火控系統(tǒng)[1]是武器系統(tǒng)的指揮控制中心,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、科技含量高、故障檢測難度大,其系統(tǒng)工作的可靠性不僅影響對戰(zhàn)場態(tài)勢的正確判斷和對攻擊目標(biāo)的選擇,還直接影響武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能發(fā)揮和武器裝備及人員的安全,因此,必須對火控系統(tǒng)實施實時、準(zhǔn)確的檢測,以保障火控系統(tǒng)時刻處于良好狀態(tài)?;?a class="innerlink" href="http://theprogrammingfactory.com/tags/藍牙" title="藍牙" target="_blank">藍牙技術(shù)的火控檢測系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò),利用藍牙的無線傳輸取代傳統(tǒng)的有線電纜傳輸,同時利用藍牙的網(wǎng)絡(luò)特性,實現(xiàn)火控系統(tǒng)檢測的無線化、網(wǎng)絡(luò)化、簡單化,大大提高了檢測能力及效率,拓展了武器檢測系統(tǒng)在惡劣或特殊環(huán)境中的應(yīng)用。
藍牙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
藍牙微微網(wǎng)
藍牙可以提供點對點或點對多點的連接,最基本的網(wǎng)絡(luò)組成是微微網(wǎng)[7],也稱皮克網(wǎng)(Piconet)。在同一微微網(wǎng)內(nèi),藍牙單元享有同一條信道,一個微微網(wǎng)內(nèi)有且僅有一個主單元(unit),其余為從單元(slave unit)。主單元發(fā)起連接,決定微微網(wǎng)通信信道,控制整個工作過程,藍牙微微網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1A。
微微網(wǎng)內(nèi)主單元和從單元在硬件上沒有區(qū)別,這樣組網(wǎng)非常簡單和方便。藍牙限制了微微網(wǎng)的單元數(shù)量,同一時間一個微微網(wǎng)最多只能有7個從單元處于活動狀態(tài),其余單元處于休眠狀態(tài),處于休眠狀態(tài)的藍牙設(shè)備可以通過激活模式和休眠模式的切換,將原來激活的7個從設(shè)備變?yōu)樾菝?,而使原來處于休眠的從設(shè)備被激活。
藍牙散射網(wǎng)
為了消除限制數(shù)量對通信的影響,同時提高頻譜的利用效率,藍牙允許同一區(qū)域內(nèi)同時存在多個微微網(wǎng),這樣多個交疊覆蓋的微微網(wǎng)就構(gòu)成一個分布式散射網(wǎng)(scatter net),如圖1B。一個微微網(wǎng)的主單元既可以是連接另一微微網(wǎng)的主單元,也可以是連接從單元。每一個微微網(wǎng)擁有自己的信道,主單元按照跳頻系列中的不同頻率識別不同的從單元,散射網(wǎng)用識別頻率來區(qū)分各個不同的微微網(wǎng)。這樣,藍牙通過簡單的網(wǎng)絡(luò)控制就可以實現(xiàn)更多設(shè)備之間的通信,但同時也增加了藍牙設(shè)備之間通信干擾的可能性。
系統(tǒng)總體設(shè)計
本設(shè)計主要是利用藍牙無線傳輸技術(shù),將火控檢測系統(tǒng)主機無線連接起來,構(gòu)成藍牙微微網(wǎng),實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸與資源共享。本文在硬件上采用BlueCore4-External藍牙模塊設(shè)計開發(fā)了藍牙串口適配器,取代有線電纜。在此基礎(chǔ)之上,開發(fā)了系統(tǒng)的軟件,實現(xiàn)了藍牙無線網(wǎng)絡(luò)的搭建。其構(gòu)成的藍牙微微網(wǎng)示意圖如圖2所示。
火控檢測系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)
硬件實現(xiàn)
藍牙串口適配器選用CSR公司的BlueCore4-External藍牙模塊。該模塊尺寸僅為26.9×13×2.2(mm),采用3.3V供電模式,完全符合藍牙規(guī)范v2.0+EDR,能夠提供符合藍牙規(guī)范的數(shù)據(jù)和語音通信,支持IIC、UART、PCM、USB等總線接口,擁有8Mbit的Flash(內(nèi)存),可實現(xiàn)100m的通信,支持點對點、點對多點的工作方式。藍牙串口適配器采用BlueCore4-External模塊,其主要電路包括電源電路、復(fù)位電路、藍牙模塊UART轉(zhuǎn)RS-232串口電路、其它輔助電路以及藍牙天線設(shè)計,其具體電路見圖3。
電源電路整個藍牙串口適配器采用5V供電,直接由主機的USB口提供。Bluecore4-External藍牙模塊是3.3V供電。電路采用AS1117低壓差線性穩(wěn)壓器,將5V電壓轉(zhuǎn)化成3.3V穩(wěn)定電壓供藍牙模塊。
復(fù)位電路Bluecore4-External藍牙模塊有一個外部復(fù)位引腳RESETB,復(fù)位信號低電平有效。復(fù)位電路采用簡單的接觸式按鍵控制,采用兩個10mF的電容并聯(lián)增加時延,使復(fù)位電路更有效。藍牙模塊上電后,RESET處于高電平,電容也將充電,當(dāng)按下S2后,C8、C9和S2構(gòu)成一個回路,電容逐步放電,使RESET(復(fù)位)端電壓為0;再當(dāng)S2松開時,藍牙模塊上電復(fù)位,從而實現(xiàn)手動按鈕復(fù)位,使藍牙模塊回到預(yù)先設(shè)置的狀態(tài),等待下一次連接。
主要采用RS232電平轉(zhuǎn)換器MAX3232。通過MAX3232,一方面將主機的信號轉(zhuǎn)換送給藍牙模塊;另一方面將藍牙模塊的TX、RTS、RX、CTS分別與MAX3232的RxD、CTS、TxD和RTS相連,完成藍牙UART接口與RS232信號的轉(zhuǎn)換,并通過RS232接口傳送給主機。利用MAX3232也就是提供RS-232電平轉(zhuǎn)換,使RS232層與藍牙芯片3.3V邏輯層連接。注意串口與Bluecore4-External的波特率一致。