基于X86系统的便携式数据采集系统设计

为了提高在野外环境下使用的数据采集系统的便携性和可靠性,文中提出了基于X86系统的设计方案,并结合系统功能特点确定了总体设计框架,简要介绍了数据采集模块、激励源模块、GPS模块、触发模块、结构设计、软件设计等多个模块的设计思路。设计人员开发研制了相关产品,并通过了多发战斗部冲击波超压、破片速度等参数的测试验证,该数据采集系统和过去同类型产品相比,使用更加便携,抗振性、防尘性、可靠性等指标更高,满足在战斗部爆炸类试验野外长时间条件下使用的特殊需求。     

展开式定向战斗部展开过程实验研究北大核心CSCD

展开式定向战斗部具有较高的破片利用率,对该类型战斗部的研究有助于提高空空导弹的终端毁伤威力。基于展开式定向战斗部的工作原理和结构,设计加工了原理样机,并将其用于实验。利用高速摄影技术对该战斗部的展开过程进行记录。结果表明,所设计的展开式定向战斗部的原理样机展开过程符合理论预期,增加驱动药的装药量可以有效缩短战斗部的展开时间。另外,外部装药槽中的驱动药多于内部装药槽的加载方式更有利于各主装药的同步展开,还可以有效降低起爆触发系统的设计难度。     

展开式定向战斗部展开过程实验研究

展开式定向战斗部具有较高的破片利用率,对该类型战斗部的研究有助于提高空空导弹的终端毁伤威力。基于展开式定向战斗部的工作原理和结构,设计加工了原理样机,并将其用于实验。利用高速摄影技术对该战斗部的展开过程进行记录。结果表明,所设计的展开式定向战斗部的原理样机展开过程符合理论预期,增加驱动药的装药量可以有效缩短战斗部的展开时间。另外,外部装药槽中的驱动药多于内部装药槽的加载方式更有利于各主装药的同步展开,还可以有效降低起爆触发系统的设计难度。     

晶闸管串联开关及同步触发系统研制

为满足脉冲功率源对高电压、大电流开关的需求,利用传统晶闸管均压技术,将多个晶闸管串联,研制出额定电压10kV,额定电流500A的晶闸管串联开关。根据晶闸管的触发原理,设计出同步触发多个晶闸管的触发系统。该触发系统采用绝缘栅双极型晶体管开关对直流电压阻断产生脉宽可调的低压脉冲,经多个隔离脉冲变压器升压,产生多路同步触发信号。对晶闸管触发系统及晶闸管串联开关进行了测试,测试结果表明:晶闸管触发系统可输出20V,1A的多路同步触发信号,触发信号的脉宽30~60μs可调,重复频率100Hz;晶闸管串联开关每路静态均压和动态均压波动小,在高电压条件下能稳定工作。     

基于爆炸火光光谱分析的大当量爆炸场破片速度测试方法研究

为了解决战斗部爆炸过程中,因爆炸物当量较大造成爆燃火球持续时间长,覆盖面积大,近场位置破片速度参数难于获取的问题,提出一种以激光光幕为有效传感区域的光电收发一体的测试方法。通过分析三种不同类型战斗部爆炸火光特征光谱分布可知,在0.3~1.0 μm波段内火光相对光强度较低。以此为依据,采用定距测时原理和原向反射技术,由固体激光器、菲涅尔透镜、窄带滤光器、高速光电传感器等关键光学元件构建破片速度参数获取的光学系统。系统光路收发一体,结构紧凑,窄带滤光片与激光光源配合使用避开火光光谱,有效抑制背景光的干扰。采用该系统进行了不同型号、当量的战斗部静爆破片速度参数测试现场实验,通过美国NI数据采集系统记录数据并对信号进行去噪和识别,成功获取了较高信噪比的波形信号。实验结果表明：本方案可完成爆心10~15 m附近破片速度的准确测试,最小可测破片尺寸为4 mm,获取破片速度可达1 200 m·s-1,与靶板测试结果对比可知捕获率优于95%。由于采用菲涅尔透镜形成矩形光幕,光幕上下的光强分布一致,水平方向光强均匀度达到80%以上,因此系统还可初步区分预制破片速度与尺寸的对应关系。     

基于面元检测方法的反导战斗部毁伤评估系统

基于计算机技术的战斗部毁伤评估系统不仅能评价战斗部的作战效能，指导战斗部的威力评定和战斗部设计，而且从目标角度，可评价目标的易损性及其生存力以及防护水平，具有很广的应用范围和重要的意义。反导战斗部毁伤评估系统是战术弹道导弹（TBM）、战斗部和交会关系的一个三元系统，根据系统的功能和特点，确定系统的功能模块和数据流，最终确定系统的总体框架见图1。     

聚焦式战斗部破片轴向飞散控制技术

为研究聚焦式战斗部在炸药驱动下破片的轴向飞散特性,提高其轴向杀伤威力,以Shapiro公式为理论指导,对聚焦式战斗部壳体母线进行设计,并对战斗部装药结构进行优化改进。利用LS-DYNA有限元程序及ALE算法对战斗部的爆炸过程进行模拟,以破片轴向分布为指标,对装药结构、壳体母线曲率与破片飞散特性的关系进行了分析。结果表明,"工"字形圆台装药和壳体母线曲率能够有效控制战斗部破片的轴向飞散,并得到了圆台的合理高度。此结果对于深入开展战斗部的破片飞散方向控制及应用研究提供了重要参考。     

用于小破片群测量的光幕靶测试技术

设计并组建了一种阵列式光幕靶测试系统,主要用于测试战斗部正常破片的速度以及破片群分布,尤其是小破片群速度及破片群分布。介绍了激光光幕靶的测试原理,利用该光幕靶进行了室外爆炸动态实验测试,并对实验结果进行了分析。结果表明,该光幕靶能够精确测量尺寸为5mm的破片速度及破片群分布。     

基于LabVIEW的USB设备无线测试系统设计

针对传统有线USB设备测试系统存在布线、单目标、通用性差等缺陷,设计一套基于LabVIEW的USB设备无线测试系统;系统以LabVIEW为软件开发平台,进行虚拟仪器前面板设计与后台程序的编写;利用无线数据收发模块及其余硬件设备,搭建上位机与设备间无线数据通讯的桥梁;以宏晶STC12C5A60S2单片机为核心控制器,通过引入USB总线接口芯片CH375扩展了USBHOST功能,从而实现上位机和USB设备间数据的无线采集与传输;本系统主要应用于对USB设备的开发调试和测试过程。     

杆条类杀伤元素终点毁伤威力

动能杆反导战斗部作为新型的反导战斗部，在国外得到了广泛关注，动能杆战斗部的反导威力评估研究中，大长径比杆条杀伤元素的终点毁伤能力分析是关键内容之一。相对于传统破片及长杆穿甲弹的穿甲过程，动能杆反导的终点毁伤杀伤元素质量大（一般为几十至几百克）、长径比大（高达10以上）、散布密度高（每平方米可高达几十枚杀伤元素）、着靶速度高（弹目相对速度高达3-4km/s）、着靶姿态复杂（存在较大的着角及攻角）及存在多层靶毁伤等特点，建立准确的动能杆类杀伤元素的终点毁伤威力评估模型，对于实现战斗部反导威力的高精度评估有着重要的意义。     

基于物联网的设施温室监控系统中无线传感器节点设计

设计具有低成本、低功耗、易扩展的设施温室监控设备,深入研究无线网络构成,优化网络结构、降低组网难度、提高组网效率。采用 MSP430F149为核心的处理器;采用CC2530射频芯片实现无线传输;提供多种协议接口方便传感器的扩展,给出了土壤温湿度、空气温湿度、光照传感器的选型和指标参数;由本设计的无线传感器节点作为WSN中的全功能设备同时充当路由节点,搭建了MESH型的无线传感器网络结构。经测试,通过硬件设计及网络结构搭建,系统具有结构简单、组网快捷、数据传输可靠性高等优点,能较好的满足无线传感器节点在设施温室监控中的应用。     

ONU型网关融合接口的设计和实现

【】网关型ONU作为网关及PON技术的融合,不仅保持了PON原有的管理方式,还支持运营商实现远端管理。PON系统具有高带宽和低成本等优势。在ONU网关上开发融合无线接口,可以在支持传统有线业务的基础上,丰富光纤系统的接口种类。既保持原有优势,又增加系统的无线资源。传统的方法是在有线接入设备上开通无线接入通道,不能实现集中控制和管理。针对现有技术的不足,提出了新的设计方法,采用基于FPGA和嵌入式处理器的方法。进一步给出了详细的实现过程。测试验证表明该设计比原有方案有优势。     

商用车维修服务链关键技术研究

作为构建商用车维修服务链的关键设备,设计了一种基于J1939协议的车载商用车故障诊断系统。该系统扩展了传统车载故障诊断系统,利用无线通讯技术将采集到的J1939车辆故障信息和GPS定位信息实时上传至车辆监控中心。目标是实现商用车车辆动态监控、故障诊断和预警以及车辆维修保养服务的网络协同管理。系统以Cortex-A8为主控制器和嵌入式Linux为平台,包括故障采集与分析模块,利用Qt设计用户界面。经多次测试实验,故障诊断快速准确,无线传输数据实时性强,丢包率低。     

双波段遥测天线设计

随着航空飞行试验数据量的不断增加,原有IRIG106遥测系统已不能完全适应当前和未来的需求。同时随着网络技术的不断发展,遥测系统的网络化成为新的发展趋势。民用4G通信占用S波段遥测资源使得航空遥测寻找新的传输频段。为了充分利用和保护现有资源,并适应遥测的网络化发展,本文提出在现有S波段遥测基础上增加C波段网络数据传输功能,开展双波段遥测天线设计技术研究。在对天线结构进行合理设计的基础上,提出了一体化馈源设计方案。通过S波段振子与C波段振子的集成化设计,实现了C波段无线网数据与S波段串行数据流的共同传输,极大地提高了遥测数据传输速率,缓解了遥测频率资源紧张的现状。通过飞行试验验证,设计的双波段天线能够满足飞行试验大速率数据的传输需求。     

工业IEEE802.15.4a标准无线网络性能测试设计与实现

Based on IEEE 802.15.4, a short-range wireless transmission technology has been widely used in industry. To evaluate the performance of the industrial wireless networks, a wireless network performance test device is developed and the testing platform is set up. By testing for industrial wireless network control system, such the throughput, packet loss rate of the token cycle, control cycle, as performance indicators are obtained. It provides the powerful basis to improve the performance and evaluation industrial wireless network.     

基于W5300的嵌入式网络管理控制系统设计

简单网络管理协议以其易于使用、扩展性强、功能强大等优点在网络管理系统中有广泛应用。针对测控设备的网络管理需求,以单片机为核心,设计了一种基于以太网控制器W5300的嵌入式网络管理控制系统。详细讨论了W5300作为网络接口的软硬件实现方法,以及单片机对简单网络管理协议报文进行处理的软件设计方法。该系统可以实现网络管理站、代理站及测控设备分机的网络通信,数据传输可靠有效。本系统结构简单、实时性强、可靠性高,有效保证了网络管理控制系统的网络管控能力。     

基于互联网+的高校能源管理信息系统设计与开发

为了实现高校能源管理的信息共享,提高对高校能源信息管理的智能水平,提出一种基于互联网+的高校能源管理信息系统开发设计方案。系统采用感知层、网络层和应用层的三层结构,采用RFID、 条形码、蓝牙、红外等数据信息感知技术进行高校能源信息的原始采集,在网络层通过ZigBee 和无线通信技术进行信息融合传输,在控制设备中导入原始数据,在互联网+环境下建立数据处理中心,根据能源管理系统的现实需求进行信息融合和数据存储管理,设计嵌入式控制器对串口、并口、USB端口、以太网口及GPIB接口进行集成控制,在Linux内核下实现高校能源管理信息系统应用程序开发。系统测试结果表明,采用该系统进行高校能源管理,具有较好的信息存储、信息调度和信息检索能力。     

基于CC2530的无线温度传感器网络的设计

传统的有线温度测量由于线路复杂常存在造价昂贵、信噪比低等问题,为解决这些弊端,设计了一种基于 CC2530和 ZigBee 协议的无线温度传感器网络,硬件结构非常简单,更有利于狭小空间下的温度监测。该系统使用DS18B20数字温度传感器对环境进行温度测量;以射频芯片CC2530为核心,使用其标准的增强型8051 CPU对数据进行处理与控制;使用ZigBee协议建立无线通信网络,将测得的环境温度通过LCD显示。最后,通过实验测试证明该系统可以有效地测量不同地点的温度并无线组网,能够实现低功耗、高精度、远距离的无线传输。     

基于GMS90C32单片机的GPS授时显示系统设计与实现

提出了基于GMS90C32 单片机的GPS 显示系统的设计方法。从硬件实现和软件实现这两个方面给出了基于GMS90C32单片机的GPS授时显示系统设计,在系统的硬件设计部分,首先给出了各个功能模块和相关的技术参数,其次针对各个功能模块详细介绍了其功能的实现和电路的连接;在系统软件设计部分,首先给出了系统软件设计主程序, 然后重点分析了GPS模块信息及串口程序以及12864液晶屏驱动程序。最后系统测试表明,系统不仅能够显示GPS模块的授时信息,而且可以向外界发送授时信息。使用无线模块并制定相应通信协议,使得其他设备可以通过无线模块接收本系统中获取的GPS授时信息。这样无需在设备中集成体积庞大的GPS模块,从而减少设备体积和生产成本。     

便携式数据采集控制系统的设计与实现

在狭小空间或是恶劣环境下进行数据采集,传统的数据采集设备占用空间大、传输速率慢,不方便携带。通过分析这些缺点,设计了一种基于WiFi无线网络技术的便携式的无线数据采集控制系统。整个系统包括数据采集单元、数据传输单元和数据控制单元三大部分。该数据采集控制系统能够在WiFi网络覆盖区域内,以手持Android小型终端为控制终端,以无线网络为传输通道,实时控制数据采集卡,并读取采集数据,即时数据可帮助用户更加可靠的分析实际情况,具有实际应用价值。