串行通信技术的激光指示器数据传输系统

赵东华，黄均埠

（1.武汉军械士官学校，武汉430075；2.南昌陆军学院，南昌330103）

串行通信技术的激光指示器数据传输系统

赵东华1，黄均埠2

（1.武汉军械士官学校，武汉430075；2.南昌陆军学院，南昌330103）

为实现激光指示器串行数据与PC系统传输，提出了由激光照射器、PC机、数据转换及控制系统以及北斗模块组成的数据处理、传输系统，自动生成观察所和目标坐标，并基于VB6.0的MSComm通信控件功能，编写了控制软件对系统数据进行处理。该系统设计可以显著提高激光指示器数据传输的准确性和效率，更容易实现数据传输的数字化。

激光指示器，串行通讯，北斗定位

0 引言

某型激光指示器是激光末端制导炮兵武器系统的重要组成部分，主要承担终端照射导引任务。在使用时，由战士携带照射器至敌方目标一定距离处时，将侦查的数据人工语音报告给计算兵，计算兵根据数据进行计算射击诸元。战场的情况瞬息万变，显然，通过语音的方式传送数据，实现自动传输与计算，在数字化、信息化战争的今天，很难保证作战效率。

所以可以利用激光照射器串行数据接口，将数据提取出来，配合北斗定位系统的串口数据信号，利用单片机对两种数据进行处理，将照射器侦查的目标数据与照射器的经度、纬度以串行数据的形式送出，该数据送入上位机电脑系统自动进行处理，也可送入同步器，通过同步器传送给炮位使用。因此，为了提高激光指示器侦察及数据处理效率，确保数据传输的正确性，更为了实现数据传输的数字化，迫切需要一套能够实现以上功能的设备。

1 硬件设计

激光照射器串行通讯接口负责存储、传输以及接收数据，具有串行通讯模块USART0，支持串行通讯协议（UART），该接口功能管脚使用见下页表1。接口将数据以9 600 bit/s的速率、BCD码形式通过管脚12向外部传输数据。由于芯片输出的是±9 V的脉冲波形数据，与单片机的接收电平不一致，所以必须要进行电平转换，电平转换采用MX232芯片。

表1 激光指示器串行接口管脚

北斗模块使用某WYBD无源模块，通过模块的相应管脚输出串行数据，可对模块通讯的波特率进行设置，对位置、时间、状态等信息进行查询，模块的接口管脚信号如图1所示：

图1 北斗模块功能图

激光指示器、北斗无源模块、单片机、上位机的硬件连接关系图2所示：

图2 系统硬件连接图

2 系统通讯时序的设计

激光指示器启动，激光指示器的数据送入单片机，单片机对北斗无源模块发出查询命令S|CPAL，将得到的经度、纬度、高度信息保存在单片机内，然后单片机以每秒一次的频率持续接收北斗模块数据并保存。单片机将激光指示器的数据处理后一同送出给上位机。3 min的时间是提供给北斗模块自动定位的时间，实际上，自动定位的时间可能小于3 min，所以，如果在3 min内如果激光指示器启动，单片机也会发出查询命令，如果无经纬度信息，单片机器会将激光指示器的信息送出。

以上是在上位机软件启动后，完全处于接收的状态，等待对激光指示器的启动，采集数据。也可以通过上位机对单片机发出指令进行操作，如发出指令让单片机采集北斗模块的数据，送入上位机。由于可以通过串行数据指令对激光指示器进行启动，使得上位机的软件有极大的实用性。

3 通讯协议设计

如何让上位机与单片机进行通讯，单片机又如何控制激光指示器、查询北斗无源模块的数据，以及采集数据的传输。必须采用一个合理的通讯协议。本设计采用半双工异步通讯方式，通讯速率均采用9 600 bit/s。

上位机与单片机的通讯，采用单片机常用的串行口方式1通讯方式，传送帧数据共10位，1位起始位，8位数据位，1位停止位。

激光指示器与单片机的数据通讯，通过21串口传输给MAX232进行电平转换。传输数据采用二进制形式。激光照射器串行通讯接口13脚主要负责接收单片机的命令，然后芯片进行实时的数据处理，并从12脚发送数据。单片机发送命令的格式为：

其中H表示16进制，CF表示一个16进制数据，XX表示通讯地址。通讯时由单片机发送两位取数据通讯地址，然后激光指示器从芯片发送数据端进行数据传输，由于指示器串行接口具有数据存储和初始化功能，每次操作完毕后自动对数据进行清零，所以其分配给存储数据的有效地址都是从0H开始，按照每两个字节代表一种数据，所以在处理的时候一定要区分数据，并分别进行处理。其数据格式为［1-2］:

其中3H表示16进制数据，Data表示将要传输的有用数据。北斗无源模块与单片机的通讯按照ASCⅡ码指令执行。

4 通讯程序设计

通讯程序设计［3-4］采用VB6.0软件进行编程，VB6.0是一款简单并且实用的软件开发平台，其良好的人机交互界面平台和通讯协议设计为开发提供了方便。通过VB软件提供的串行接口功能模块和API函数MSCOmm.OCX进行读写控制，API函数MSCOmm32.OCX提供了RS-232数据通信协议，获取的数据通过软件界面进行操作显示，并同步实现存储与分析功能。

4.1 程序功能

该系统主要功能是实现同步实时数据显示，在每次操作前程序初始化后就实时启动数据发动命令，然后启动MSCOmm程序，分别将采集到的数据放入上位机程序界面的相应文本框，数据传输完毕。

4.2 数据接收功能实现

上位机初始化后，点击程序，运行窗口主体，程序进行初始化，程序设计如下：

4.3 数据显示功能实现

设置一个按钮Command2和4个文本框Textg、Textf、Textc、Textfh，分别用来显示高低、方向、测距、经度、纬度和状态，其中指示器状态用1代表测距，0代表照射，设置Command2单击事件，实现把缓冲区数据存储在程序定义的数组里面。

4.4 数据检测功能实现

设置一个按钮Command1和1个文本框Texts，实现在文本框Texts输入数据，然后判断Texts数据和Textc接收数据是否相等，如果相等显示正确，不相等显示不正确。

5 结束语

激光指示器是某型武器系统的重要组成部分，是指示目标和观测数据的来源。通过外接数据处理及分析，实现了数据处理的自动化与准确性，并拓展了激光指示器的功能，确保数据传输的效率，在同步器的配合下，可实现数据传输的数字化，提高数据传输的准确性和稳定性，极大地提高了战斗力。

［1］吴怀超，周勇.基于汇编语言的MSP430单片机与上位机之间的串行通讯实现［J］.仪表技术与传感器，2010（9）：25-27.

［2］胡俊宏，杨振巍.基于VB的S7-200PLC与上位机的串行通讯及应用［J］.沈阳工业大学学报，2007，29（6）：703-706.

［3］郑建英，马龙博.基于VB6.0的智能化仪表远程监控系统设计与实现［J］.制造自动化，2008，30（10）：94-96.

［4］郑阿奇，曹弋.Visual Basic实用教程［M］.北京：电子工业出版社，2000.

Design for Data Transfering System of Laser Designator Based on Serial Communication

ZHAO Dong-hua1，HUANG Jun-bu2
（1.Wuhan Ordnance N.C.O Academy of PLA，Wuhan 430075，China；2.Nanchang Institute of Army，Nanchang 330103，China）

The problem for data processing in Laser Designator that induce its effect.For improving accuracy incoordinates thearticle introduces themethodofdatadisplaysystem byserial communication.Data display system that composed of computer，voltage shift circuit and Beidou Localization is designed by VBMS Comm-Control.The function of data synchronous display is implemented.The system is exactly improving the accuracy of data processing，the data processing in realizing is possibility.

laser designator，serial communication，beidou localization

TP273.5

A

1002-0640（2015）01-0150-03

2013-10-15

2014-01-25

赵东华（1982-），男，江西余干人，硕士研究生。研究方向：弹药保障。