上傳至上位機(jī)，以分析被控對象被干擾機(jī)理。

我國的無線電lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)研究起步于七十年代末，建立在現(xiàn)代理論的基礎(chǔ)上，有了幾代的發(fā)展。已研制有相關(guān)型號。當(dāng)前，借助現(xiàn)代的數(shù)字器件，多家研究機(jī)構(gòu)開始從各個(gè)方面研究lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)。南京理工大學(xué)成功研制了四代lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)。北京理工大學(xué)在研究無線被控對象接收機(jī)非線性特性的基礎(chǔ)上，指出無線電被控對象存在信道泄露問題，并提出了利用信道泄漏機(jī)理設(shè)計(jì)干擾信號的干擾方法，且從理論上證明了這種干擾方。

針對現(xiàn)有l(wèi)pc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)存在的如：僅能實(shí)時(shí)顯示被控對象的啟動情況，無法采集被控對象的檢波信號的缺點(diǎn)，新一代的lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)應(yīng)能采集干擾機(jī)對被控對象作用的干擾波形、啟動波形并能將啟動信號傳到上位機(jī)中，以便更加直觀地觀察干擾機(jī)的干擾效果、分析干擾波形；模擬器應(yīng)具有g(shù)ps定位以及精確授時(shí)的功能，方便記錄實(shí)驗(yàn)環(huán)境信息，以及更加準(zhǔn)確地分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中被控對象詳細(xì)失效信息；模擬器應(yīng)具備系統(tǒng)自診斷功能：應(yīng)確保被控對象能正常工作，因此模擬器應(yīng)能產(chǎn)生四種被控對象的真實(shí)中頻回波信號，以便檢查被控對象是否可以正常工作；此外，新一代的lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)還應(yīng)具備各模塊電壓檢測、軟件診斷功能。

本發(fā)明使用keil軟件對數(shù)據(jù)采集模塊、遠(yuǎn)程通信模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，并采用labview軟件編寫了上位機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與近端控制器的以太網(wǎng)/usb通信、與主控大廳的串行通信以及讀取sd卡功能。被發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、準(zhǔn)確度高、接電時(shí)間更短、響應(yīng)迅速、探測范圍廣的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了進(jìn)一步改善lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)的智能化應(yīng)用。本發(fā)明的目的在于提供一種next系列產(chǎn)品lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)，該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、準(zhǔn)確度高、接電時(shí)間更短、響應(yīng)迅速、探測范圍廣的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種next系列產(chǎn)品lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由4個(gè)被控對象、2個(gè)遠(yuǎn)端模擬器、近端控制器、上位機(jī)、主控大廳組成，其中遠(yuǎn)端模擬器1和遠(yuǎn)端模擬器2分別包括：動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，近端控制器包括：lpc1788芯片和usb、以太網(wǎng)通信模塊，上位機(jī)包括：上位機(jī)通信模塊和讀取sd卡模塊；具體的，遠(yuǎn)端模擬器以arm芯片為核心，對被控對象的檢波信號、啟動信號進(jìn)行采集、存儲以然后將被控對象的啟動信息傳輸至近端控制器，近端控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過以太網(wǎng)接口和usb接口傳到上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，上位機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后將本身從近端控制器得到的被控對象的啟動信息數(shù)據(jù)傳至主控大廳，使主控大廳可實(shí)時(shí)觀察被控對象的工作情況，同時(shí)，主控大廳可將控制指令傳輸給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制。

在該lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)中，所述的遠(yuǎn)端模擬器包括：動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊包括：檢波信號采集模塊、啟動信號采集模塊，其中，為了高效地采集信號，一般選用原始信號最高頻率的7~10倍，本發(fā)明中選用10倍采樣頻率檢波信號采集模塊的檢波信號，采樣頻率為10khz，通過ad將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從而可實(shí)現(xiàn)對被控對象檢波信號的采集，此處選用ad9288型ad轉(zhuǎn)換芯片，ad9288是雙通道8位ad轉(zhuǎn)換器。它是一種高速，低功耗，雙通道8位轉(zhuǎn)換精度、最高采樣率為100msps的ad轉(zhuǎn)換器，參考電壓為±512mv，使用時(shí)只需提供3.3v電源和一個(gè)編碼時(shí)鐘；啟動信號采集模塊通過對啟動波形的處理，計(jì)算出被控對象的啟動時(shí)間、啟動次數(shù)，在實(shí)際測試過程中，對被控對象啟動信號進(jìn)行調(diào)理，對信號的下降沿進(jìn)行判斷，完成數(shù)據(jù)的采集；數(shù)據(jù)存儲模塊選用標(biāo)準(zhǔn)sd卡，內(nèi)存為8g，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。

在該lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)中，所述的近端控制器同時(shí)控制兩臺遠(yuǎn)端模擬器，近端控制器選用lpc1788芯片，作為核心控制芯片，在lpc1788芯片中，uart接口最大傳輸速率115200b/s，uart接口傳輸控制指令信息及啟動信號統(tǒng)計(jì)信息，不牽涉?zhèn)鬏敳杉降臋z波信號，rs422接口傳輸距離最大可以達(dá)到1500m，且采用雙絞線傳輸模式，可以有效地抑制信號干擾；采用一分為二的結(jié)構(gòu)，使一臺近端控制器與兩臺遠(yuǎn)端模擬器通信，一臺控制器可正常將控制指令傳至兩臺模擬器，但兩臺遠(yuǎn)端模擬器若同時(shí)向近端控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，會發(fā)生沖突可能引起數(shù)據(jù)丟失，為保證系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)可靠，對兩臺模擬器采用時(shí)分復(fù)用的控制方式，避免兩臺模擬器同時(shí)向近端控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，因而rs-422接口芯片應(yīng)當(dāng)具有使能端，只有當(dāng)使能端信號有效時(shí)，才能選中某一芯片，使該芯片所連的地址線有效，對這一芯片的存儲單元進(jìn)行讀寫操作另外，rs422接口采用max3491作為電路芯片，可以實(shí)現(xiàn)最高10mbps的傳輸速率，具有驅(qū)動器使能和發(fā)送器使能引腳，實(shí)現(xiàn)通信過程的可控性，還可在相關(guān)引腳輸入非使能電平時(shí)進(jìn)入關(guān)斷模式，大大節(jié)省功耗，rs-422通信接口通過max3491實(shí)現(xiàn)lpc1788uart至rs-422的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過db9接口與外界相連。

在該lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)中，所述的上位機(jī)與近端控制器采用rj45接口進(jìn)行連接，10/100basetxrj45接口是常用的以太網(wǎng)接口，支持10m和100m自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接速度；usb模塊選用的是ez-usbfx2芯片，該usb芯片功能強(qiáng)大，集成度高，傳輸速率最高可達(dá)480mb/s；本發(fā)明中，近端控制器傳輸數(shù)據(jù)量較大，故采用塊傳輸模式，使用usb的2端點(diǎn)傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)與主控大廳采用軍方標(biāo)準(zhǔn)接口，使用rs232進(jìn)行通信，其傳送距離最大約為15米，比較適合本地設(shè)備之間的通信；首先，客戶端向服務(wù)器申請連接；其次，當(dāng)連接建立完成后，客戶端將數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成后關(guān)閉連接。目的是使數(shù)據(jù)段的發(fā)送和接收同步，近端控制器告訴所連上位機(jī)其一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，并建立虛連接。

在該lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)中，所述的動態(tài)數(shù)據(jù)采集流程如下所示：

步驟1、開始；

步驟2、判斷是否有信號，是則轉(zhuǎn)到步驟3，否則轉(zhuǎn)到步驟2；

步驟3、自檢；

步驟4、load時(shí)間；

步驟5、參數(shù)設(shè)置；

步驟6、判斷工作次數(shù)是否為0，為0則轉(zhuǎn)到步驟5，不為0則轉(zhuǎn)到步驟7；

步驟7、被控對象工作；

步驟8、數(shù)據(jù)采集、存儲；

步驟9、判斷是否啟動，是則轉(zhuǎn)到步驟10，否則轉(zhuǎn)到步驟7；

步驟10、回轉(zhuǎn)。

在該lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)中，所述的sd卡工作整體流程如下所示：

步驟1、開始；

步驟2、sd卡初始化；

步驟3、建立文件夾；

步驟4、建立第i個(gè)文件；

步驟5、打開文件；

步驟6、寫入數(shù)據(jù)；

步驟7、關(guān)閉文件；

步驟8、判斷是否i<n+1，是則轉(zhuǎn)到步驟9，否則轉(zhuǎn)到步驟4；

步驟9、關(guān)閉文件夾，刪除第n+1個(gè)文件；

步驟10、結(jié)束。

在該lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)中，所述上位機(jī)中的讀取sd卡模塊其讀取sd卡的流程如下所示：

步驟1、打開文件；

步驟2、獲取文件大?。?/p>

步驟3、讀取文件；

步驟4、數(shù)據(jù)處理；

步驟5、顯示波形；

步驟6、關(guān)閉文件。

本發(fā)明的有益效果是：

一種next系列產(chǎn)品lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)4個(gè)被控對象、2個(gè)遠(yuǎn)端模擬器、近端控制器、上位機(jī)、主控大廳組成，其中遠(yuǎn)端模擬器1和遠(yuǎn)端模擬器2分別包括：動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，近端控制器包括：lpc1788芯片和usb、以太網(wǎng)通信模塊，上位機(jī)包括：上位機(jī)通信模塊和讀取sd卡模塊；本發(fā)明基于無線電被控對象數(shù)據(jù)采集和通信的基本技術(shù)，使用keil軟件對數(shù)據(jù)采集模塊、遠(yuǎn)程通信模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，并采用labview軟件編寫了上位機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)了近端控制器與遠(yuǎn)端模擬器的串行通信、上位機(jī)與近端控制器的以太網(wǎng)/usb通信、與主控大廳的串行通信以及讀取sd卡功能。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、準(zhǔn)確度高、接電時(shí)間更短、響應(yīng)迅速、探測范圍廣的特點(diǎn)。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明。

圖1是next系列產(chǎn)品lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)總體框架圖；

圖2是動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊總體框圖；

圖3是上位機(jī)與近端控制器通過以太網(wǎng)通信的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程圖；

圖5是sd卡工作整體流程圖；

圖6是上位機(jī)框圖；

圖7是讀取sd卡流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具體實(shí)施方式為：所述的一種next系列產(chǎn)品lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)，4個(gè)被控對象兩兩分別同2個(gè)遠(yuǎn)端模擬器單相連接，遠(yuǎn)端模擬器通過rs422接口同近端控制器雙向連接，近端控制器通過以太網(wǎng)和usb接口同上位機(jī)雙向連接，上位機(jī)通過rs232接口同主控大廳連接；具體的，遠(yuǎn)端模擬器以arm芯片為核心，對被控對象的檢波信號、啟動信號進(jìn)行采集、存儲以然后將被控對象的啟動信息傳輸至近端控制器，近端控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過以太網(wǎng)接口和usb接口傳到上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，上位機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后將本身從近端控制器得到的被控對象的啟動信息數(shù)據(jù)傳至主控大廳，使主控大廳可實(shí)時(shí)觀察被控對象的工作情況，同時(shí)，主控大廳可將控制指令傳輸給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制。

圖1是next系列產(chǎn)品lpc動態(tài)數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)由4個(gè)被控對象、2個(gè)遠(yuǎn)端模擬器、近端控制器、上位機(jī)、主控大廳組成，其中遠(yuǎn)端模擬器1和遠(yuǎn)端模擬器2分別包括：動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，近端控制器包括：lpc1788芯片和usb、以太網(wǎng)通信模塊，上位機(jī)包括：上位機(jī)通信模塊和讀取sd卡模塊；4個(gè)被控對象兩兩分別同2個(gè)遠(yuǎn)端模擬器單相連接；遠(yuǎn)端模擬器通過rs422接口同近端控制器雙向連接，用于對被控對象的檢波信號、啟動信號進(jìn)行采集、存儲以及將信息傳輸至近端控制器；近端控制器通過以太網(wǎng)和usb接口同上位機(jī)雙向連接，用于控制遠(yuǎn)端模擬器，以及與上位機(jī)的通信；上位機(jī)通過rs232接口同主控大廳連接，負(fù)責(zé)與主控大廳的通信以及sd卡數(shù)據(jù)的讀取。

圖2是動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊總體框圖，所述動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊包括：檢波信號采集模塊、啟動信號采集模塊，其中，為了高效地采集信號，一般選用原始信號最高頻率的7~10倍，本發(fā)明中選用10倍采樣頻率檢波信號采集模塊的檢波信號，采樣頻率為10khz，通過ad將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從而可實(shí)現(xiàn)對被控對象檢波信號的采集，此處選用ad9288型ad轉(zhuǎn)換芯片，ad9288是雙通道8位ad轉(zhuǎn)換器。它是一種高速，低功耗，雙通道8位轉(zhuǎn)換精度、最高采樣率為100msps的ad轉(zhuǎn)換器，參考電壓為±512mv，使用時(shí)只需提供3.3v電源和一個(gè)編碼時(shí)鐘；啟動信號采集模塊通過對啟動波形的處理，計(jì)算出被控對象的啟動時(shí)間、啟動次數(shù)，在實(shí)際測試過程中，對被控對象啟動信號進(jìn)行調(diào)理，對信號的下降沿進(jìn)行判斷，完成數(shù)據(jù)的采集。本發(fā)明通過ad轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從而可實(shí)現(xiàn)對被控對象檢波信號的采集，此處選用ad9288型ad轉(zhuǎn)換芯片，ad9288是雙通道8位ad轉(zhuǎn)換器。它是一種高速，低功耗，雙通道8位轉(zhuǎn)換精度、最高采樣率為100msps的ad轉(zhuǎn)換器，參考電壓為±512mv，使用時(shí)只需提供3.3v電源和一個(gè)編碼時(shí)鐘。

圖3是上位機(jī)與近端控制器通過以太網(wǎng)通信的結(jié)構(gòu)框圖，所述的上位機(jī)與近端控制器采用rj45接口進(jìn)行連接，10/100basetxrj45接口是常用的以太網(wǎng)接口，支持10m和100m自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接速度；usb模塊選用的是ez-usbfx2芯片，該usb芯片功能強(qiáng)大，集成度高，傳輸速率最高可達(dá)480mb/s；本發(fā)明中，近端控制器傳輸數(shù)據(jù)量較大，故采用塊傳輸模式，使用usb的2端點(diǎn)傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)與主控大廳采用軍方標(biāo)準(zhǔn)接口，使用rs232進(jìn)行通信，其傳送距離最大約為15米，比較適合本地設(shè)備之間的通信；首先，客戶端向服務(wù)器申請連接；其次，當(dāng)連接建立完成后，客戶端將數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成后關(guān)閉連接。目的是使數(shù)據(jù)段的發(fā)送和接收同步，近端控制器告訴所連上位機(jī)其一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，并建立虛連接。

圖4是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程圖，所述的動態(tài)數(shù)據(jù)采集流程如下所示：

步驟1、開始；

步驟2、判斷是否有信號，是則轉(zhuǎn)到步驟3，否則轉(zhuǎn)到步驟2；

步驟3、自檢；

步驟4、load時(shí)間；

步驟5、參數(shù)設(shè)置；

步驟6、判斷工作次數(shù)是否為0，為0則轉(zhuǎn)到步驟5，不為0則轉(zhuǎn)到步驟7；

步驟7、被控對象工作；

步驟8、數(shù)據(jù)采集、存儲；

步驟9、判斷是否啟動，是則轉(zhuǎn)到步驟10，否則轉(zhuǎn)到步驟7；

步驟10、回轉(zhuǎn)。

圖5是sd卡工作整體流程圖，所述的sd卡工作整體流程如下所示：

步驟1、開始；

步驟2、sd卡初始化；

步驟3、建立文件夾；

步驟4、建立第i個(gè)文件；

步驟5、打開文件；

步驟6、寫入數(shù)據(jù)；

步驟7、關(guān)閉文件；

步驟8、判斷是否i<n+1，是則轉(zhuǎn)到步驟9，否則轉(zhuǎn)到步驟4；

步驟9、關(guān)閉文件夾，刪除第n+1個(gè)文件；

步驟10、結(jié)束。

圖6是上位機(jī)框圖，所述上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、波形顯示及后期處理，近端控制器通過以太網(wǎng)口或者usb口將實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)送至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)多通道被控對象啟動信號的波形顯示以及數(shù)據(jù)分析的功能。同時(shí)，為了更加真實(shí)地模擬實(shí)戰(zhàn)，上位機(jī)還應(yīng)將數(shù)據(jù)傳輸至主控大廳，讓主控大廳實(shí)時(shí)了解被控對象的工作情況。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括上位機(jī)與近端控制器通信、上位機(jī)與主控大廳通信、讀取sd卡；在本發(fā)明中，先配置好服務(wù)器ip，設(shè)置以太網(wǎng)的端口后，使系統(tǒng)運(yùn)行，此時(shí)上位機(jī)打開4004端口進(jìn)行實(shí)時(shí)偵聽，當(dāng)服務(wù)器和客戶端建立連接后，接收到傳輸過來的被控對象的工作情況，上位機(jī)對信號進(jìn)行處理，將被控對象的啟動波形呈現(xiàn)在用戶界面上。

圖7是讀取sd卡流程圖，所述上位機(jī)中的讀取sd卡模塊其讀取sd卡的流程如下所示：

步驟1、打開文件；

步驟2、獲取文件大小；

步驟3、讀取文件；

步驟4、數(shù)據(jù)處理；

步驟5、顯示波形；

步驟6、關(guān)閉文件。

除了上述以外本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也都能理解到，在此說明和圖示的具體實(shí)施例都可以進(jìn)一步變動結(jié)合。雖然本發(fā)明是就其較佳實(shí)施例予以示圖說明的，但是熟悉本技術(shù)的人都可理解到，在所述權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可對本發(fā)明做出多種改動和變動。