CN209386896U - 一种便携无线控制导航装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种便携无线控制导航装置，采用无线射频通信方式，通过无线链路在预设频段与航空制导炸弹进行信息交互，接收挂载在载机上的精确制导炸弹状态信息，根据显示屏上航空制导炸弹状态信息及GPS信息，操纵无线火控装置给精确制导炸弹发送操作指令，同时将接收的卫星GPS信息发送给精确制导炸弹。采用自供电方式，可以适应在不对载机进行大量改动的情况下实现挂载制导炸弹的需求。本便携装置独立于载机，集成度高，装置包含无线通信模块、显示屏、GPS接收装置、按键控制模块、中央处理器单元、无线模块天线等，设备人机交互性好，使用方便，通用性强，减少长周期的载机火控系统改造，降低改造成本，提高航弹的载机适应性。

Description

一种便携无线控制导航装置

技术领域：

本实用新型涉及一种便携无线控制导航装置，即一种弹机无电气系统交联的无线控制导航装置，属于航空制导炸弹控制技术领域。

背景技术

目前国内外现有载机火控系统为实现与航空炸弹的通信，普遍采用有线交联，达到实现载机对航空炸弹的控制及提供导航信息，这就导致了航空炸弹挂载不同载机时，都需要对挂载平台的火控系统进行改造，而载机的系统改造工作量庞大，耗时较长，会大大增加载机改造的工作量，增加试验成本，降低了挂飞效率，拖慢试验进度及应用时工作效率。

实用新型内容：

本实用新型解决的技术问题为：采用无线射频通信，组成控制导航系统，可避免对挂载载机的火控系统进行线路改造，理论上不受机型限制，实现弹机火控系统交联，大幅缩短载机改造周期，节约改造成本。

本实用新型的技术方案：一种便携无线控制导航装置，包括：无线通信模块、显示屏组件、GPS接收装置、按键控制模块、中央处理器单元、操控按键；

按键控制模块通过操控按键与中央处理器单元连接，中央处理器单元通过无线通信模块与航空制导炸弹连接，显示屏组件与中央处理器单元连接，GPS 接收装置与中央处理器单元连接；

GPS接收装置，接收GPS信息并将GPS信息发送给中央处理器单元存储；由中央处理器单元通过无线通信模块将GPS信息送至为航空制导炸弹，为航空制导炸弹提供导航信息；

按键控制模块接收外部操控指令，控制与外部指令对应的操控按键按下并向中央处理器单元发出操控指令，中央处理器单元接收到操控指令后，即检测到按键按下，并识别按下的操控按键对应的操控指令，中央处理器单元将按下的操控按键对应的操控指令通过无线通信模块送至航空制导炸弹；

无线通信模块能够接收航空制导炸弹的状态信息，并将航空制导炸弹的状态信息发送给中央处理器单元存储；

中央处理器单元能够将状态信息、GPS信息发送至显示屏组件；显示屏组件，能够显示航空制导炸弹状态信息、GPS信息。

还包括程序烧写接口；中央处理器单元，包括主控制器、FLASH存储器、 Micro SD存储器、RS422转换电路、RS232转换电路、电池电压监测电路、板载LED；

RS422转换电路通过程序烧写接口与外部连接，同时RS422转换电路与主控制器连接；主控制器通过RS232转换电路与GPS接收装置连接；主控制器与 FLASH存储器、Micro SD存储连接；电池电压监测电路和板载LED均与主控制器相连；

主控制器控制FLASH存储器，存储GPS信息；主控制器控制Micro SD 存储器，存储航空制导炸弹的状态信息；RS232转换电路，从GPS接收装置接收GPS信息，送至主控制器；RS422转换电路能够通过程序烧写接口与外部进行数据交换，并将程序烧写接口写入的信息经过转换送至主控制器；同时将主控制器的信息进行转换后通过程序烧写接口输出至外部；电池电压监测电路，实时采集中央处理器单元的工作电压，进行实时监测，低于工作电压表示电量低，向外部发出充电信号，由外部给便携无线控制导航装置充电；板载LED实时采集主控制器的工作状态信息，并根据采集的工作状态信息，显示主控制器是否正常工作，板载LED亮起表示正常工作，否则表示异常工作。

还包括8080并口；显示屏组件，包括LED背光、液晶屏、液晶屏驱动芯片、亮度调节电路；

液晶屏通过亮度调节电路与液晶屏驱动芯片连接，液晶屏驱动芯片与主控制器连接；

主控制器向液晶屏驱动芯片发送控制指令，液晶屏驱动芯片接收到控制指令后控制液晶屏开启；同时液晶屏驱动芯片能够通过亮度调节电路控制液晶屏的 LED背光的亮度；主控制器能够通过8080并口向液晶屏发送需要显示的信息。

还包括电源控制组件，电源控制组件，包括电池接口、电源模块、板上电源、电源指示灯；

电源模块通过电池接口连接外部电源，电源模块连接无线通信模块、显示屏组件、GPS接收装置、按键控制模块、中央处理器单元、操控按键；电源指示灯连接电池电压监测电路；

电池接口，能够连接外部电源对电源模块进行充电；

电源模块给便携无线控制导航装置供电，同时通过板上电源连接电池电压监测电路，当电池电压监测电路监测到电压低于工作电压时，由电源模块及时供电，在充满电时电池电压监测电路箱电源指示灯发出亮起信号，电源指示灯在便携无线控制导航装置充满电时亮起。

便携无线控制导航装置通过安装板安装固定在方便飞行员使用的位置；

显示屏，可以显示炸弹类型，挂点悬挂物状态信息，进行炸弹状态管理操作。

显示屏组件具有智能化调节与节能功能，在不需人机交互时可关闭显示功能，并可根据外部光线自动或根据用户要求手动改变屏幕的亮度。

GPS接收装置上设置有GPS接收天线，能够根据实际应用调整接收方向。

便携无线控制导航装置中的无线通信模块上设有无线通信天线，能够根据弹的实际位置，调整接收方向，与弹上的无线装置通信

便携无线控制导航装置安装于飞行器座舱中。

还包括语音模块组件，包括蜂鸣器和语音模块，蜂鸣器能够发出多种声音，通过声音的不同提示便携无线控制导航装置的状态，包括通信不正常、无法接收GPS信息；语音模块提示飞行员根据便携无线控制导航装置的状态指示进行相应操作。

无线通信模块是指具有收发功能的射频模块，可以接收炸弹状态信息和发送控制指令信息，也可以向炸弹发送对准数据和指令数据。

安装板，位于火控装置的背面，通过安装板将无线火控装置安装固定在方便飞行员使用的位置。

无线通信模块天线，用于辐射和接收无线电波，天线集成在无线控制导航装置内。

本实用新型相比现有技术的有益效果是：

(1)本实用新型是独立于载机的装置，使用方便，通用性强，可避免成本高，周期长的载机火控改造，提高飞机的兼容性。

(2)本实用新型充分利用系统集成技术，体积小、重量轻、结构紧凑，模块化程度高，主要部件通用性和扩展性强，线缆连接关系简单，升级改造容易，软硬件的更新方便。

(3)本实用新型操作简单，界面友好，便于使用人员掌控，方便部队训练、使用、维护和保障。

(4)本实用新型采用无线射频通信方式，可实现无需改装载机完成航空炸弹的投放

附图说明：

图1是本实用新型装置的示意图。

图2是本实用装置装置模型示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

随着载机型号呈现出多样化趋势，航空炸弹挂载不同载机时，都需要对挂载平台的火控系统进行改造，这无疑增加了工作量，降低了挂飞效率，拖慢了试验进度。采用无线信号传输，可避免对挂载载机的火控系统进行线路改造，理论上不受机型限制，实现弹机火控系统交联。

本实用新型是为了解决航空制导炸弹与载机火控系统无交联时所提出的一种便携无线控制导航装置(即一种弹机无电气系统交联的无线控制导航装置)，是一个可以安装在载机座舱内或者绑在飞行员腿上的一个便携显示控制设备。本装置将GPS接收机集成在无线控制导航盒内，装置可接收GPS信息为航空制导炸弹提供导航信息。无线控制导航装置是采用无线射频通信方式，通过无线链路在预设频段与航空制导炸弹进行信息交互，接收挂载在载机上的精确制导炸弹状态信息，并在设备显示屏上显示相关信息。飞行员可根据显示屏上航空制导炸弹状态信息及GPS信息，操纵无线火控装置给精确制导炸弹发送操作指令，同时将接收的卫星GPS信息发送给精确制导炸弹。射频天线集成于无线控制导航装置提手内，提高系统集成度。本实用新型采用自供电方式，与现有的载机平台之间没有电气连接，可以适应在不对载机进行大量改动的情况下实现挂载制导炸弹的需求。本便携装置独立于载机，集成度高，装置包含无线通信模块、显示屏、GPS接收装置、按键控制模块、中央处理器单元、无线模块天线等，设备人机交互性好，使用方便，通用性强，减少长周期的载机火控系统改造，降低改造成本，提高航弹的载机适应性。

本装置提出的无线控制导航装置独立于载机，是精确制导炸弹的配套设备，与航空炸弹进行无线通信，人机交互性好，使用方便，通用性强，减少长周期的载机火控改造，降低改造成本，提高航弹的载机适应性。

如图1和图2所示，便携无线控制导航装置包括：无线通信模块、显示屏组件、GPS接收装置、按键控制模块、中央处理器单元、操控按键；无线通信模块，能够与航空制导炸弹进行无线通信，接收航空制导炸弹的状态信息，并将其发送给中央处理器单元，还能够根据中央处理器单元的指令向弹发送操控指令和GPS信息；

显示屏组件，能够显示航空制导炸弹状态信息、GPS信息，提供直观的人机交互界面；

GPS接收装置，接收GPS信息并将其发送给中央处理器单元，进而由中央处理器单元通过无线通信模块为炸弹提供导航信息；

按键控制模块，通过控制操控按键按下实现对炸弹的控制，中央处理器单元检测到按键按下后识别具体的按键操作。

本实用新型的一种便携无线控制导航装置可以实现无线火控功能，将便携无线控制导航装置中的电源模块充满电，打开电源；对无线控制导航装置装载所需的目标参数，频率参数；操控按键切换不同挂点及不同弹号，通过便携无线控制导航装置上的显示屏以查看弹与火控装置通信连接状态是否稳定，当通信连接状态稳定时，选中要投放的精确制导炸弹，实现炸弹与无线控制导航装置的通信，在弹上充满电后，满足炸弹投放条件后，激活炸弹并进行投放。当通信连接状态不稳定时，不进行通信；

其中，对无线控制导航装置装载所需的目标参数，频率参数，具体如下：

通过程序烧写接口、RS422转换电路对便携无线控制导航装置装载所需要的目标参数和无线通信模块的工作频率

按键切换不同挂点及不同弹号，通过便携无线控制导航装置上的显示屏以查看弹与火控装置通信连接状态是否稳定，具体如下：

飞行器挂弹执行任务，为不同挂点的弹设置不同的单号，通过按键控制模块选择需要控制的弹，通过显示屏组件查看弹与无线控制导航装置的无线通信是否稳定或受到干扰，

程序烧写接口所采用模块为STM32系列，支持SPI、UART、I2C、DIO 功能。

中央处理器单元(MCU)通过无线模块接收炸弹状态，将GPS导航信息、炸弹状态等信息显示在屏幕上，MCU通过无线通信模块向炸弹发送指令，通过安装板可以将无线控制导航盒安装固定在方便飞行员使用的位置，数据存储模块用于记录火控装置采集到的数据、接收到的炸弹状态数据、向炸弹发送的指令等信息。显示屏，可以显示炸弹类型，挂点悬挂物状态信息，进行炸弹状态管理等操作。显示屏具有智能化调节与节能功能，在不需人机交互时可关闭显示功能，并可根据外部光线自动或根据用户要求手动改变屏幕的亮度。

所述的MCU，接收炸弹状态，向炸弹发送指令，管理数据采集模块、显示屏、进行无线通信控制。所述的GPS接收机，负责接收GPS信息，并通过串口传给MCU，再通过无线通信模块发送给航空制导炸弹。无线通信模块是指具有收发功能的射频模块，可以接收炸弹状态信息和发送控制指令信息，也可以向炸弹发送对准数据和指令数据。无线通信模块天线，用于辐射和接收无线电波，天线集成在无线火控装置提手内。便携无线控制导航装置还设有安装板，位于火控装置的背面，通过安装板将无线火控装置安装固定在方便飞行员使用的位置。

数据存储模块，存储采集到的数据、接收到的炸弹状态数据、向炸弹发送的指令等信息。电源模块，指可充电电池，给无线火控装置内所有电子设备提供电源。外部接口，程序烧写口，电池充电口，与外部通信的串口。

本实用新型是独立于载机的装置，使用方便，通用性强，可避免成本高，周期长的载机火控改造，提高飞机的兼容性。充分利用系统集成技术，体积小、重量轻、结构紧凑，模块化程度高，主要部件通用性和扩展性强，线缆连接关系简单，升级改造容易，软硬件的更新方便。本实用新型操作简单，界面友好，便于使用人员掌控，方便部队训练、使用、维护和保障。

Claims (10)

1.一种便携无线控制导航装置，其特征在于包括：无线通信模块、显示屏组件、GPS接收装置、按键控制模块、中央处理器单元、操控按键；

按键控制模块通过操控按键与中央处理器单元连接，中央处理器单元通过无线通信模块与航空制导炸弹连接，显示屏组件与中央处理器单元连接，GPS接收装置与中央处理器单元连接；

GPS接收装置，接收GPS信息并将GPS信息发送给中央处理器单元存储；由中央处理器单元通过无线通信模块将GPS信息送至为航空制导炸弹，为航空制导炸弹提供导航信息；

按键控制模块接收外部操控指令，控制与外部指令对应的操控按键按下并向中央处理器单元发出操控指令，中央处理器单元接收到操控指令后，即检测到按键按下，并识别按下的操控按键对应的操控指令，中央处理器单元将按下的操控按键对应的操控指令通过无线通信模块送至航空制导炸弹；

无线通信模块能够接收航空制导炸弹的状态信息，并将航空制导炸弹的状态信息发送给中央处理器单元存储；

中央处理器单元能够将状态信息、GPS信息发送至显示屏组件；显示屏组件，能够显示航空制导炸弹状态信息、GPS信息。

2.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：还包括程序烧写接口；中央处理器单元，包括主控制器、FLASH存储器、Micro SD存储器、RS422转换电路、RS232转换电路、电池电压监测电路、板载LED；

RS422转换电路通过程序烧写接口与外部连接，同时RS422转换电路与主控制器连接；主控制器通过RS232转换电路与GPS接收装置连接；主控制器与FLASH存储器、Micro SD存储连接；电池电压监测电路和板载LED均与主控制器相连；

主控制器控制FLASH存储器，存储GPS信息；主控制器控制Micro SD存储器，存储航空制导炸弹的状态信息；RS232转换电路，从GPS接收装置接收GPS信息，送至主控制器；RS422转换电路能够通过程序烧写接口与外部进行数据交换，并将程序烧写接口写入的信息经过转换送至主控制器；同时将主控制器的信息进行转换后通过程序烧写接口输出至外部；电池电压监测电路，实时采集中央处理器单元的工作电压，进行实时监测，低于工作电压表示电量低，向外部发出充电信号，由外部给便携无线控制导航装置充电；板载LED实时采集主控制器的工作状态信息，并根据采集的工作状态信息，显示主控制器是否正常工作，板载LED亮起表示正常工作，否则表示异常工作。

3.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：还包括8080并口；显示屏组件，包括LED背光、液晶屏、液晶屏驱动芯片、亮度调节电路；

液晶屏通过亮度调节电路与液晶屏驱动芯片连接，液晶屏驱动芯片与主控制器连接；

主控制器向液晶屏驱动芯片发送控制指令，液晶屏驱动芯片接收到控制指令后控制液晶屏开启；同时液晶屏驱动芯片能够通过亮度调节电路控制液晶屏的LED背光的亮度；主控制器能够通过8080并口向液晶屏发送需要显示的信息。

4.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：还包括电源控制组件，电源控制组件，包括电池接口、电源模块、板上电源、电源指示灯；

电源模块通过电池接口连接外部电源，电源模块连接无线通信模块、显示屏组件、GPS接收装置、按键控制模块、中央处理器单元、操控按键；电源指示灯连接电池电压监测电路；

电池接口，能够连接外部电源对电源模块进行充电；

电源模块给便携无线控制导航装置供电，同时通过板上电源连接电池电压监测电路，当电池电压监测电路监测到电压低于工作电压时，由电源模块及时供电，在充满电时电池电压监测电路箱电源指示灯发出亮起信号，电源指示灯在便携无线控制导航装置充满电时亮起。

5.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：便携无线控制导航装置通过安装板安装固定在方便飞行员使用的位置。

6.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：显示屏，可以显示炸弹类型，挂点悬挂物状态信息，进行炸弹状态管理操作。

7.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：显示屏组件具有智能化调节与节能功能，在不需人机交互时可关闭显示功能，并可根据外部光线自动或根据用户要求手动改变屏幕的亮度。

8.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：GPS接收装置上设置有GPS接收天线，能够根据实际应用调整接收方向。

9.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：便携无线控制导航装置中的无线通信模块上设有无线通信天线，能够根据弹的实际位置，调整接收方向，与弹上的无线装置通信。

10.根据权利要求1所述的一种便携无线控制导航装置，其特征在于：便携无线控制导航装置安装于飞行器座舱中。