CN110052018A - 一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统 - Google Patents

一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统 Download PDF

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张铭
何赛
范锋
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Abstract

本发明提供的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，通过激光驱动电路实现激光的调制、发射，通过载波发生器实现自动生成带载波激光，从而提高激光接收系统的分辨率，同时带有功率调节电路，可以软件调节发射功率大小，从而实现发射距离的控制，激光发射系统带有无线射频芯片，可以通过射频与激发检测系统实现心跳确认，从而实现实弹和激光同步激发，以实现实弹和激光的两种设备的有机结合。

Description

一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统
技术领域
本发明属于电子竞技技术领域，具体涉及一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统。
背景技术
人机互动射击游戏系统通常包括能发出光束的输出设备和能够显示游戏画面的显示屏，游戏玩家使用输出设备将光束投射在屏幕目标点上对游戏进行控制。人机互动射击游戏互动性能好，游戏体验真实，受到众多玩家喜爱。
目前对于枪战实景对抗类的市场逐年递增,而现有激光枪存在款式少、外观设计感差、没有后坐力感、打击感差等缺点，而发射物理弹丸的水弹枪或仿真枪则弥补了激光枪前文所列举的缺点，但目前无法与激光结合发射，且现有的人机互动射击游戏中的激光枪大多通过开模并通过电路和扳机结构控制激光发射，不带实体弹丸联动，不能轻松的应用于其他实体弹丸枪种。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种抽离游戏之外的发射系统、配合开枪检测系统、以可实现任何枪种的激光联动发射的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，包括激光控制模块、DAC功率可调模块、可变频无线通讯模块、震动感应模块、电流检测模块、射频激发联动通讯模块、外挂系统联动激发通讯模块、电池模块及激发火控模块；
所述激光控制模块包括激光发射模块及激发检测模块，所述激光发射模块通过激光驱动电路实现激光的调制、发射，所述激发检测模块通过电流检测等方式检测实弹的激发；
进一步的，所述激光发射模块通过载波发生器实现自动生成带载波激光，从而提高激光接收系统的分辨率；
进一步的，所述激光发射模块还同时带有功率调节电路，可以软件调节发射功率大小，从而实现发射距离的控制；
进一步的，所述激光发射系统还带有无线射频芯片，可以通过射频与激发检测系统实现心跳确认，从而实现实弹和激光同步激发；
进一步的，所述激发检测模块采用电流检测，通过检测枪支实弹激发时产生的电流阶跃式巨变从而判断是否正在激发；
进一步的，所述激发检测模块还可采用震动检测，通过检测激发时产生的特殊频率震动，从而实现激发检测；
进一步的，所述激发检测模块还可采用带有无线射频的芯片，通过射频与激光发射系统实现心跳确认，从而实现实弹和激光同步激发。
进一步的，所述激光控制模块的控制原理为：微控制器调制完成的携带载波的信号从Send1网络输入，基准电压由TL432产生，并通过电位器手动调节驱动电流，从而实现功率调节；
进一步的，对于需要软件调节功率的应用，可以去掉硬件基准源，由微控制器DAC输出作为基准源；
进一步的，所述驱动电流的计算公式为：Im＝VDAC/((R35*R36)/(R35+R36))。
所述DAC功率可调模块用于将输入电源的电压由3.7V可调至5V。
所述可变频无线通讯模块的芯片采用2.4GHz世界通用ISM频段的单片集成无线收发芯片，使其集成了射频接收器、射频发射器、频率综合器、GFSK调制器、GFSK解调器等功能模块，通过I2C接口可以对输出功率、频道选择以及协议进行灵活配置，并且内置CRC、FEC、自动应答和自动重传机制。
所述震动感应模块用于检测激光的激发，通过压电陶瓷片进行震动信号的传导，以通过压电陶瓷片的压电效应，使其根据震动强度的不同产生不同的波形；
进一步的，所述波形经保护后，直接进入微控制器ADC检测电路，以进行高速采样及波形分析，从而准确判定不同震动类型的峰值、持续时间等参数。
所述电流检测模块采用高边电流进行检测；
进一步的，所述电流检测模块中的电阻采用0.003Ω的，以通过OUT直接进入微控制器ADC接口进行采样，从而计算出采样电压Vou，进而计算实际电流I；
进一步的，所述实际电流的计算公式为：I＝Vout/R。
所述射频激发联动通讯模块采用2.4G无线通讯。
所述外挂系统联动激发通讯模块上还具有锁枪功能模块；
进一步的，所述锁枪功能模块通过电压控制或其他电流控制。
所述电池模块包括电池电量检测模块、低电量报警模块及电池保护模块；
进一步的，所述电池电量检测模块采用富满电子的DW06D芯片进行检测；
进一步的，所述低电量报警模块通过电池电压检测电路进行检测；
进一步的，所述电池保护模块的芯片采用具有过充、过放、过流及短路功能的芯片，具体的如富满电子的DW06D芯片。
所述激发火控模块通过电压控制或其他电流控制实现。
作为本发明的进一步方案：所述激光控制模块的载波频率调制还可采用除电位器以外电子元件。
作为本发明的进一步方案：所述检测激光的激发还可为声音检测或电磁检测或电压突变检测等检测方式进行检测。
作为本发明的进一步方案：所述可变频无线通讯模块还可采用除2.4GHz以外的无线射叔方式实现激光检测和发射系统控制和激发联动，如433Mhz模块。
作为本发明的进一步方案：所述激光控制采用基于载波调控制的远距离激光发射控制。
本发明的有益效果是：1、可以适用于所有枪种，极大地拓展了激光枪的枪型体系；2、可以实现发射功率调节，从而模拟枪械射程远近；3、可以调节焦距，从而模拟枪械杀伤范围；4、可以联动物理弹丸发射，实现毫秒级延迟，趋近与同步发射；5、可以控制电控枪种锁枪，增加限弹功能和换弹功能。
附图说明
图1是本发明的模块示意图；
图2是本发明的系统控制流程框图；
图3是本发明中的激光控制模块的激光驱动电路图；
图4是本发明中的DAC功率可调模块电路图；
图5是本发明中的可变频无线通讯模块的系统应用电路图；
图6是本发明中的可变频无线通讯模块的状态机控制框架图；
图7是本发明中的可变频无线通讯模块以2.4G为例的电路图；
图8是本发明中的震动感应模块的震动感应电路图；
图9是本发明中的震动感应模块的震动信号进微控制器ADC的检测电路图；
图10是本发明中的电流检测模块电路图；
图11是本发明中的电池模块中的电池电压对容量的关系图；
图12是本发明中的电池模块中的电池电压检测电路图；
图13是本发明中的电池模块中的电池保护电路图；
图14是本发明中的电池模块中的低电量报警电路图；
图15是本发明中的激发火控模块电路图；
图16是本发明中的用户LED操作模块电路图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
结合图1至图15所示，本发明提供的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，包括激光控制模块、DAC功率可调模块、可变频无线通讯模块、震动感应模块、电流检测模块、射频激发联动通讯模块、外挂系统联动激发通讯模块、电池电量检测模块、报警模块、电池保护模块、激发火控模块及用户LED操作模块。
作为本发明的进一步实施例：如图2所示，所述激光控制模块包括激光发射模块及激发检测模块；
所述激光发射模块的控制流程如下：
1、激光发射系统开机；
2、等待触发界面；
3、检测是否有激发信号，若有，则进入激活调制系统，若无，则返回等待触发界面；
4、完成激活调制系统的操作后，进入发射调制激光；
5、完成发射调制激光再返回等待触发界面，以进行循环。
所述激发检测模块的控制流程如下：
1、激光检测系统开机；
2、检测激发电流；
3、检测是否有阶跃式突变，若有，进入激活射频模块，若无，返回进行激发电流的再次检测；
4、完成激活射频模块后，进行发送激发信号；
5、激发信号同时发送至是否有激发信号及检测激发电流，以进行循环。
作为本发明的进一步实施例：如图3所示，所述激光控制模块的激光驱动电路采用APC(AutomatICPowerControl)电路进行控制，并通过将微控制器调制完成的携带载波的信号从Send1网络输入；
进一步的，基准电压由TL432产生；
进一步的，通过电位器手动调节驱动电流，从而实现功率调节；
进一步的，对于需要软件调节功率的应用，还可以去掉硬件基准源，由微控制器DAC输出作为基准源；
进一步的，激光驱动电路中的驱动电流Im＝VDAC/((R35*R36)/(R35+R36))。
作为本发明的进一步实施例：如图4所示，所述DAC功率可调模块，通过电源或电池输入的3.7V电压，通过电位器的调节，转变成5.0V的电压输出，以对输出的电流功率进行调节。
作为本发明的进一步实施例：如图5至图7所示，所述可变频无线通讯模块的通讯芯片采用锐控电子生产的RC808，以实现电路中所需的射频接收器、射频发射器、频率综合器、GFSK调制器、GFSK解调器等功能；
进一步的，所述可变频无线通讯模块通过I2C接口可以对输出功率、频道选择以及协议进行灵活配置，并且内置CRC、FEC、自动应答和自动重传机制，以大大简化系统设计并优化性能，使外围电路简单，并达到优良的收发性能。
进一步的，所述可变频无线通讯模块的通讯信道可根据其拥挤程度，自动选择最优的通讯信道，并达到128个频道可调。
作为本发明的进一步实施例：如图8至图9所示，所述震动感应模块的震动信号传导至压电陶瓷片，由于压电陶瓷片具有压电效应，会根据震动强度不同产生不同的波形，经过简单的保护后直接进入微控制器ADC进行高速采样及波形分析，从而准确判定不同震动类型的峰值、持续时间等参数，以使其具有成本低、安装方便、可级联、灵敏度高及可靠性高等特点。
作为本发明的进一步实施例：如图10所示，所述电流检测模块采用高边电流检测；
进一步的，所述电流检测模块的电路中具体采用TI公司的INA193，它可在独立于电源电压的–0.2V至+26V范围内的共模电压中检测电流感应电阻器上的压降，集成匹配了20V/V的电阻器增益网络，且该匹配增益电阻器网络可最大限度地减小增益误差并降低温漂。
作为本发明的进一步实施例：结合图11至图14所示，所述电池模块包括电池电压检测模块、电池保护模块及低电量报警模块；
进一步的，为更好的计算电池电量，对电池电压与容量的关系进行了对比与分析，如图11所示，采用简便的测量电压的方式进行计算；
进一步的，由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此电池保护模块中采用富满电子的DW06D芯片进行保护；
进一步的，DW06D芯片包括了先进的功率MOSFET，高精度的电压检测电路和延时电路，以对电池所需的过充、过放、过流、短路等功能进行保护，且工作时功耗非常低。
作为本发明的进一步实施例：如图15所示，所述激发火控模块的电阻20mΩ合金电阻，当负载电流为8A时，采样电阻压降至0.16V，放大20倍后则电压为3.2V；当负载电流为5A时，采样电阻压降至0.1V，放大20倍后则电压为2V；当负载电流为1A时，采样电阻压降至0.02V，放大20倍后则电压为0.4V；当负载电流为0.1A时，采样电阻压降至0.002V，放大20倍后则电压为0.04V；
进一步的，其中运放采用INA13，以可便电压增益20倍。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，包括激光控制模块、DAC功率可调模块、可变频无线通讯模块、震动感应模块、电流检测模块、射频激发联动通讯模块、外挂系统联动激发通讯模块、电池模块及激发火控模块，其特征在于：所述激光控制模块包括激光发射模块及激发检测模块，所述激光发射模块通过激光驱动电路实现激光的调制、发射，所述激发检测模块通过电流检测方式检测实弹的激发。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述激光发射模块通过载波发生器实现自动生成带载波激光，从而提高激光接收系统的分辨率。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述激光发射模块还同时带有功率调节电路，可以软件调节发射功率大小，从而实现发射距离的控制。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述激光发射系统还带有无线射频芯片，可以通过射频与激发检测系统实现心跳确认，从而实现实弹和激光同步激发。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述激发检测模块采用电流检测，通过检测枪支实弹激发时产生的电流阶跃式巨变从而判断是否正在激发。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述激发检测模块还可采用震动检测，通过检测激发时产生的特殊频率震动，从而实现激发检测。
7.根据权利要求1或5或6所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述激发检测模块还可采用带有无线射频的芯片，通过射频与激光发射系统实现心跳确认，从而实现实弹和激光同步激发。
8.根据权利要求1所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述震动感应模块用于检测激光的激发，通过压电陶瓷片进行震动信号的传导，以通过压电陶瓷片的压电效应，使其根据震动强度的不同产生不同的波形。
9.根据权利要求1所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述电流检测模块中的电阻采用0.003Ω的，以通过OUT直接进入微控制器ADC接口进行采样，从而计算出采样电压Vou，进而计算实际电流I。
10.根据权利要求1所述的一种基于无线射频的仿真枪激光同步发射外挂系统，其特征在于：所述检测激光的激发还可为声音检测或电磁检测或电压突变检测等检测方式进行检测。
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