基于北斗定位技术的新型战术背心系统

陈泓斌 李 博 李炜贤 尹文刚

引言

我军在日常执勤、巡逻和维稳处突过程中存在工作环境炎热、险情错综复杂,大部分人员在应对突发情况时无法及时与指挥中心取得联系,并报告所在位置和现场取证。传统的通讯设备在传输信息过程中需要人语汇报,该方式存在报告不及时、信息不准确、汇报效率低、影响情况处置如开枪与否等问题。为解决上述问题本文设计了一套基于北斗定位技术的新型战术背心系统,利用北斗定位模块、显示模块、半导体制冷模块、无线收发模块、摄像头模块等器件,组成包括指挥端、操控端和制冷端、定位端四部分装置,实现了基于北斗定位技术的新型战术背心系统。

1 系统硬件电路设计

1.1 指挥端电路设计 指挥端硬件包括PC机和无线发送模块。系统通过PC机接收信号显示情况,通过无线串口发送模块LC12S向操作端发送指令或语音传达命令。

1.2 操控端电路设计 操控端硬件电路由语音控制模块、无线透传模块LC12S和串口显示屏组成,操控端通过无线透传模块LC12S与指挥端建立连接,语音控制模块负责播报指挥中心命令,串口显示屏显示接收指令。操控端硬件电路如下图1所示：

图1 操控端硬件电路图

1.3 定位端电路设计 定位端硬件电路由北斗定位模块、稳压电路和LC12S无线通信模块组成,负责将人员地理位置坐标传送至指挥端。

1.4 制冷端电路设计 制冷端硬件电路由半导体TEC1－12708制冷片模块、温控模块、稳压电路、散热风扇和轻型铝合金导冷内骨骼组成。负责调节执勤、巡逻哨兵和维稳阵型中战士的躯体温度。

1.5 电源设计 系统电源使用14－18V石墨烯铁锂电池供电。制冷设备通过12V稳压电路后工作；单片机控制系统采用5V降压模块后恒定输出电压。

2 系统软件设计

2.1 操控端软件设计 操控端的程序设计主要实现四个功能：装备状态显示；制冷端开关控制与温度调节；指令、警报一键发送；PC机指令信号接收。操控端上电后系统开始运行,先进行无线通信模块的初始化操作,然后开启定位,如果接收指令可于串口显示屏显示；如果有指令、警报需传送至PC机,只需通过按键即可,发送警报同时开启摄像头并传送图像数据。因此设置了若4个按钮分别发送对应的指令,根据功能需求,程序主要实现按键检测和指令发送,具体流程图如下图2所示：

图2 操控端硬件电路图

2.2 指挥端软件设计 指挥端的主要任务是通过PC机地图软件定位人员地理位置信息,实现多个子系统联动显示,通过监控软件留存工作证据并接收、转发操控端短信指令。

3 短信、语音、定位模块的设计

系统采用WT588D－20语音网络模块与单片机通过一线制串口方式进行开关控制,与显示屏通过串口方式进行显示。在接收指令前,先进行初始化操作,然后再将要接收的数值放到一线制串口通讯驱动程序中处理并发送,语音芯片接收到指令后就开始播放内容,反之语音信号可发送至PC机。当检测到高电平时,说明完成了一次播放流程。同时采用ATK 1218－BD GPS＋北斗双模定位模块对人员位置信息定位。

4 结论

本文设计了一套基于STC15W32S4单片机的新型战术背心系统,该系统从指挥端指令的发送,到操控接收并播报相应的指令,再到指挥工作的完成,形成了一个闭环操作。指挥端、操作端、制冷端和定位端三部分有机结合,为新型战术背心提供了技术保障。