CN109612334B

CN109612334B - 一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块

Info

Publication number: CN109612334B
Application number: CN201811500536.4A
Authority: CN
Inventors: 马佰振; 金凌锋; 袁凯; 程远璐; 罗铿
Original assignee: Shanghai aerospace computer technology research institute
Current assignee: Shanghai aerospace computer technology research institute
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2038-12-07
Also published as: CN109612334A

Abstract

本发明涉及一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块，它依据不同类型红外干扰弹在电爆时的点火特性，通过采集红外干扰弹电爆时点火端的电压，实时分析点火电压的幅值和持续时间，识别红外干扰弹是否正常电爆，将识别结果用LED指示灯进行实时地对应显示，同时又将识别结果通过RS232串口实时地发送给外部接收设备，20个识别通道的电压幅值和脉宽参数可以通过RS232串口进行单独配置，可针对不同类型的红外干扰弹配置不同的识别参数，进而实现对多种类型红外干扰弹电爆的识别。

Description

一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块

技术领域

本发明涉及电爆识别技术领域，特别涉及一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块。

背景技术

在红外制导导弹的研制和批抽检过程中，会对导弹的抗红外干扰性能进行验证和检验。一般使用装有多组红外干扰弹的无人靶机作为靶试目标，在导弹击中目标之前的某一段时间内，无人靶机控制多组红外干扰弹电爆后连续投放多组干扰弹，释放出多个红外干扰源，对导弹的红外导引头形成干扰，以用来检验导弹的抗红外干扰能力。如果在靶试过程中，有一组或数组红外干扰弹未正常电爆投放，恰巧靶机又被导弹击毁或者由于其它原因致使靶机无法回收，导致无法对干扰弹的实际电爆投放数目进行核查，这将无法对对红外导弹的抗干扰性能进行准确地评估，所以就有必要对红外干扰弹的电爆过程进行实时地监控识别，并将识别结果告知无人靶机，再由靶机通过无线传输实时传输给地面接收设备。

基于上述原因，亟需一种电爆识别模块，能够对红外导弹的抗干扰性能进行准确评估。

发明内容

本发明的目的是依据不同类型红外干扰弹电爆时的点火特性，通过采集红外干扰弹电爆时点火端的电压，实时分析点火电压的幅值和持续时间，识别红外干扰弹是否正常电爆，将识别结果用LED指示灯进行实时地对应显示，同时又将识别结果通过RS232串口实时地发送给外部接收设备，20个识别通道的电压幅值和脉宽参数可以通过RS232串口进行单独配置，可针对不同类型的红外干扰弹配置不同的识别参数，进而实现对多种类型红外干扰弹电爆的识别。

第一方面，提供一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块，包括：电源电路、AD转换控制电路、FPGA及外围电路和对外接口，其中，所述对外接口包括充电接口、通讯接口以及红外干扰弹接口，所述充电接口连接外部充电器，用于为所述电爆识别模块内部锂电池充电，所述通讯接口用于向具有RS232串口的设备发送电爆识别参数或电爆识别结果，所述红外干扰弹接口与20路红外干扰弹正负点火端相连，用于将红外干扰弹点火时点火端的电压输入至所述AD转换控制电路；所述电源电路包括可充电锂电池、电源开关和4个DC-DC芯片，所述电源电路分别与所述FPGA及外围电路、AD转换控制电路相连；所述锂电池为额定电压为12V的可充电锂电池，分别与对外接口和电源开关相连，所述锂电池用于为所述电爆识别模块内部电路的工作提供电源；所述4个DC-DC芯片用于对所述锂电池提供的电源进行DC-DC转换，分别输出5V、3.3V、2.5V、1.2V电压供所述FPGA及外围电路、AD转换控制电路使用；所述FPGA及外围电路与所述电源电路和所述AD转换控制电路相连，所述FPGA及外围电路包括FPGA、晶振、flash配置芯片、LED指示灯以及通讯电路，所述晶振与所述电源电路和所述FPGA相连，为所述FPGA提供50MHz时钟信号，所述FPGA与所述电源电路、所述晶振、所述LED指示灯、所述AD转换控制电路和所述通讯电路相连，用于控制所述AD转换控制电路将20路电压模拟信号转换为12位数字信号，所述FPGA及外围电路用于分析所述20路电压模拟信号得出识别结果，所述FPGA及外围电路还用于将识别结果发送至所述通讯电路，所述通讯电路与所述通讯接口相连，用于将所述FPGA发送或接收的串行数据转换为RS232标准电平，所述FPGA通过所述通讯电路接收计算机串口发来的电爆识别参数，且通过所述通讯电路将电爆识别结果向外部接收设备发送；所述AD转换控制电路与所述电源电路、所述FPGA和所述红外干扰弹接口相连，所述AD转换控制电路用于在所述FPGA的控制下，用于在所述FPGA内部将所述红外干扰弹接口输入的20路电压信号转换为12位的数字信号。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述通过电爆识别模块用于通过所述对外接口，采集红外干扰弹在电爆时点火端的电压，所述FPGA及外围电路分析所述点火端的电压幅值和持续时间识别红外干扰弹是否电爆。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，根据不同类型干扰弹的点火特性，所述电爆识别模块通过计算机的RS232串口配被置相应的识别参数，用于对不同类型干扰弹电爆进行识别。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在所述FPGA及外围电路包括20个LED指示灯，所述20个LED指示灯用于对20个电爆识别通道的识别结果分别进行显示。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述FPGA及外围电路用于所述将识别结果通过RS232串口向外部设备发送。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述通信电路与所述通信接口连接，用于接收计算机发送的电爆识别参数，并存储在所述FPGA的配置芯片中。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述通信电路用于将所述FPGA发送或接收的串行数据转换为RS232标准电平。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述FPGA内部配置了一个NIOS II软核，所述NIOS软核用于对所采集的电爆电压数据进行分析和判别。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述电源电路中包括的额定电压为12V的可充电锂电池用于为所述电爆识别模块内部提供电源。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，当所述通讯接口连接的具有RS232串口的设备为计算机时用于接收计算机发送的电爆识别参数，当所述通讯接口连接的具有RS232串口的设备为连接的为无人靶机时，用于向无人靶机发送电爆识别结果。

本发明由于采用以上技术方案，具有以下的优点和积极效果：

1)本发明提供的一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块，20个识别通道的电压幅值和脉宽参数可以通过RS232串口进行单独配置，可针对不同类型的红外干扰弹配置不同的识别参数，进而实现对多种类型红外干扰弹电爆的识别；

2)在所述FPGA以及外围电路中设置了20个LED指示灯，分别对应实时地显示20个识别通道的识别结果，简洁明了；同时将识别结果通过RS232实时地发送给外部接收设备；

3)本发明提供的一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块，内部电路的工作电压全部由内部锂电池提供，无需外部电源，且自身功耗较小，仅依靠自身电池便可实现长时间可靠工作；

4)本发明提供的一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块，体积小、重量轻，可以方便地安装在无人靶机等载体上使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块的总框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面参照附图和具体实施例来进一步说明本发明。

如附图1所示，本发明提供的一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块，由电源电路1、AD转换控制电路2、FPGA及外围电路3、以及对外接口4组成。

对外接口4使用一个31个引脚的J29P-31TJP连接器，对外提供电源接口401、通讯接口402以及红外干扰弹接口403。电源接口401可以连接一充电器为模块内部电池充电，也可以用来测量内部电池电压；通讯接口402连接一外部串口设备，红外干扰弹接口504连接20路红外干扰弹的点火端。

电源电路1由锂电池101、开关102、DC-DC电路103、DC-DC电路104、DC-DC电路105以及DC-DC电路106组成，且分别AD转换控制电路2、FPGA及外围电路3和对外接口4相连，为AD转换控制电路2、FPGA及外围电路3的工作提供合适的电源电压。

锂电池101为可充电电池，本实施例中选用额定电压为12V，容量为2.6Ah的锂电池，为整个模块提供电源。开关102与锂电池101串联，控制电源电路1的接通。电源接口401引出两导线分别与锂电池的正负极相连。

DC-DC电路103使用了LTI1529-5V芯片，将锂电池101输出的12V电压转换为5V；DC-DC电路104使用了LM1117-2.5芯片，与DC-DC电路103相连，将5V电源信号转换为2.5V；DC-DC电路105使用了LTI1529-3.3V芯片，与DC-DC电路103相连，将5V电源信号转换为3.3V；DC-DC电路106使用了SPX3819M5-L-1-2芯片，与DC-DC电路105相连，将3.3V电源信号转换为1.2V；电源指示灯107与开关102相连，指示电源的接通状态。

AD转换电路2由AD触发电路201和AD转换电路202组成。AD触发电路201使用了5个TLP521-4芯片和5个74AHCT14芯片，分别与FPGA芯片301和红外干扰弹接口403相连，接收到红外干扰弹接口某通道的电爆信号时，向FPGA芯片301提供相应通道的AD转换触发信号，使FPGA芯片301控制AD转换电路启动该通道的AD转换；AD转换电路202使用了20个AD7170芯片，分别与FPGA芯片301和红外干扰弹接口403相连，在FPGA芯片301的控制下完成AD转换，并将数字信号通过串行通讯方式发送给FPGA芯片301。

FPGA及外围电路3由FPGA芯片301、晶振302、Flash配置芯片303、通信电路304和指示灯电路305组成。本实施例中，FPGA芯片301使用EP4CE22F17C6芯片，分别与晶振302、Flash配置芯片303、通信电路304和指示灯电路305相连；晶振302使用50MHz的有源晶振，为FPGA芯片301的工作提供时钟信号；Flash配置芯片303与FPGA芯片301相连，存储FPGA芯片301的配置程序；通信电路304使用MAX232芯片，分别与通讯接口402和FPGA芯片301相连，将FPGA芯片301发送或接收的串行数据转换为RS232标准电平；指示灯电路305使用了20个LED指示灯，与FPGA芯片301相连，由FPGA芯片301控制亮灭，以显示20个电爆识别通道的识别结果，“亮”表示已电爆，“灭”表示未电爆。

电池的检测与充电、对外通讯、红外干扰弹的连接均通过对外接口4实现。其节点如表1所示。

表1

如表1所示，本实施例中的对外接口共有31个节点：节点10是锂电池的正端，节点20是锂电池的负端，对锂电池充电及测量锂电池电压可通过节点10和20完成；节点30是RS232接口的TXD端，节点40是RS232接口的RXD端，节点50是RS232接口的GND端；节点60～310依次是第1路至第20路红外干扰弹的正端和负端，外部红外干扰弹电爆信号由节点60～310接入。

本发明虽然将红外干扰弹电爆识别通道数量限定为20，显然红外干扰弹电爆识别通道数量并不影响本发明的实现，依据本发明的原理，仅仅通过改变AD转换通道的数量，加以简单地修改控制逻辑，便可对电爆识别的通道数量进行增减，本实施例仅以二十通道红外干扰弹电爆识别模块为例进行说明，因此，其他不同通道数量的红外干扰弹电爆识别模块亦属于本发明的保护范围之内。

述公开的仅为本发明的具体实施例，该实施例只为更清楚的说明本发明所用，而并非对本发明的限定，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在保护范围内。

Claims

1.一种二十通道红外干扰弹电爆识别模块，其特征在于，包括：

电源电路、AD转换控制电路、FPGA及外围电路和对外接口，其中，

所述对外接口包括充电接口、通讯接口以及红外干扰弹接口，所述充电接口连接外部充电器，用于为所述电爆识别模块内部锂电池充电，所述通讯接口用于向具有RS232串口的设备接收电爆识别参数或发送电爆识别结果，所述红外干扰弹接口与20路红外干扰弹正负点火端相连，用于将红外干扰弹点火时点火端的电压输入至所述AD转换控制电路；

所述电源电路包括锂电池、电源开关和4个DC-DC芯片，所述电源电路分别与所述FPGA及外围电路、AD转换控制电路相连；所述锂电池为额定电压为12V的可充电的锂电池，所述锂电池分别与对外接口和电源开关相连，所述锂电池用于为所述电爆识别模块内部电路的工作提供电源；所述4个DC-DC芯片用于对所述锂电池提供的电源进行DC-DC转换，分别输出5V、3.3V、2.5V、1.2V电压供所述FPGA及外围电路、AD转换控制电路使用；

所述FPGA及外围电路分别与所述电源电路和所述AD转换控制电路相连，所述FPGA及外围电路包括FPGA、晶振、flash配置芯片、LED指示灯以及通讯电路，所述晶振分别与所述电源电路和所述FPGA相连，为所述FPGA提供50MHz时钟信号，所述FPGA分别与所述电源电路、所述晶振、所述LED指示灯、所述AD转换控制电路和所述通讯电路相连，用于控制所述AD转换控制电路将20路电压模拟信号转换为12位数字信号，所述FPGA及外围电路用于分析所述20路电压模拟信号得出电爆识别结果，所述FPGA及外围电路还用于将电爆识别结果发送至所述通讯电路，所述通讯电路与所述通讯接口相连，用于将所述FPGA发送或接收的串行数据转换为RS232标准电平，所述FPGA通过所述通讯电路接收计算机串口发来的电爆识别参数，或通过所述通讯电路将电爆识别结果向外部接收设备发送；

所述AD转换控制电路分别与所述电源电路、所述FPGA和所述红外干扰弹接口相连，所述AD转换控制电路用于在所述FPGA的控制下，用于将所述红外干扰弹接口输入的20路电压信号转换为12位的数字信号。

2.根据权利要求1所述电爆识别模块，其特征在于，所述电爆识别模块用于通过所述对外接口，采集红外干扰弹在电爆时点火端的电压，所述FPGA及外围电路分析所述点火端的电压幅值和持续时间识别红外干扰弹是否电爆。

3.根据权利要求1所述的电爆识别模块，其特征在于，根据不同类型干扰弹的点火特性，所述电爆识别模块通过计算机的RS232串口配置相应的电爆识别参数，用于对不同类型干扰弹电爆进行识别。

4.根据权利要求1所述的电爆识别模块，其特征在于，所述FPGA及外围电路包括20个LED指示灯，所述20个LED指示灯用于对20个电爆识别通道的电爆识别结果分别进行显示。

5.根据权利要求1所述的电爆识别模块，其特征在于，所述FPGA及外围电路用于将所述电爆识别结果通过RS232串口向外部设备发送。

6.根据权利要求1所述的电爆识别模块，其特征在于，所述通讯电路与所述通讯接口连接，用于接收计算机发送的电爆识别参数，并存储在所述FPGA的配置芯片中。

7.根据权利要求1所述的电爆识别模块，其特征在于，所述FPGA内部配置了一个NIOS软核，所述NIOS软核用于对所采集的电爆电压数据进行分析和判别。

8.根据权利要求1所述的电爆识别模块，当所述通讯接口连接的具有RS232串口的设备为计算机时，所述通讯接口用于接收计算机发送的电爆识别参数，当所述通讯接口连接的具有RS232串口的设备为无人靶机时，所述通讯接口用于向无人靶机发送电爆识别结果。