CN110750281A - 基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其技术特点是：PC机通过蓝牙无线通讯装置与陀螺灵敏部控制器建立无线通讯链路实现陀螺灵敏部控制器程序的更新功能，蓝牙无线通讯装置包括两对蓝牙通讯模块，第一蓝牙发射模块与PC机安装在一起，第一蓝牙接收模块与第二蓝牙发射模块相连接，该第一蓝牙接收模块与第二蓝牙发射模块均由陀螺罗盘主控电路板供电，第二蓝牙接收模块与陀螺灵敏部控制器相连接。本发明设计合理，消除了陀螺寻北仪与PC机之间的通讯电缆及距离限制，降低了电缆连接对陀螺寻北仪的力矩干扰，提高了仪器测量稳定性；同时解决了陀螺寻北仪内部的无线通讯问题，提高了设备程序更新的便捷性及设备维修性。

Description

基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置
技术领域
本发明属于惯性导航设备技术领域，尤其是一种基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置。
背景技术
悬丝式陀螺寻北仪是一种无依托、自主测定真北方位角的定向测量仪器，广泛应用于矿山测量、工程测量和军事测绘等多个领域。其寻北工作原理为：利用陀螺仪本身的物理特性(定轴性和进动性)，采用内部自由悬挂的装有陀螺转子的陀螺灵敏部敏感地球自转角速度的水平分量，在重力作用下，产生趋北向进动，使陀螺仪主轴(即H向量)围绕子午面往复摆动，通过光电信号转换及解算得到真北方向，再通过方位引出装置引出北向基准。
悬丝式陀螺寻北仪作为一种高精度基准级定向测量仪器，其在生产调试过程及使用过程中不能受到任何力矩的影响，因此需要尽可能降低人为因素及仪器电缆等对仪器产生的力矩干扰，特别是仪器装调完成后应避免仪器拆装以保持仪器精度稳定性。
陀螺灵敏部是陀螺寻北仪的核心敏感部件，在陀螺寻北仪工作时，陀螺灵敏部处于悬吊状态往复摆动，为使干扰力矩降到最低提高寻北精度，从而不能为集成于陀螺灵敏部上的控制器连接通讯导线。因此，如何在不拆卸陀螺寻北仪的情况下实现对陀螺寻北仪的陀螺灵敏部控制器程序是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其采用二级蓝牙无线通讯方式实现对陀螺寻北仪的陀螺灵敏部控制器程序更新维护功能。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，包括PC机、蓝牙无线通讯装置和陀螺灵敏部控制器，所述PC机通过蓝牙无线通讯装置与陀螺灵敏部控制器建立无线通讯链路实现陀螺灵敏部控制器程序的更新功能，所述蓝牙无线通讯装置包括两对蓝牙通讯模块，第一蓝牙发射模块与PC机安装在一起，第一蓝牙接收模块与第二蓝牙发射模块相连接，该第一蓝牙接收模块与第二蓝牙发射模块均由陀螺罗盘主控电路板供电，第二蓝牙接收模块与陀螺灵敏部控制器相连接，所述陀螺灵敏部控制器、陀螺罗盘主控电路板、第二蓝牙发射模块及第二蓝牙接收模块均安装在陀螺罗盘内。
进一步，所述PC机安装有编程工具软件和能够生成bin程序文件的软件开发工具。
进一步，所述陀螺灵敏部控制器采用具有内部BootLoader的微控制器且嵌入有boot程序。
进一步，所述第一蓝牙发射模块包括蓝牙通讯模块及带有串口功能且由USB接口供电的底板；所述第一蓝牙接收模块、第二蓝牙发射模块、第二蓝牙接收模块均为带有TTL通讯接口的蓝牙模块。
进一步，所述两对蓝牙通讯模块与PC机和陀螺灵敏部控制器的连接关系为：第一蓝牙发射模块通过串口和USB接口分别与PC机串口和USB接口相连接；第一蓝牙接收模块的TTL通讯接口RXD端连接于第二蓝牙发射模块的TTL通讯接口TXD端，第一蓝牙接收模块的TTL通讯接口TXD端连接于第二蓝牙发射模块的TTL通讯接口RXD端，第一蓝牙接收模块的VCC连接于陀螺罗盘主控电路板的电源端，第一蓝牙接收模块的GND连接于电路地；第二蓝牙发射模块的VCC连接于陀螺罗盘主控电路板的电源，第二蓝牙发射模块的GND连接于电路地；第二蓝牙接收模块的TTL通讯接口RXD端连接于陀螺灵敏部控制器的串口TXD端，第二蓝牙接收模块的TTL通讯接口TXD端连接于陀螺灵敏部控制器的串口RXD端，第二蓝牙接收模块的VCC连接于陀螺灵敏部控制器的电源端，第二蓝牙接收模块的GND连接于电路地且与陀螺灵敏部控制器共地。
进一步，所述第一蓝牙接收模块通过陀螺罗盘上设有的TTL通讯接口与第二蓝牙发射模块及陀螺罗盘主控电路板相连接。
进一步，所述第二蓝牙发射模块通过TTL通讯及供电电缆与陀螺罗盘上设有的TTL通讯接口及陀螺罗盘主控电路板相连接，第二蓝牙接收模块通过TTL通讯及供电电缆与陀螺灵敏部控制器相连接。
进一步，所述第一蓝牙发射模块和第一蓝牙接收模块的波特率配置为115200并配对连通；所述第二蓝牙发射模块和第二蓝牙接收模块的波特率配置为115200并配对连通；所述PC机与第一蓝牙发射模块的波特率配置为115200，所述陀螺灵敏部控制器与第二蓝牙接收模块的波特率配置为115200。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，其采用二级蓝牙无线通讯方式：其中PC机与陀螺寻北仪之间的一级蓝牙无线通讯解决了PC机至陀螺寻北仪之间的远程无线通讯问题，消除了陀螺寻北仪与PC机之间的通讯电缆及距离限制，降低了电缆连接对陀螺寻北仪的力矩干扰，提高了仪器测量稳定性；陀螺寻北仪与陀螺灵敏部之间的二级蓝牙无线通讯解决了陀螺寻北仪内部的无线通讯问题，在不引入导线力矩干扰及不拆卸陀螺寻北仪外罩情况下实现陀螺灵敏部控制器通讯及程序更新，提高了设备维修性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施做进一步详述。
一种基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，如图1所示，包括PC机、蓝牙无线通讯装置和陀螺灵敏部控制器，PC机通过蓝牙无线通讯装置与陀螺灵敏部控制器建立无线通讯链路实现陀螺灵敏部控制器程序更新功能。下面对各个部分分别进行说明：
所述PC机安装了编程工具软件(如LM Flash Programmer软件)及能够生成bin程序文件的软件开发工具(如Keil 4及以上版本开发工具软件)。
所述蓝牙无线通讯装置包括两对内嵌蓝牙通讯协议的蓝牙通讯模块，分别为：
第一对蓝牙通讯模块包括蓝牙发射模块1和蓝牙接收模块1，蓝牙发射模块1与蓝牙接收模块1通过内嵌的蓝牙连接软件实现配对功能。所述蓝牙发射模块1带有串口通讯转换功能及可由USB接口供电的底板，蓝牙发射模块1与PC机相连接；蓝牙接收模块1带有TTL通讯接口RXD、TXD。
第二对蓝牙通讯模块包括蓝牙发射模块2和蓝牙接收模块2，蓝牙发射模块2与蓝牙接收模块2通过内嵌的蓝牙连接软件实现配对功能，该蓝牙发射模块2带有TTL通讯接口RXD、TXD，该蓝牙接收模块2带有TTL通讯接口RXD、TXD。
所述陀螺灵敏部控制器安装在陀螺罗盘内部的陀螺灵敏部上，在陀螺罗盘内还安装有陀螺罗盘主控电路板，在陀螺罗盘的机壳上设有TTL通讯接口，该TTL通讯接口通过TTL通讯及供电线缆与蓝牙发射模块2及陀螺罗盘主控电路板相连接。所述蓝牙发射模块2和蓝牙接收模块2安装在陀螺罗盘内部，该蓝牙发射模块2与陀螺罗盘机壳上的TTL通讯接口及陀螺罗盘主控电路板通过TTL通讯及供电线缆相连接，该蓝牙接收模块2与陀螺灵敏度控制板通过TTL通讯及供电线缆相连接。
所述陀螺灵敏部控制器采用具有内部BootLoader的微控制器并且将微控制器串口通讯波特率配置为115200及将boot程序嵌入微控制器，在本实施例中，微处理器采用搭载Cortex-M内核的ARM微控制器，其boot程序如下：
Figure BDA0002222181580000031
两对蓝牙通讯模块与PC机及陀螺灵敏部控制器的连接关系为：所述蓝牙发射模块1通过串口连接于PC机串口并通过USB供电接口连接于PC机USB接口。蓝牙接收模块1的TTL通讯接口RXD连接于蓝牙发射模块2的TTL通讯接口TXD，蓝牙接收模块1的TTL通讯接口TXD连接于蓝牙发射模块2的TTL通讯接口RXD。蓝牙接收模块1的VCC连接于陀螺罗盘主控电路板的电源，GND连接于陀螺罗盘主控电路板的电路地。蓝牙发射模块2的VCC连接于陀螺罗盘主控电路板的电源，GND连接于陀螺罗盘主控电路板的电路地；蓝牙接收模块2的TTL通讯接口RXD连接于陀螺灵敏部控制器的串口TXD，蓝牙接收模块2的TTL通讯接口TXD连接于陀螺灵敏部控制器的串口RXD，蓝牙接收模块2的VCC连接于陀螺灵敏部控制器的电源端，GND连接于陀螺灵敏部控制器电路地。
本发明工作过程如下：
将蓝牙发射模块1与蓝牙接收模块1的波特率配置为115200并配对连通。将蓝牙发射模块2与蓝牙接收模块2的波特率配置为115200并配对连通。陀螺灵敏部控制器运行boot程序等待与蓝牙接收模块2连接的串口接收更新的bin程序文件。所述PC机上使用软件开发工具编译新程序并生成更新的bin程序文件。在PC机上将编程工具软件串口通讯波特率配置为115200并使用编程工具软件将更新的bin程序文件通过串口发送给蓝牙发射模块1。蓝牙发射模块1通过无线通讯方式将更新的bin程序文件发送给蓝牙接收模块1。蓝牙接收模块1通过TTL通讯接口将更新的bin程序文件发送给蓝牙发射模块2。蓝牙发射模块2通过无线通讯方式将更新的bin程序文件发送给蓝牙接收模块2。蓝牙接收模块2通过TTL通讯接口将更新的bin程序文件发送给陀螺灵敏部控制器。陀螺灵敏部控制器完成bin程序文件接收后实现程序更新。
本发明未述及之处适用于现有技术。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，包括PC机、蓝牙无线通讯装置和陀螺灵敏部控制器，其特征在于：所述PC机通过蓝牙无线通讯装置与陀螺灵敏部控制器建立无线通讯链路实现陀螺灵敏部控制器程序的更新功能，所述蓝牙无线通讯装置包括两对蓝牙通讯模块，第一蓝牙发射模块与PC机安装在一起，第一蓝牙接收模块与第二蓝牙发射模块相连接，该第一蓝牙接收模块与第二蓝牙发射模块均由陀螺罗盘主控电路板供电，第二蓝牙接收模块与陀螺灵敏部控制器相连接，所述陀螺灵敏部控制器、陀螺罗盘主控电路板、第二蓝牙发射模块及第二蓝牙接收模块均安装在陀螺罗盘内。
2.根据权利要求1所述的基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其特征在于：所述PC机安装有编程工具软件和能够生成bin程序文件的软件开发工具。
3.根据权利要求1所述的基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其特征在于：所述陀螺灵敏部控制器采用具有内部BootLoader的微控制器且嵌入有boot程序。
4.根据权利要求1所述的基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其特征在于：所述第一蓝牙发射模块包括蓝牙通讯模块及带有串口功能且由USB接口供电的底板；所述第一蓝牙接收模块、第二蓝牙发射模块、第二蓝牙接收模块均为带有TTL通讯接口的蓝牙模块。
5.根据权利要求4所述的基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其特征在于：所述两对蓝牙通讯模块与PC机和陀螺灵敏部控制器的连接关系为：第一蓝牙发射模块通过串口和USB接口分别与PC机串口和USB接口相连接；第一蓝牙接收模块的TTL通讯接口RXD端连接于第二蓝牙发射模块的TTL通讯接口TXD端，第一蓝牙接收模块的TTL通讯接口TXD端连接于第二蓝牙发射模块的TTL通讯接口RXD端，第一蓝牙接收模块的VCC连接于陀螺罗盘主控电路板的电源端，第一蓝牙接收模块的GND连接于电路地；第二蓝牙发射模块的VCC连接于陀螺罗盘主控电路板的电源，第二蓝牙发射模块的GND连接于电路地；第二蓝牙接收模块的TTL通讯接口RXD端连接于陀螺灵敏部控制器的串口TXD端，第二蓝牙接收模块的TTL通讯接口TXD端连接于陀螺灵敏部控制器的串口RXD端，第二蓝牙接收模块的VCC连接于陀螺灵敏部控制器的电源端，第二蓝牙接收模块的GND连接于电路地且与陀螺灵敏部控制器共地。
6.根据权利要求5所述的基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其特征在于：所述第一蓝牙接收模块通过陀螺罗盘上设有的TTL通讯接口与第二蓝牙发射模块及陀螺罗盘主控电路板相连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其特征在于：所述第二蓝牙发射模块通过TTL通讯及供电电缆与陀螺罗盘上设有的TTL通讯接口及陀螺罗盘主控电路板相连接，第二蓝牙接收模块通过TTL通讯及供电电缆与陀螺灵敏部控制器相连接。
8.根据权利要求1至6任一项所述的基于二级无线通讯链路的陀螺灵敏部控制器程序更新装置，其特征在于：所述第一蓝牙发射模块和第一蓝牙接收模块的波特率配置为115200并配对连通；所述第二蓝牙发射模块和第二蓝牙接收模块的波特率配置为115200并配对连通；所述PC机与第一蓝牙发射模块的波特率配置为115200，所述陀螺灵敏部控制器与第二蓝牙接收模块的波特率配置为115200。
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