CN114370791B - 一种基于感应通信的火箭弹发射控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于感应通信的火箭弹发射控制系统，包括光电火控装置，光电火控装置通过CAN总线与发射控制装置连接，发射控制装置与起爆控制装置连接，发射控制装置通过第一IIC接口与第一感应线圈传输模块连接，第二感应线圈传输模块通过第二IIC接口与发射控制装置连接，本发明还公开了一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，本发明可以实现对火箭弹上电自检功能，并反馈自检状态，实现对多枚火箭弹的信息装定功能。

Description

一种基于感应通信的火箭弹发射控制系统及方法

技术领域

本发明涉及火箭弹发射控制技术领域，尤其涉及一种基于感应通信的火箭弹 发射控制系统，还涉及一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法。

背景技术

近年来随着无人机技术的快速发展，微型火箭弹技术在无人机上的应用逐渐 成熟。保证火箭弹发射过程中的稳定性、可靠性、可控性是目前研究的热点。现 有的微型火箭弹发射技术，一般采用机械接口，其安全性、可靠性较差；如 CN201921054365.7/CN210537837U中采用一种发火插座控制火箭弹的点火发射 过程，作为机械式接口，其存在发射过程对无人机飞行干扰大、装卸耗时、复用 性差等问题；CN201620924820.4/CN206001982U公开了一种高安全性的火箭弹 点火接口装置，采用导电基座、导电块、长压簧等机械式点火触点实现火箭弹发 射，这种点火装置虽然保证了安全性，但成本较高、在无人机上的可控性也较差。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于感应通信 的火箭弹发射控制系统，还提供一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法。通过 无线感应实现与每枚火箭弹的起爆控制装置进行数据通讯。致力于减小常规微型 火箭弹发射过程中对无人机飞行状态的影响，并提升远程控制火箭弹发射的可控 性、安全性等。此外还集成了发射舱状态信息采集、毁伤模式装定等多种功能。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种基于感应通信的火箭弹发射控制系统，包括光电火控装置，光电火控装 置通过CAN总线与发射控制装置连接，发射控制装置与起爆控制装置连接，发 射控制装置通过第一IIC接口与第一感应线圈传输模块连接，第二感应线圈传输 模块通过第二IIC接口与发射控制装置连接，

第一感应线圈传输模块包括第一调制解调器与第一收发感应模块，第一IIC 接口通过第一调制解调器与第一收发感应线圈连接；

第二感应线圈传输模块包括第二调制解调器与第二收发感应模块，第二IIC 接口通过第二调制解调器与第二收发感应线圈连接；

第一感应线圈传输模块与第二感应线圈传输模块无线连接

光电火控装置与地面站连接。

一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，包括以下步骤：

步骤1、无人机起飞前，起爆控制装置进行上电并进行自检测，并将检测结 果通过发射控制装置返回给光电火控装置，光电火控装置将检测结果无线传输返 回至地面站，发射控制装置上电后进行初始化，起爆控制装置自检测和发射控制 装置上电初始化完成后，无人机起飞；

步骤2、通过光电火控装置搜寻并追踪目标，当锁定目标后，电火控装置首 先通过CAN总线向发射控制装置发送装定信息，进行装定信息的装定步骤，

步骤3、进入预发射步骤，起爆控制系统再次确认火箭弹情况，当满足发射 条件后，解除保险锁定，等待点火指令，

步骤4、作战人员使用地面站将点火指令发送至光电火控装置，光电火控装 置再通过CAN总线将点火指令发送至发射控制装置，发射控制装置将点火指令 依次通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二感应线圈传输模块、第二 IIC接口传输给起爆控制装置，

步骤5、点火发射完成后，起爆控制装置会再次进行自检测，自检测完成后 起爆控制装置依次通过发射控制装置、光电火控装置向地面站返回弹药在位情况， 若地面站接收到弹药不在位结果则表明发射成功，完成打击任务，无人机返回； 若地面站接收到弹药在位结果则表明发射失败，打击任务失败，无人机返回。

如上所述的步骤1中发射控制装置上电后进行初始化包括以下步骤：

步骤1.1、系统参数初始化：包括IIC接口、定时器等初始化，

步骤1.2、接着发射控制装置的主控单片机查询所连接的CAN总线上是否 有光电火控装置传输过来的数字信号，如果有则将数字信号通过第一IIC接口发 送到第一调制解调器，第一调制解调器调制为对应的交流信号，交流信号通过第 一收发感应线圈发送给第二收发感应线圈，通过第二调制解调器对交流信号解调 后获得数字信号并通过第二IIC接口将数字信号发送到起爆控制装置，起爆控制 装置接收到数字信号后，执行进行相应动作，如果发射控制装置识别CAN总线 上没有数字信号，则发射控制装置识别起爆控制装置是否传输有数字信号，如果 有则发射控制装置接收起爆控制装置发送的数字信号并通过CAN总线发送给光 电火控装置。

如上所述的步骤1中起爆控制装置进行上电并进行自检测包括以下步骤：

光电火控装置首先通过CAN总线向发射控制装置发送检测指令，发射控制 装置将检测指令通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二感应线圈传输 模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置，起爆控制装置收到检测指令后，首先 进行对内部的RAM、FLASH、CPU、RS422、开关量输入输出进行自检，接着 进行弹药在位检测，缺省信息回读，已装定信息回读以及电容电量检测，检测完 毕后将检测结果返回给发射控制装置，发射控制装置通过CAN总线将检测结果 发送给光电火控装置。

如上所述的步骤2中进行装定信息的装定步骤包括：

步骤2.1、光电火控装置将装定信息通过CAN总线发送给发射控制装置，

步骤2.2、发射控制装置将接收的装定信息依次通过第一IIC接口、第一感 应线圈传输模块、第二感应线圈传输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置，

步骤2.3、起爆控制装置收到装定信息后，根据装定信息选择毁伤模式，并 将装定信息存储到非易失存储器之中，

步骤2.4、起爆控制装置从非易失存储器中读取装定信息作为反馈信息并将 反馈信息传输到发射控制装置，

步骤2.5、发射控制装置判断反馈信息与装定信息是否一致，如果一致，则 发射控制装置向光电火控装置反馈装定成功；如果不一致，则发射控制装置重新 发送装定信息到起爆控制装置，返回步骤2.4，如果重复返回三次步骤2.4，装定 信息均未装定成功，则发射控制装置向光电火控装置反馈装定失败。

如上所述的步骤3中预发射步骤包括以下步骤：

首先光电火控装置发送预发射处理命令到发射控制装置，发射控制装置再将 发送预发射处理命令传输到起爆控制装置，起爆控制装置收到预发射处理命令后 获取当前火箭弹状态，若当前火箭弹状态满足发射条件，则起爆控制装置向发射 控制装置返回满足发射信息，解除保险锁定，并等待点火指令，发射控制装置将 满足发射信息发送给光电火控装置，若当前火箭弹状态不满足发射条件，则起爆 控制装置向发射控制装置返回拒绝发射信息，发射控制装置将拒绝发射信息发送 给光电火控装置。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明解决了传统火箭弹发射过程中反作用力大、远程可控性差等问题。在 保证安全性的基础上，成本较低，适合量产。此外该系统具有以下功能：

(1)具有对火箭弹上电自检功能，并反馈自检状态；

(2)通过感应线圈具有对多枚火箭弹进行状态参数检测功能(火箭弹在位 检测、缺省信息回读、已装定信息回读、电容电量检测等)；

(3)通过感应线圈具有对多枚火箭弹的信息装定功能(毁伤模式装定、解 保延时装定、电子时间起爆延时装定、触发后延时起爆装定、自毁延时装定)和 控制功能(预发射指令响应、保险锁定解除)；

(4)具有CAN总线通讯接口，实现光电火控装置和地面站的通讯。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的模块连接图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明 作进一步的详细描述，应当理解此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。

如图2所示，一种基于感应通信的火箭弹发射控制系统，包括搭载在无人机 上的起爆控制装置、发射控制装置、以及光电火控装置。其中发射控制装置通过 感应线圈与起爆控制装置进行无线数据通讯，发射控制装置还通过CAN总线与 光电火控装置进行通讯。具体实施流程：

一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，利用上述一种基于感应通信的火 箭弹发射控制系统，包括以下步骤：

步骤1、作战开始环节，无人机起飞前，起爆控制装置进行上电并进行自检 测，并将检测结果通过发射控制装置3返回给光电火控装置4，光电火控装置4 将检测结果无线传输返回至地面站，发射控制装置上电后进行初始化，确保检测 无误后无人机起飞，

步骤2、无人机起飞后，作战人员可通过光电火控装置4搜寻并追踪目标， 当锁定目标后，电火控装置首先通过CAN总线向发射控制装置发送装定信息， 发射控制装置将装定信息依次通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二 感应线圈传输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置，起爆控制装置根据装定 信息设置作战模式。

步骤3、信息装定完成后，进入预发射步骤，此时起爆控制系统再次确认火 箭弹情况，当满足发射条件后，解除保险锁定，等待点火指令。

步骤4、作战人员使用地面站将点火指令通过数据链发送至光电火控装置4， 光电火控装置4再通过CAN总线将点火指令发送至发射控制装置3，发射控制 装置3将点火指令依次通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二感应线 圈传输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置。

步骤5、点火发射完成后，起爆控制装置会再次进行自检测，自检测完成后 起爆控制装置依次通过发射控制装置、光电火控装置向地面站返回弹药在位情况， 若地面站接收到弹药不在位结果则表明发射成功，完成打击任务，无人机返回， 若地面站接收到弹药在位结果则表明发射失败，打击任务失败，无人机返回。

所述发射控制装置通过第一IIC接口与第一感应线圈传输模块连接，第二感 应线圈传输模块通过第二IIC接口与发射控制装置连接，

第一感应线圈传输模块包括第一调制解调器(可采用PWM模块)与第一收 发感应模块(感应线圈)，第一IIC接口通过第一调制解调器与第一收发感应线 圈连接；

第二感应线圈传输模块包括第二调制解调器(可采用PWM模块)与第二收 发感应模块(感应线圈)，第二IIC接口通过第二调制解调器与第二收发感应线 圈连接；

第一感应线圈传输模块与第二感应线圈传输模块之间实现无线收发，发射控 制装置可对多管火箭弹的起爆控制装置进行无线双向感应通讯，并提供中断和查 询两种方式。

如上所述的步骤1中发射控制装置上电后进行初始化，进行无线通信工作时， 发射控制装置上电后首先进行初始化工作，具体为：

步骤1.1、系统参数初始化：包括IIC接口、定时器等初始化。

步骤1.2、接着发射控制装置的主控单片机查询所连接的CAN总线上是否 有光电火控装置传输过来的数字信号，如果有则进行处理这些数字信号，则根据 规定的通信协议将数字信号通过第一IIC接口发送到第一调制解调器，第一调制 解调器(可采用第一PWM模块)调制为对应的交流信号，接着交流信号通过第 一收发感应线圈发送给第二收发感应线圈，第二收发感应线圈通过第二调制解调 器(可采用第二PWM模块)对交流信号解调后获得数字信号并通过第二IIC接 口将数字信号发送到起爆控制装置，起爆控制装置接收到数字信号后，并按照预 设协议规定进行相应动作。如果发射控制装置识别CAN总线上没有数字信号， 则发射控制装置识别起爆控制装置是否传输有数字信号，如果有则发射控制装置接收起爆控制装置发送的数字信号并通过CAN总线发送给光电火控装置。

如上所述的步骤1中的起爆控制装置进行上电并进行自检测：当需要上电检 测时，光电火控装置首先通过CAN总线向发射控制装置发送检测指令，发射控 制装置将检测指令通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二感应线圈传 输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置。起爆控制装置收到检测指令后，首 先进行对内部的RAM、FLASH、CPU、RS422、开关量输入输出等进行功能性 自检，接着进行弹药在位检测、缺省信息回读、已装定信息回读以及电容电量检 测(电容是负责在火箭弹发射后，给火箭弹上的起爆控制装置供电的，因此，需 要对其电容电量检测，如果不够则通过感应线圈充电)，检测完毕后将检测结果 返回给发射控制装置，最后发射控制装置通过CAN总线将检测结果发送给光电 火控装置。

如上所述步骤2中装定信息包括选择毁伤模式，毁伤模式包括近炸模式、电 子时间模式、触发延期模式、以及触发模式，还包括设定各种延时时间，如解保 延时、电子时间起爆延时、触发后延时器起爆和自毁延时等。

如上所述的步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、光电火控装置将装定信息通过CAN总线发送给发射控制装置，

步骤2.2、发射控制装置将接收的装定信息依次通过第一IIC接口、第一感 应线圈传输模块、第二感应线圈传输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置，

步骤2.3、起爆控制装置收到装定信息后，就会按照协议规则进行选择毁伤 模式等，并将装定信息立即存储到非易失存储器之中，

步骤2.4、起爆控制装置从非易失存储器中读取装定信息作为反馈信息并将 反馈信息传输到发射控制装置，

步骤2.5、发射控制装置判断反馈信息与装定信息是否一致，如果一致，则 发射控制装置向光电火控装置反馈装定成功；如果不一致，则发射控制装置重新 发送装定信息到起爆控制装置，返回步骤2.4。如果重复返回三次步骤2.4，装定 信息均未装定成功，则发射控制装置向光电火控装置反馈装定失败。

如上所述步骤3中的预发射步骤包括以下步骤：发射控制过程中，首先光电 火控装置发送预发射处理命令到发射控制装置，发射控制装置再将发送预发射处 理命令传输到起爆控制装置，起爆控制装置收到预发射处理命令后会获取当前火 箭弹状态，若当前火箭弹状态满足发射条件，则起爆控制装置向发射控制装置返 回满足发射信息，解除保险锁定，并等待点火指令，发射控制装置将满足发射信 息发送给光电火控装置。若当前火箭弹状态不满足发射条件，则起爆控制装置向 发射控制装置返回拒绝发射信息，发射控制装置将拒绝发射信息发送给光电火控 装置。

需要指出的是，本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。 本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改 或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求 书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，利用一种基于感应通信的火箭弹发射控制系统，包括光电火控装置，光电火控装置通过CAN总线与发射控制装置连接，发射控制装置与起爆控制装置连接，发射控制装置通过第一IIC接口与第一感应线圈传输模块连接，第二感应线圈传输模块通过第二IIC接口与发射控制装置连接，

第一感应线圈传输模块包括第一调制解调器与第一收发感应模块，第一IIC接口通过第一调制解调器与第一收发感应线圈连接；

第二感应线圈传输模块包括第二调制解调器与第二收发感应模块，第二IIC接口通过第二调制解调器与第二收发感应线圈连接；

第一感应线圈传输模块与第二感应线圈传输模块无线连接，

光电火控装置与地面站连接，

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、无人机起飞前，起爆控制装置进行上电并进行自检测，并将检测结果通过发射控制装置返回给光电火控装置，光电火控装置将检测结果无线传输返回至地面站，发射控制装置上电后进行初始化，起爆控制装置自检测和发射控制装置上电初始化完成后，无人机起飞；

步骤2、通过光电火控装置搜寻并追踪目标，当锁定目标后，电火控装置首先通过CAN总线向发射控制装置发送装定信息，进行装定信息的装定步骤，

步骤3、进入预发射步骤，起爆控制系统再次确认火箭弹情况，当满足发射条件后，解除保险锁定，等待点火指令，

步骤4、作战人员使用地面站将点火指令发送至光电火控装置，光电火控装置再通过CAN总线将点火指令发送至发射控制装置，发射控制装置将点火指令依次通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二感应线圈传输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置，

步骤5、点火发射完成后，起爆控制装置会再次进行自检测，自检测完成后起爆控制装置依次通过发射控制装置、光电火控装置向地面站返回弹药在位情况，若地面站接收到弹药不在位结果则表明发射成功，完成打击任务，无人机返回；若地面站接收到弹药在位结果则表明发射失败，打击任务失败，无人机返回。

2.根据权利要求1所述的一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，其特征在于，所述的步骤1中发射控制装置上电后进行初始化包括以下步骤：

步骤1.1、系统参数初始化：包括IIC接口、定时器等初始化，

步骤1.2、接着发射控制装置的主控单片机查询所连接的CAN总线上是否有光电火控装置传输过来的数字信号，如果有则将数字信号通过第一IIC接口发送到第一调制解调器，第一调制解调器调制为对应的交流信号，交流信号通过第一收发感应线圈发送给第二收发感应线圈，通过第二调制解调器对交流信号解调后获得数字信号并通过第二IIC接口将数字信号发送到起爆控制装置，起爆控制装置接收到数字信号后，执行进行相应动作，如果发射控制装置识别CAN总线上没有数字信号，则发射控制装置识别起爆控制装置是否传输有数字信号，如果有则发射控制装置接收起爆控制装置发送的数字信号并通过CAN总线发送给光电火控装置。

3.根据权利要求1所述的一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，其特征在于，所述的步骤1中起爆控制装置进行上电并进行自检测包括以下步骤：

光电火控装置首先通过CAN总线向发射控制装置发送检测指令，发射控制装置将检测指令通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二感应线圈传输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置，起爆控制装置收到检测指令后，首先进行对内部的RAM、FLASH、CPU、RS422、开关量输入输出进行自检，接着进行弹药在位检测，缺省信息回读，已装定信息回读以及电容电量检测，检测完毕后将检测结果返回给发射控制装置，发射控制装置通过CAN总线将检测结果发送给光电火控装置。

4.根据权利要求1所述的一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，其特征在于，所述的步骤2中进行装定信息的装定步骤包括：

步骤2.1、光电火控装置将装定信息通过CAN总线发送给发射控制装置，

步骤2.2、发射控制装置将接收的装定信息依次通过第一IIC接口、第一感应线圈传输模块、第二感应线圈传输模块、第二IIC接口传输给起爆控制装置，

步骤2.3、起爆控制装置收到装定信息后，根据装定信息选择毁伤模式，并将装定信息存储到非易失存储器之中，

步骤2.4、起爆控制装置从非易失存储器中读取装定信息作为反馈信息并将反馈信息传输到发射控制装置，

步骤2.5、发射控制装置判断反馈信息与装定信息是否一致，如果一致，则发射控制装置向光电火控装置反馈装定成功；如果不一致，则发射控制装置重新发送装定信息到起爆控制装置，返回步骤2.4，如果重复返回三次步骤2.4，装定信息均未装定成功，则发射控制装置向光电火控装置反馈装定失败。

5.根据权利要求1所述的一种基于感应通信的火箭弹发射控制方法，其特征在于，所述的步骤3中预发射步骤包括以下步骤：

首先光电火控装置发送预发射处理命令到发射控制装置，发射控制装置再将发送预发射处理命令传输到起爆控制装置，起爆控制装置收到预发射处理命令后获取当前火箭弹状态，若当前火箭弹状态满足发射条件，则起爆控制装置向发射控制装置返回满足发射信息，解除保险锁定，并等待点火指令，发射控制装置将满足发射信息发送给光电火控装置，若当前火箭弹状态不满足发射条件，则起爆控制装置向发射控制装置返回拒绝发射信息，发射控制装置将拒绝发射信息发送给光电火控装置。

Images