某型裝備超短波通信網模擬訓練器設計

摘 要：文章設計實現的模擬訓練器具有參數設置、通信組網、分解結合、維修訓練等功能，具有較高的軍事、經濟效益和推廣應用前景。希望通過文章的分析，能夠對相關工作提供參考。

關鍵詞：模擬訓練器；維修訓練；設計

引言

隨著我軍高新裝備的不斷配發，模擬訓練器的研制已經在各個兵種大范圍的開展，但從實際效果來看，目前主要局限在對實裝操作的模擬訓練裝置研制上，較少開展維修模擬訓練裝置的研究，歸其原因主要為：經過裝備操作訓練，操作步驟較好掌握，便于進行操作模擬訓練裝置研制；但裝備維修訓練，局限于真實故障的產生和需要維修人員較高的理論水平，不便于實際模擬。“某型裝備超短波通信網模擬訓練器”綜合運用多種技術，仿真度較高，可廣泛用于院校、部隊的教學與培訓，可開展操作使用模擬訓練[1]、通信組網操作訓練、分解結合訓練、維修模擬訓練等科目。

1 系統組成

系統組成包含A站設備及B站設備，兩個站體設備完全一致，分別包含主控計算機1臺、通信控制設備模擬裝置1臺和超短波電臺模擬裝置1臺，可實現兩站體之間的操作及維修訓練。

A站與B站通信時借助電臺模擬裝置采用無線方式實現，可進行話音和數據傳輸。在站體內部，模擬的單體設備通過RS-485總線與主控計算機連接，主控計算機作為RS-485總線主控設備，通信控制設備模擬裝置和超短波電臺模擬裝置作為子設備，主控計算機可以通過RS-485總線實時在線主動查詢和設置通信控制設備模擬裝置和超短波電臺模擬裝置，更加逼近實裝操作。通過主控計算機還可以設置超短波電臺模擬裝置工作狀態，采集超短波電臺模擬裝置工作參數，并與通信控制設備模擬裝置進行組網通信，用于代替實裝進行模擬維修訓練。

2 系統功能

超短波通信網模擬訓練器具有以下功能：（1）單裝操作訓練：能進行通信控制設備的操作使用訓練，操作使用方式、操作界面與實裝一致；能通過主控計算機軟件設置超短波電臺模擬訓練器的各種參數。（2）通信組網訓練：能進行超短波通信網組網訓練。（3）分解結合訓練：能進行單裝設備的分解結合訓練，其內外部結構與實裝一致。（4）故障設置及維修訓練：能通過計算機軟件自動、人工手動兩種方式設置并模擬單裝設備各電路板的故障，其故障現象與實裝一致；維修訓練可以定位至電路板級，對故障電路板進行換件或通過主控計算機清除故障，可排除單裝設備故障。

3 硬件系統設計

3.1 通信控制設備模擬裝置

通信控制設備模擬裝置在內、外部結構上與實裝相同，結構圖如圖2所示，由底板提供總線插槽，總線插槽上插接嵌入式MCU、人機操作界面、8塊接口板、電源、鍵盤接口、外設接口等電路板，其中鍵盤控制板和LCD顯示屏位于前面板內側，與實裝結構一致。采用RS485接口通信方式連接到主控計算機，主控計算機軟件對通信控制設備進行設置，可設置參數和模擬故障，MCU根據主控計算機軟件參數設置情況，做出相應處理。主控計算機軟件設置故障時，MCU通過繼電器的斷開控制接口板的通斷，模擬故障現象，學員根據故障現象，分析并定位故障位置，及時維修故障，完成故障維修模擬訓練，并從中了解整個故障分析思路和故障排除過程，為以后在實裝維修中打下牢固基礎。

3.2 超短波電臺模擬裝置

超短波電臺模擬裝置結構圖如圖3所示，硬件結構包括嵌入式MCU、無線模塊、RS485通信接口、話機接口和數據設備接口。其中嵌入式MCU通過RS485通信協議和主控計算機連接，通過數據設備接口和通信控制設備連接，主要接收來自主控計算機軟件設置的頻段參數和密鑰，通過串行接口將數據寫入無線模塊，對無線模塊參數設置完成后，如果通信雙方電臺頻率設置在同一頻段內，密鑰相同，兩部無線電臺之間就可進行話音和數據通信。

4 軟件系統設計

4.1 上位機軟件

主控計算機軟件部分主要包括系統通信組網操作設置、自動故障設置模塊。其中系統通信組網操作包含站體身份選擇模塊、電臺參數設置模塊、鏈路監控狀態模塊、數據通信模塊等；自動故障設置包含故障設置模塊、故障恢復模塊、考核模塊等。

4.2 超短波電臺模擬裝置軟件

軟件由通信模塊、話音通信傳輸控制模塊、通信參數控制模塊和數據傳輸模塊組成。通信模塊負責模擬電臺的通信傳輸，一方面數據通信傳輸，另一方面進行通信參數的接收，接收到收發兩方的通信參數后進行判別，是否為正確的通信參數，如若正確，則進行通信傳輸，否則不進行通信傳輸，即使有數據或話音信號進行傳輸，通信參數控制模塊必須給出能夠傳輸或不能傳輸的決策。話音通信傳輸控制模塊主要負責控制話音傳輸，而數據傳輸模塊則負責數據通信傳輸。

4.3 通信控制設備模擬裝置軟件

通信控制設備一方面進行通信監聽，另一方面監測用戶輸入進行狀態查詢和參數設置，移植了VxWorks實時嵌入式操作系統，具有多任務調度功能，可同時運行多個進程并行工作。

5 結束語

文章提出并設計的模擬訓練器，功能齊全，滿足了使用部門對訓練器可靠性和逼真度的多方面要求，較好地解決了院校和部隊維修保障分隊訓練裝備缺乏及實裝訓練成本高昂的問題，起到良好的教學和訓練效果，具有較高的推廣價值和軍事經濟前景。

參考文獻

[1]蘇群星，劉鵬遠.大型復雜裝備虛擬維修訓練系統設計[J].兵工學報，2006，27（1）：79-83.