有关嵌入式微处理器的自行高炮火控监测系统的研究

高含闯

摘 要：随着自动化技术和控制技术的发展，进一步推动了我国自行高炮火控系统的发展，如今自行高炮火控系统越来越复杂，对其的维修和检查难度越来越大，因此必须加强对其监测系统的研究。本文主要分析了基于ARM的自行高炮火控监测系统的结构体系，阐述了基于ARM的自行高炮火控监测系统的硬件组成，并针对火控监测系统的软件功能进行了研究和探讨，以期实现对自行高排火控系统的模拟、数字和轴角信号的采集和处理。

关键词：嵌入式处理器；自行高炮火控监测系统；结构体系

近年来我国军事领域的科学技术发展取得了巨大的成就，如我国军事装备中的某自行高炮系统技术先进，且系统高度复杂，体现出我国军事的高水平[1]。由于自行高炮系统的特殊性，必须加强对其的检查，在维修、训练和检查中，均需要进行对火控系统的状态监测。为了能够实现对自行高炮火控检测系统的状态信息、故障信息等数据信息采集、分析和处理，本文主要针对基于ARM的自行高炮火控监测系统进行了探讨。

1 基于ARM的自行高炮火控监测系统的结构体系

基于ARM的自行高炮火控监测系统的主要作用是针对目标跟踪系统、火控系统、导航系统等进行监控，了解各系统的工作状态，并做好火控计算机、跟踪计算机、随动控制箱、电视跟踪器等信号的测试[2]。基于ARM的自行高炮火控监测系统主要是采用静止方式和多点同步监测方式进行电气系统的监测，详细分析了电气系统的各个环节，在日常操作训练和装备状态检查中应用效果较好。在自行高炮行进过程中的监测，主要是针对关键部位的状态进行监测，即目标跟踪状态监测、随动系统工作状态监测、火控计算机诸元解算过程的监测等，能够全面体现出装备的工作状况，可以快速发展故障问题。此外该监测系统还具有状态显示和报警能力。

2 基于ARM的自行高炮火控监测系统的硬件组成

基于ARM的自行高炮火控监测系统的硬件部分主要包含嵌入式系统平台、报警电路、显示控制模块和数据采集电路[3]。其中嵌入式系统平台作为整个系统的核心，与其他三个部分均产生互动，即其需要负责整个系统的运行；数据采集电路的作用是针对自行高炮火控系统的数据进行收集，并传输至嵌入式系统平台；显示控制模块主要是起到人机交互作用和状态显示作用，即根据嵌入式系统平台的数据信息进行内容的显示与互动；报警电路主要是依据嵌入式系统平台的指令针对装备的故障问题发出警报信号。

本文研究的嵌入式系统平台主要是利用三星公司生产的高性能嵌入式微处理器作为核心，内核包含ARM9TDMI、存储管理单元和高速缓存，并扩展系统管理单元、实时时钟、触摸屏控制器等。基于ARM的自行高炮火控监测系统的数据采集电路主要利用三通电缆实现与自行高炮火控系统的连接，针对性选择数据采集电路。一般模拟信号在需要经过降压、隔离、滤波、模拟开关和AFDC等传输至嵌入式系统平台；轴角系统则利用变压器进行调理，传输至嵌入式系统平台；数据信号字采用FPGA设计专门的接口电路传输至嵌入式系统平台。此外部分模拟信号可以经过多电压量程模数转换芯片转化为数字信号。显示控制模块主要擦用触摸屏，起到操作便捷和携带方便的作用。报警电路主要是由GPIO进行控制，采用蜂鸣器和LED等闪烁实现警报作用。

3 基于ARM的自行高炮火控监测系统的软件功能

基于ARM的自行高炮火控监测系统软件设计主要采用Windows CE 5.0嵌入式操作系统，优势比较明显，可以定制出符合要求的系统。基于ARM的自行高炮火控监测系统具有紧凑型、高效性、实时性和通信能力强的特点，可以利用EVC进行相关功能的开发[4]。该系统的软件功能主要有信号特征数据设计功能、数据采集功能、实时信号特征提取功能与分析功能等。

3.1 信号特征数据库设计功能

基于ARM的自行高炮火控监测系统信号特征数据库的主要作用存储数据，即监测系统对信号的分类、采集、分析和处理，均需要依据信号特征数据库才能够实现，还具有故障定位的作用。可以采用Windows CE 5.0的SQL Server CE进行开发，访问主要是采用AFFOCE。

3.2 数据采集功能

依据自行高炮火控系统的特征，针对不同的监测点采用不同的数据采集措施，一般可以分为定时采集、连续动态采集。在采集过程中还需要同时多点采集，即同步多点时钟。此外数据采集功能实现还需要根据信号特点，选择预先触发采集方式、滞后触发采集方式和实施触发采集方式[5]。

3.3 实时信号特征提取功能与分析功能

实时信号特征提取功能的实现主要是利用时域分析和频域分析结合，针对一般的模拟信号和数字信号，采用时域分析方式；针对数据和地址等并行通信信号采用时域多路信号处理方法；针对轴角信号和激励信号采用频域分析方法。此外一些信号还需要实施时频分析措施。

3.4 决策处理功能

基于ARM的自行高炮火控监测系统开始运行后，选择所需要监测的电缆，然后依据信号类型进行数据采集，采集的信号数据进行分析，依据分析结果决定是否故障，如果存在故障问题，则发出警报信号，并查询数据库进行故障定位，如果没有故障问题，则返回信号的采集步骤，无限循环。

4 结束语

综上所述，我国军事领域自行高炮火控系统技术性越来越高，对其的技术保障难度也越来越高，因此必须加强对火控系统的监测，保证火控系统各状态的安全性。基于ARM的自行高炮火控监测系统能够针对火控系统、目标跟踪系统等状态进行孔，且可以实现多点同时监测和分析，进一步保障了火控系统的性能水平。

参考文献

[1]刘逸飞，朱新华，段修生.S3C2440A的某装备监测系统模拟信号采集模块设计[J].火力与指挥控制，2011，12：150-153.

[2]苏建东，段修生.自行高炮火控系统动态精度模拟中的视觉测量方法[J].火力与指挥控制，2014，12：178-181.

[3]张安青.某型高炮火控系统改造中的雷达适配器的设计[J].山西电子技术，2015，04：71-72.

[4]陈镜同，孙世宇，段修生.某自行高炮火控系统数字信号并行采集方案设计[J].火力与指挥控制，2015，11：91-93.

[5]李强，欧阳攀.高炮火控解算视景仿真系统设计与实现[J].火力与指挥控制，2014，07：106-110.