有關嵌入式微處理器的自行高炮火控監測系統的研究

高含闖

摘 要：隨著自動化技術和控制技術的發展，進一步推動了我國自行高炮火控系統的發展，如今自行高炮火控系統越來越復雜，對其的維修和檢查難度越來越大，因此必須加強對其監測系統的研究。本文主要分析了基于ARM的自行高炮火控監測系統的結構體系，闡述了基于ARM的自行高炮火控監測系統的硬件組成，并針對火控監測系統的軟件功能進行了研究和探討，以期實現對自行高排火控系統的模擬、數字和軸角信號的采集和處理。

關鍵詞：嵌入式處理器；自行高炮火控監測系統；結構體系

近年來我國軍事領域的科學技術發展取得了巨大的成就，如我國軍事裝備中的某自行高炮系統技術先進，且系統高度復雜，體現出我國軍事的高水平[1]。由于自行高炮系統的特殊性，必須加強對其的檢查，在維修、訓練和檢查中，均需要進行對火控系統的狀態監測。為了能夠實現對自行高炮火控檢測系統的狀態信息、故障信息等數據信息采集、分析和處理，本文主要針對基于ARM的自行高炮火控監測系統進行了探討。

1 基于ARM的自行高炮火控監測系統的結構體系

基于ARM的自行高炮火控監測系統的主要作用是針對目標跟蹤系統、火控系統、導航系統等進行監控，了解各系統的工作狀態，并做好火控計算機、跟蹤計算機、隨動控制箱、電視跟蹤器等信號的測試[2]?；贏RM的自行高炮火控監測系統主要是采用靜止方式和多點同步監測方式進行電氣系統的監測，詳細分析了電氣系統的各個環節，在日常操作訓練和裝備狀態檢查中應用效果較好。在自行高炮行進過程中的監測，主要是針對關鍵部位的狀態進行監測，即目標跟蹤狀態監測、隨動系統工作狀態監測、火控計算機諸元解算過程的監測等，能夠全面體現出裝備的工作狀況，可以快速發展故障問題。此外該監測系統還具有狀態顯示和報警能力。

2 基于ARM的自行高炮火控監測系統的硬件組成

基于ARM的自行高炮火控監測系統的硬件部分主要包含嵌入式系統平臺、報警電路、顯示控制模塊和數據采集電路[3]。其中嵌入式系統平臺作為整個系統的核心，與其他三個部分均產生互動，即其需要負責整個系統的運行；數據采集電路的作用是針對自行高炮火控系統的數據進行收集，并傳輸至嵌入式系統平臺；顯示控制模塊主要是起到人機交互作用和狀態顯示作用，即根據嵌入式系統平臺的數據信息進行內容的顯示與互動；報警電路主要是依據嵌入式系統平臺的指令針對裝備的故障問題發出警報信號。

本文研究的嵌入式系統平臺主要是利用三星公司生產的高性能嵌入式微處理器作為核心，內核包含ARM9TDMI、存儲管理單元和高速緩存，并擴展系統管理單元、實時時鐘、觸摸屏控制器等?；贏RM的自行高炮火控監測系統的數據采集電路主要利用三通電纜實現與自行高炮火控系統的連接，針對性選擇數據采集電路。一般模擬信號在需要經過降壓、隔離、濾波、模擬開關和AFDC等傳輸至嵌入式系統平臺；軸角系統則利用變壓器進行調理，傳輸至嵌入式系統平臺；數據信號字采用FPGA設計專門的接口電路傳輸至嵌入式系統平臺。此外部分模擬信號可以經過多電壓量程模數轉換芯片轉化為數字信號。顯示控制模塊主要擦用觸摸屏，起到操作便捷和攜帶方便的作用。報警電路主要是由GPIO進行控制，采用蜂鳴器和LED等閃爍實現警報作用。

3 基于ARM的自行高炮火控監測系統的軟件功能

基于ARM的自行高炮火控監測系統軟件設計主要采用Windows CE 5.0嵌入式操作系統，優勢比較明顯，可以定制出符合要求的系統?；贏RM的自行高炮火控監測系統具有緊湊型、高效性、實時性和通信能力強的特點，可以利用EVC進行相關功能的開發[4]。該系統的軟件功能主要有信號特征數據設計功能、數據采集功能、實時信號特征提取功能與分析功能等。

3.1 信號特征數據庫設計功能

基于ARM的自行高炮火控監測系統信號特征數據庫的主要作用存儲數據，即監測系統對信號的分類、采集、分析和處理，均需要依據信號特征數據庫才能夠實現，還具有故障定位的作用?？梢圆捎肳indows CE 5.0的SQL Server CE進行開發，訪問主要是采用AFFOCE。

3.2 數據采集功能

依據自行高炮火控系統的特征，針對不同的監測點采用不同的數據采集措施，一般可以分為定時采集、連續動態采集。在采集過程中還需要同時多點采集，即同步多點時鐘。此外數據采集功能實現還需要根據信號特點，選擇預先觸發采集方式、滯后觸發采集方式和實施觸發采集方式[5]。

3.3 實時信號特征提取功能與分析功能

實時信號特征提取功能的實現主要是利用時域分析和頻域分析結合，針對一般的模擬信號和數字信號，采用時域分析方式；針對數據和地址等并行通信信號采用時域多路信號處理方法；針對軸角信號和激勵信號采用頻域分析方法。此外一些信號還需要實施時頻分析措施。

3.4 決策處理功能

基于ARM的自行高炮火控監測系統開始運行后，選擇所需要監測的電纜，然后依據信號類型進行數據采集，采集的信號數據進行分析，依據分析結果決定是否故障，如果存在故障問題，則發出警報信號，并查詢數據庫進行故障定位，如果沒有故障問題，則返回信號的采集步驟，無限循環。

4 結束語

綜上所述，我國軍事領域自行高炮火控系統技術性越來越高，對其的技術保障難度也越來越高，因此必須加強對火控系統的監測，保證火控系統各狀態的安全性?；贏RM的自行高炮火控監測系統能夠針對火控系統、目標跟蹤系統等狀態進行孔，且可以實現多點同時監測和分析，進一步保障了火控系統的性能水平。

參考文獻

[1]劉逸飛，朱新華，段修生.S3C2440A的某裝備監測系統模擬信號采集模塊設計[J].火力與指揮控制，2011，12：150-153.

[2]蘇建東，段修生.自行高炮火控系統動態精度模擬中的視覺測量方法[J].火力與指揮控制，2014，12：178-181.

[3]張安青.某型高炮火控系統改造中的雷達適配器的設計[J].山西電子技術，2015，04：71-72.

[4]陳鏡同，孫世宇，段修生.某自行高炮火控系統數字信號并行采集方案設計[J].火力與指揮控制，2015，11：91-93.

[5]李強，歐陽攀.高炮火控解算視景仿真系統設計與實現[J].火力與指揮控制，2014，07：106-110.