CN101319913A - 光纤陀螺仪无线数据采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，该采集方法首先由源数据处理模块把光纤陀螺输出的数据收集起来整理后传给射频发模块，射频发模块把数据加上相应的地址和效验后通过天线发射出去，之后射频收模块接受到射频信号后对效验码进行比对，正确的话就对此帧信号传送给目标数据处理模块，错误就回传一标识信号让射频发模块再次发送原来的数据，最后目标数据处理模块把数据进行整理后传送给计算机，该方法通过非接触式的射频的方法来实现数据的通信，可以不通过转台滑环直接把数据通过射频的方式传输出来，使整个数据采集系统更加灵活，解决了通过转台滑环传输信号经常出现误码的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光纤陀螺仪测试领域，具体讲的是一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，适合在光纤陀螺仪测试中使用。
背景技术
光纤陀螺仪是一种角速率传感器，广泛应用于惯性导航领域，是目前用于确定运动体空间运动姿态的主要传感器，转台是对其进行测量的重要设备。光纤陀螺工作环境非常恶劣、苛刻，为模拟陀螺的工作环境，每一个陀螺样机都必须在苛刻的试验环境下测试，大都需要进行高低温测试，所以实验平台往往是高低温箱和转台安装成一个整体来进行实验。一般的测试方法，由于转台的原因，数据不能直接通过电线传输出来，而需要通过滑环来作为连接转台上的陀螺与数据采集终端的载体，与此同时光纤陀螺仪的供电也通过转台滑环传递。每路供电和信号都占用滑环，使滑环的利用率几乎是100％，在测试中传输线路很难有冗余，其采集线路示意图如图1所示。滑环是由金属弹片和导电环构成，在转台工作时，滑环在不断地摩擦，在高低温测试时这种结构容易出现结霜、凝露等问题，导致误码的产生。由于滑环的连接线与电机强电非常近，也会受到强电的干扰。一般的测试方法，其过程可以看成是一个黑匣子，其中的实时状态都不为人知，只有到结果计算出来后才能看出来。此外一般的测试方法与计算机的接口单一，常需要复杂的设备进行接口转换。
关于转台滑环可靠性的问题，国内许多转台制造商在用各种办法试图解决，在性能上改善了不少，个别型号已经能够满足长时间的可靠性。由于满足光纤陀螺仪测试要求的转台是一种价格昂贵的测试仪器，购置新型的转台会是一比较大的支出，所以很多测试单位就采取经常维护的办法来提高滑环的可靠性，但滑环的维护又是一件困难、麻烦的事。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，该方法通过非接触式的射频的方法来实现数据的通信，可以不通过转台滑环直接把数据通过射频的方式传输出来，使整个数据采集系统更加灵活，解决了通过转台滑环传输信号经常出现误码的问题。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，其特征在于该采集方法采用源数据处理模块、射频发模块、射频收模块和目标数据处理模块完成采集工作，首先由源数据处理模块把光纤陀螺输出的数据收集起来整理后传给射频发模块，射频发模块把数据加上相应的地址和效验后通过天线发射出去，之后射频收模块接受到射频信号后对效验码进行比对，正确的话就对此帧信号传送给目标数据处理模块，错误就回传一标识信号让射频发模块再次发送原来的数据，最后目标数据处理模块把数据进行整理后传送给计算机。
所述源数据处理模块把光纤陀螺输出的数据收集起来整理后传给射频发模块的同时将源数据和信号强度在液晶屏幕上显示。
所述最后目标数据处理模块把数据进行整理后传送给计算机，同时将接收的数据和信号强度在液晶屏幕上显示。
所述射频收、发模块采用以NRF2401为核心芯片。
所述数据处理模块采用FPGA作为核心处理器。
所述射频的频段是使用无需授权的ISM频段来传输信号。
本发明的优点是，系统功耗小、成本低，传输范围远，理论上通信距离可达100m，实际通过鞭状天线的通信距离可达40m左右，完全能够满足测试要求；可靠性和稳定性好，通信双方均有一定的纠错功能，保持了接收和发送数据的一致性，通信误码率低；扩展能力强，经过灵活的组合配对可以让一个射频收模块同时接收多个射频发模块的信号源，通过射频模块的级联可以获得更远的传输距离。在液晶屏幕上显示了射频信号的强度、收发状态以及当前的光纤陀螺仪输出值，方便了使用人员更好地选择天线角度和摆放位置，在出现故障时使测试人员更容易判断故障位置。与计算机的通信接口丰富，有USB，RS232，RS485，含盖了常用的串行接口。适合在光纤光纤陀螺仪测试中使用。
附图说明
图1为现有的光纤陀螺仪数据采集方法示意图；
图2为本发明的光纤陀螺仪无线数据采集方法示意图；
图3为测试源数据图；
图4为现有的光纤陀螺仪数据采集方法的测试数据图；
图5为本发明的光纤陀螺仪无线数据采集方法的测试数据图；
图6为本发明的光纤陀螺仪无线数据采集方法的陀螺测试数据图；
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-6所示，标号1-8分别表示：光纤陀螺仪1、源数据处理模块2、射频发模块3、射频收模块4、目标数据处理模块5、计算机6、转台滑环7、液晶显示器8。
本实施例采用的数据采集方法是：首先由源数据处理模块2把光纤陀螺1输出的数据收集起来整理后传给射频发模块3并将源数据和信号强度在液晶显示器8上显示，射频发模块3把数据加上相应的地址和效验通过天线发射出去，射频收模块4接受到射频信号后对效验码进行比对，正确的话就对此帧信号传送给目标数据处理模块5，错误就回传一标识信号让射频发模块3再次发送原来的数据，最后目标数据处理模块5把数据进行整理后通过USB或RS232或RS485传送给计算机6并将接收的数据和信号强度在液晶显示器8上显示，这样就完成了整个数据采集过程。
本实施例在具体实施时：光纤陀螺仪1上电之后就把当前的角速率值通过数据线传给了源数据处理模块2，源数据处理模块2是为射频发模块3服务的，它不仅把光纤陀螺仪1输出的数据进行整理打包，而且按照射频发模块3中NRF2401的控制时序把发射数据传给射频发模块3，与此同时源数据处理模块2将信号的强度、收发状态以及当前的光纤陀螺仪输出值在液晶显示器8上显示。射频发模块3接收来自射频收模块4发出的校验信号，如果校验信号正确则表示射频收模块4已经成功接收了上一段数据，此时射频发模块3就发送下一段数据，若错误则射频发模块3再次发送上一段数据，等待射频收模块4再次回应校验信号，若多次出现校验信号错误则表示此信号发射频率段较拥挤，容易受到干扰，反之表示信号清晰、干扰源少，出现前者这种情况后射频发模块3就将通信频率进行跳转，直到能够较顺畅地实现数据传输。射频收模块4接收到正确的数据段后把其中的效验信号和一些非光纤陀螺仪1数据的信号去处后传送给目标数据处理模块5，目标数据处理模块5将接收到的数据段排序后通过USB或RS232或RS485传输给计算机6与此同时目标数据处理模块5将信号的强度、收发状态以及当前的光纤陀螺仪输出值在液晶显示器8上显示。
本实施例采集方法性能试验和检测情况如下：
测试使用中国船舶工业第六三五四所单轴带转台TD450，温控箱为KSON公司KTSB-510T-HS，测试使用自制的光纤陀螺仪HT-MFOG-11。
由于光纤陀螺仪的输出值为波动量，为了更清楚地显示本实施例采集方法的性能，测试中人为给定了一段有规律的源数据来代替光纤陀螺仪的输出值如图3所示，横轴为数据的个数，纵轴为数据值，测试温度范围从-40℃到+60℃再到-40℃，转台以100°/S的角速率匀速转动。现有的光纤陀螺仪数据采集方法是将源数据通过滑环传递到目标数据处理模块，在计算机上把数据绘图后可以看到数据中有一些跳点如图4所示，在低温下转台滑环在进行数据传输时会出现不可靠的现象。使用本实施例的光纤陀螺仪无线数据采集方法后在计算机上把数据绘图后可以看到结果与源数据一致如图5所示，通过液晶显示器可以看到两边的数据变化一致，信号较强。在光纤陀螺仪的实际测试中使用无线数据采集方法没有出现误码情况，波形如图6所示。
本实施例涉及的光纤陀螺仪无线数据采集方法主要使用了源数据处理模块、射频发模块、射频收模块、目标数据处理模块，其中射频收发模块使用NRF2401作为主芯片，其只有在数据发射的瞬间才会到达峰值功率，NRF2401使通信双方有一定的纠错功能，经过灵活的组合配对可以让一个射频收模块同时接收多个射频发模块的信号源，通过射频模块的级联可以获得更远的传输距离。数据处理模块使用FPGA最为核心处理器，液晶屏幕采用1602型，与计算机的通信通过USB，RS232，RS485进行，天线是使用全方向的固定天线。射频的频段是使用无需授权的ISM频段来传输信号。在液晶屏幕上显示了射频信号的强度、收发状态以及当前的光纤陀螺仪输出值，方便了使用人员更好地选择天线角度和摆放位置，在出现故障时使测试人员更容易判断故障位置。与计算机的通信接口丰富，有USB，RS232，RS485，含盖了常用的串行接口。适合在光纤光纤陀螺仪测试中使用。
Claims (6)
1.一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，其特征在于该采集方法采用源数据处理模块、射频发模块、射频收模块和目标数据处理模块完成采集工作，首先由源数据处理模块把光纤陀螺输出的数据收集起来整理后传给射频发模块，射频发模块把数据加上相应的地址和效验后通过天线发射出去，之后射频收模块接受到射频信号后对效验码进行比对，正确的话就对此帧信号传送给目标数据处理模块，错误就回传一标识信号让射频发模块再次发送原来的数据，最后目标数据处理模块把数据进行整理后传送给计算机。
2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，其特征在于所述源数据处理模块把光纤陀螺输出的数据收集起来整理后传给射频发模块的同时将源数据和信号强度在液晶屏幕上显示。
3.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，其特征在于所述最后目标数据处理模块把数据进行整理后传送给计算机，同时将接收的数据和信号强度在液晶屏幕上显示。
4.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，其特征在于所述射频收、发模块采用以NRF2401为核心芯片。
5.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，其特征在于所述数据处理模块采用FPGA作为核心处理器。
6.根据权利要求1或4所述的一种光纤陀螺仪无线数据采集方法，其特征在于所述射频的频段是使用无需授权的ISM频段来传输信号。
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Publications (1)
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2008
- 2008-07-23 CN CNA2008100408725A patent/CN101319913A/zh active Pending
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