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    案例頻道

    激光模擬訓練系統的設計
    • 企業:控制網     行業:市政工程    
    • 點擊數:1980     發布時間:2006-07-23 03:05:26
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    本文簡要描述了國內外激光打靶模擬訓練系統的發展狀況以及發展趨勢,提出了激光模擬訓練系統的設計思路,并且對人員管理、成績統計查詢等各個功能模塊進行了簡單陳述,最后對應用結果進行了總結分析。

    0 引言

       
       
    目前國內的射擊訓練多用實彈進行,軍費開支相當龐大,而且如果進行不同方位的射擊訓練,從安全方面考慮需要找到一個三面有封閉物的場地,即便這樣,也會存在安全隱患。對場地封閉性的高要求,給即時訓練帶來了阻礙,并且在射擊后查詢成績時也有諸多不便。


        隨著科技的發展和時代的進步,很多國家都自行研制了部隊的模擬訓練器材,中國軍隊訓練的管理與建設也面臨
    著挑戰,人員信息管理復雜煩瑣,實彈訓練開支龐大,訓練存在安全隱患。如何實現和平時期對軍隊有效的管理訓練,真正做到“科技練兵,科技強軍”,是對軍隊現代化提出的新課題。為了解決上述一系列問題,我們對此進行了一些研究實驗工作,設計了這套激光模擬訓練系統。


    1
    系統的功能

       
        本系統可以對模擬打靶過程進行實時監控,顯示打靶人員的個人信息,歷史成績,以及當前打靶情況,能夠直觀顯示擊中部位。并且能夠根據需要及時的保存打靶結果。操作簡單便捷,顯示效果直觀。同時本系統也是個功能完善的人員管理系統,可以通過數據庫對訓練人員的個人信息進行一系列編輯操作,對參加訓練人員的成績按不同的方式進行統計查詢,最后打印輸出結果。


    2
    硬件設計簡介


        本系統的靶部分是完全采用軍隊打靶時的人型靶設計,即以平面人體為模型,按0.7的比例縮小為人型靶,靶表面每隔0.02m均勻排布著紅外探測器,從而形成了一個紅外探測器陣列。紅外發射器的光斑只要覆蓋到其中某個探測器,光敏管就立即導通,發生狀態變化,單片機51芯片不斷的對探測器陣列進行掃描,如果檢測到有變化,將立即把該探測器的坐標位置(行、列)以及被打中的信號通過現場CAN總線傳輸到監視計算機,進行報靶顯示,實現了對目標靶的實時監控。此外,目標靶上設計有背景光檢測電路,可排除日照等外界因素對系統的干擾。本系統一共有全身靶兩塊,胸靶兩塊,頭靶一塊,針對不同的靶型,訓練人員采用站立、蹲下、俯臥不同的姿勢進行射擊。硬件電路的基本原理圖如圖1所示。

     

     

     


    3
    軟件開發設計


    3.1
    本系統完全采用VB作為編程語言,進行管理系統界面的設計,通過調用Access數據庫進行各種操作:訓練人員信息的保存、修改、刪除;各班、各靶成績的查詢統計和圖表顯示;訓練人員打靶成績的實時監控、保存等。系統框圖如圖2所示:



    3.2
    功能模塊
       
        各功能模塊的功能特點詳細描述:


        (1)系統管理:登陸的操作人員可以修改自己的登陸密碼。


        (2)系統維護:對系統存儲的各種資料進行刪除、修改、添加等編輯工作。為了避免系

    統資料被閑雜人員隨意修改,此功能塊設置了查看權限,即本系統中只有擁有教練員的用戶名和密碼才能進入此菜單。進入此菜單可以分別選擇不同的功能對訓練人員表、用戶表、成績表、班級表、連表、排表進行刪除、修改、添加等維護工作。

     
        (3)成績查詢:可以按不同的查詢模式對訓練人員成績進行分類查詢,并且打印出成績。

    l         個人成績查詢:可以選擇按學號或者按姓名查詢個人的打靶成績,并且同時顯示人員的個人信息。如果某人有多次打靶記錄,可以選擇顯示某一次的打靶成績或者所有輪次的打靶成績。

    l         其他查詢:選擇班級(排號、連號、單位)以及年度查詢某一個班(排、連、單位)某一年所有學員的一次或者所有輪次的打靶成績,并用圖表顯示。


        (
    4)統計:對各個班(靶)的成績進行統計,算出及格人數,以及某班(靶)的及格率,畫出坐標圖,該坐標圖以班級(靶號)為橫坐標,以及格率為縱坐標。本系統中如果五塊靶打中三塊則設定為合格,而一個班所有合格人數與總人數比值如果等于“1”則該班成績優秀,大于“0.9”為良,大于“0.8”為合格,否則不合格。


        (
    5)實時監控:CAN卡通過RS232轉換器把目標靶信息傳輸到監控計算機,監控計算機通過VB里的MSCOMM控件實現通訊,圖3即為實時監控界面。



     

    為了能夠真實反映打靶情況,此界面中所有靶圖都是將實際靶的大小按比例縮小繪出的,坐標點也對應于真實靶相應的位置。在本管理系統與硬件之間的通訊上,制定了一系列的通訊協議。單片機正常通訊的時候每次發送10個字節,依次為:





    根據設定的通訊協議,需要對MSCOMM控件的屬性進行設定,


        其中:InputMode1-comInputModeBinary,即一次輸入所有的字符;

    Settings19200,n,8,1,即串行通訊的波特率為19200bit/s,無奇偶校驗,8位數據位,一位停止位;

    InputLen10,一次從接收緩沖區中讀取的10個字符。


        本功能模塊通訊的工作流程:首先順次向各靶進行問詢,如果通訊狀態良好,該靶發回一組數據,表示此時的狀態,每一組數據有十位,系統逐位校驗。如遇錯誤字符,字符串逐次往前移一位,循環校驗。校驗完一組數據,則所有字符向前移十位,系統將對下一塊靶查詢,然后檢測下一組數據。為了避免長時間的等待,設置了
    timer控件,interval100ms,當過了1s后仍無應答,系統認為此靶通訊失敗,繼續下一塊靶的查詢。

      
        在不連接硬件或者通訊端口關閉的情況下(此時右上角的通訊狀態燈呈紅色),可以通過選擇姓名、打靶時間、批次、靶號來顯示訓練人員的個人信息、歷史成績,包括打中信息以及打中位置。


        在通訊端口打開,并且硬件準備良好的情況下(右上角的通訊狀態燈呈綠色),首先輸入打靶人員的姓名,點擊開始訓練,等訓練人員結束打靶后,保存成績。為了能更直觀的監測到各個靶的通訊狀態,在本功能塊中每個靶圖下都顯示各個靶的通訊狀態。如果該靶打中,則被打中靶頭部顯示紅色,音響發出被打中的聲音,同時顯示打中部位。


        (
    6)數據整理:當系統運行一段時間后,數據庫中生成一些垃圾數據或過時的數據,要定期地對數據庫進行整理(時間通常應該是一年左右),這樣可使系統運行的速度更快。.需要注意的是進行數據整理前,先關閉當前操作的其它窗口,并且保證本部門內其它聯網的計算機沒有在使用。


        (
    7)退出:可以退出本管理系統。


    3.3
    數據庫的建立


        本系統數據庫中最基本的兩個表分別是訓練人員表和成績表,前者記錄了訓練人員的個人信息,而后者則是參加訓練人員的打靶成績。訓練人員表所包含的字段名、類型和寬度如表一所示:



    其中,學號是用于訓練人員在庫中的編號,每個學號都是唯一的,且不允許為空,在需要查詢人員信息或者成績的時候,學號都將作為一個重要主鍵,進行搜索。同時,學號也是訓練人員表和成績表連接的重要字段。

    成績表所包含的字段名、類型和寬度如表二所示:


      


        為了簡化程序,此表中的成績的數據類型均設計為數字型,只要為“1”即為打中,“0”則未打中。而如果打中,則會有相應的行、列數,否則都為“0”。為了打靶完畢后查看成績的需要,必須記錄打中時所對應的行、列數。以便能夠更直觀顯示打靶結果。

    除了上述的兩個表,本系統還有班級表、連表、排表和用戶表等。用戶表記錄的是操作此管理系統的人員信息。班級表、連表、排表分別記錄班級、連、排的信息


    4
    結束語


        本系統操作簡單,界面簡潔。完全采取中文提示,操作者能夠方便使用。并且真實準確、實時有效的反映打靶成績。同時也能夠將成績以
    EXCEL表格的形式打印出來。在實現軍隊模擬訓練的“自動化”方面,有著一定積極作用。但是本系統尚有不足之處,需要接受實際操作的考驗,并且不斷提高改進。


    參考文獻:

    [1] 戴炳明 智能型光電打靶模擬訓練系統[J],半導體光電19卷第3 1998.6

    [2] 蘇春曉 激光打靶實驗數據采集與處理系統[J],核電子學與探測技術15卷第6 1995.11

    [3] 張宏林 Visual Basic 開發數據庫[M],人民郵電出版社 1999.11

    [4] 胡漢才 單片機原理及其接口技術[M],清華大學出版社 2000.5

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