企业简介

作为中国自动化领域的权威旗舰网络媒体，控制网创立于1999年7月，是中国举行的第十四届IFAC （International Federation of Automatic Control）大会的中国官方组织机构的唯一指定网站。控制网是中国自动化学会专家咨询工作 委员会（ECC）的秘书处常设之地。是北京自控在线文化传播有限公司开设的网站。

  • 公司类型：其他

联系方式
  • 控制网
  • 地址：北京市海淀区上地十街辉煌国际2号楼1504室
  • 邮编：100085
  • 电话：010-57116291 / 59813326
  • 传真：010-59813329
  • 网址：http://www.kongzhi.net
  • Email：mahongliang@kongzhi.net
  • 联系人：市场部
案例详细
标题激光模拟训练系统的设计
技术领域
行业
简介本文简要描述了国内外激光打靶模拟训练系统的发展状况以及发展趋势，提出了激光模拟训练系统的设计思路，并且对人员管理、成绩统计查询等各个功能模块进行了简单陈述，最后对应用结果进行了总结分析。
内容

0 引言

   
    目前国内的射击训练多用实弹进行，军费开支相当庞大，而且如果进行不同方位的射击训练，从安全方面考虑需要找到一个三面有封闭物的场地，即便这样，也会存在安全隐患。对场地封闭性的高要求，给即时训练带来了阻碍，并且在射击后查询成绩时也有诸多不便。


    随着科技的发展和时代的进步，很多国家都自行研制了部队的模拟训练器材，中国军队训练的管理与建设也面临着挑战，人员信息管理复杂烦琐，实弹训练开支庞大，训练存在安全隐患。如何实现和平时期对军队有效的管理训练，真正做到“科技练兵，科技强军”,是对军队现代化提出的新课题。为了解决上述一系列问题，我们对此进行了一些研究实验工作，设计了这套激光模拟训练系统。


1 系统的功能

   
    本系统可以对模拟打靶过程进行实时监控，显示打靶人员的个人信息，历史成绩，以及当前打靶情况，能够直观显示击中部位。并且能够根据需要及时的保存打靶结果。操作简单便捷，显示效果直观。同时本系统也是个功能完善的人员管理系统，可以通过数据库对训练人员的个人信息进行一系列编辑操作，对参加训练人员的成绩按不同的方式进行统计查询，最后打印输出结果。


2 硬件设计简介


    本系统的靶部分是完全采用军队打靶时的人型靶设计，即以平面人体为模型，按0.7的比例缩小为人型靶，靶表面每隔0.02m均匀排布着红外探测器，从而形成了一个红外探测器阵列。红外发射器的光斑只要覆盖到其中某个探测器，光敏管就立即导通，发生状态变化，单片机51芯片不断的对探测器阵列进行扫描,如果检测到有变化，将立即把该探测器的坐标位置（行、列）以及被打中的信号通过现场CAN总线传输到监视计算机，进行报靶显示，实现了对目标靶的实时监控。此外，目标靶上设计有背景光检测电路，可排除日照等外界因素对系统的干扰。本系统一共有全身靶两块，胸靶两块，头靶一块，针对不同的靶型，训练人员采用站立、蹲下、俯卧不同的姿势进行射击。硬件电路的基本原理图如图1所示。

 

 

 


3 软件开发设计


3.1本系统完全采用VB作为编程语言，进行管理系统界面的设计，通过调用Access数据库进行各种操作：训练人员信息的保存、修改、删除；各班、各靶成绩的查询统计和图表显示；训练人员打靶成绩的实时监控、保存等。系统框图如图2所示：



3.2 功能模块
   
    各功能模块的功能特点详细描述：


    （1）系统管理：登陆的操作人员可以修改自己的登陆密码。


    （2）系统维护：对系统存储的各种资料进行删除、修改、添加等编辑工作。为了避免系

统资料被闲杂人员随意修改，此功能块设置了查看权限，即本系统中只有拥有教练员的用户名和密码才能进入此菜单。进入此菜单可以分别选择不同的功能对训练人员表、用户表、成绩表、班级表、连表、排表进行删除、修改、添加等维护工作。

 
    （3）成绩查询：可以按不同的查询模式对训练人员成绩进行分类查询,并且打印出成绩。

l         个人成绩查询：可以选择按学号或者按姓名查询个人的打靶成绩，并且同时显示人员的个人信息。如果某人有多次打靶记录,可以选择显示某一次的打靶成绩或者所有轮次的打靶成绩。

l         其他查询：选择班级（排号、连号、单位）以及年度查询某一个班（排、连、单位）某一年所有学员的一次或者所有轮次的打靶成绩，并用图表显示。


    （4）统计：对各个班（靶）的成绩进行统计，算出及格人数，以及某班（靶）的及格率，画出坐标图，该坐标图以班级（靶号）为横坐标，以及格率为纵坐标。本系统中如果五块靶打中三块则设定为合格，而一个班所有合格人数与总人数比值如果等于“1”则该班成绩优秀，大于“0.9”为良，大于“0.8”为合格，否则不合格。


    （5）实时监控：CAN卡通过RS232转换器把目标靶信息传输到监控计算机，监控计算机通过VB里的MSCOMM控件实现通讯，图3即为实时监控界面。


 

为了能够真实反映打靶情况，此界面中所有靶图都是将实际靶的大小按比例缩小绘出的，坐标点也对应于真实靶相应的位置。在本管理系统与硬件之间的通讯上，制定了一系列的通讯协议。单片机正常通讯的时候每次发送10个字节，依次为：





根据设定的通讯协议，需要对MSCOMM控件的属性进行设定，


    其中：InputMode：1-comInputModeBinary，即一次输入所有的字符；

Settings：19200,n,8,1，即串行通讯的波特率为19200bit/s，无奇偶校验，8位数据位，一位停止位；

InputLen：10，一次从接收缓冲区中读取的10个字符。


    本功能模块通讯的工作流程：首先顺次向各靶进行问询，如果通讯状态良好，该靶发回一组数据，表示此时的状态，每一组数据有十位，系统逐位校验。如遇错误字符，字符串逐次往前移一位，循环校验。校验完一组数据，则所有字符向前移十位，系统将对下一块靶查询，然后检测下一组数据。为了避免长时间的等待，设置了timer控件，interval为100ms，当过了1s后仍无应答，系统认为此靶通讯失败，继续下一块靶的查询。

  
    在不连接硬件或者通讯端口关闭的情况下（此时右上角的通讯状态灯呈红色），可以通过选择姓名、打靶时间、批次、靶号来显示训练人员的个人信息、历史成绩，包括打中信息以及打中位置。


    在通讯端口打开，并且硬件准备良好的情况下（右上角的通讯状态灯呈绿色），首先输入打靶人员的姓名，点击开始训练，等训练人员结束打靶后，保存成绩。为了能更直观的监测到各个靶的通讯状态，在本功能块中每个靶图下都显示各个靶的通讯状态。如果该靶打中，则被打中靶头部显示红色，音响发出被打中的声音，同时显示打中部位。


    （6）数据整理：当系统运行一段时间后，数据库中生成一些垃圾数据或过时的数据，要定期地对数据库进行整理（时间通常应该是一年左右），这样可使系统运行的速度更快。.需要注意的是进行数据整理前，先关闭当前操作的其它窗口，并且保证本部门内其它联网的计算机没有在使用。


    （7）退出：可以退出本管理系统。


3.3 数据库的建立


    本系统数据库中最基本的两个表分别是训练人员表和成绩表，前者记录了训练人员的个人信息，而后者则是参加训练人员的打靶成绩。训练人员表所包含的字段名、类型和宽度如表一所示：


其中，学号是用于训练人员在库中的编号，每个学号都是唯一的，且不允许为空，在需要查询人员信息或者成绩的时候，学号都将作为一个重要主键，进行搜索。同时，学号也是训练人员表和成绩表连接的重要字段。

成绩表所包含的字段名、类型和宽度如表二所示：


  


    为了简化程序，此表中的成绩的数据类型均设计为数字型，只要为“1”即为打中，“0”则未打中。而如果打中，则会有相应的行、列数，否则都为“0”。为了打靶完毕后查看成绩的需要，必须记录打中时所对应的行、列数。以便能够更直观显示打靶结果。

除了上述的两个表，本系统还有班级表、连表、排表和用户表等。用户表记录的是操作此管理系统的人员信息。班级表、连表、排表分别记录班级、连、排的信息


4 结束语


    本系统操作简单，界面简洁。完全采取中文提示，操作者能够方便使用。并且真实准确、实时有效的反映打靶成绩。同时也能够将成绩以EXCEL表格的形式打印出来。在实现军队模拟训练的“自动化”方面，有着一定积极作用。但是本系统尚有不足之处，需要接受实际操作的考验，并且不断提高改进。


参考文献：

[1] 戴炳明 智能型光电打靶模拟训练系统[J]，半导体光电19卷第3期 1998.6

[2] 苏春晓 激光打靶实验数据采集与处理系统[J]，核电子学与探测技术15卷第6期 1995.11

[3] 张宏林 Visual Basic 开发数据库[M]，人民邮电出版社 1999.11

[4] 胡汉才 单片机原理及其接口技术[M]，清华大学出版社 2000.5