块110 ;由传感器122 将声震波信号转化为电信号，经信号放大单元123放大后，通过差分输入接口 124输入给数 据采集单元108,模数转换模块109将此模拟信号转换为数字，每次模数转换完成后，将转 换结果保存到数据缓冲区；数据缓冲模块110用于定义数据缓冲区的地址、大小和状态，数 据缓冲区接收模数转换模块109生成的模数转换数据和内部计时模块113生成的同步时间 信息，数据发送模块107从数据缓冲区读取数据发送到网络，写卡模块115从数据缓冲区读 取数据写入到SD卡。
[0018] 所述时间同步单元111;包括北斗接收模块112、内部计时模块113 ;时间同步单元 111用于生成系统的同步时间，北斗接收模块112通过第二串口 127读取北斗模块126的年 月日时分秒的时间码，内部计时模块113通过控制器101的内部定时器产生毫秒时间码，完 整的时间码保存到数据缓冲区指定区域。
[0019] 所述数据存储单元114;包括写卡模块115、读卡模块116 ;数据存储单元114通过 第=串口 128控制存储管理模块129对SD卡进行写卡和读卡操作，写卡模块115将数据缓 冲区中的数据帖写入到SD卡，读卡模块116将SD卡里的存储数据读取到数据缓冲区中的 指定区域。
[0020] 所述状态指示单元117;包括状态检测模块118、指示输出模块119 ;系统加电完成 初始化后，进入系统自检状态，状态检测模块118读取并识别各单元状态信息，形成状态信 息帖，数据发送模块107将状态信息帖定时发送到网络，指示输出模块119通过输入输出接 口 131输出状态信息驱动状态指示灯组132。
[0021] 如图3所示，下面介绍控制器101的程序流程： 执行步骤100,开始； 执行步骤105,初始化，控制器101运行初始化程序，设置各种数据缓冲区、变量和堆 找，设置通信单元105及串口 121、数据采集单元108及差分输入接口 124、时间同步单元 111及串口 127、数据存储单元114及串口 128、状态指示单元117及输入输出接口 131的工 作方式、网卡120、北斗模块126、存储管理模块129的工作方式，初始化后，探测器软硬件处 于工作就绪状态； 所述的控制器101的数据缓冲区、变量和堆找程序定义格式是：
【主权项】
1. 一种弹丸落点声震波探测装置，其特征在于，包括一台控制器（101)、网卡（120)、传 感器（122)、信号放大单元（123)、北斗天线（125)、北斗模块（126)、存储管理模块（129)、SD 卡（130)、状态指示灯组（132);所述控制器（101)是一片单片机，通过第一串口（121)与网 卡（120)通信，网卡（120)通过网口 RJ45连接到网络，与外部数据处理中心站（133)通信； 通过差分输入接口（124)与信号放大单元（123)连接，信号放大单元（123)与传感器（122) 连接；通过第二串口（ 127)与北斗模块（126)连接、北斗模块（126)与北斗天线（125)连接； 通过第三串口（ 128)与存储管理模块（129)连接，存储管理模块（129)与SD卡（130)连接； 通过输入输出接口（ 131)与状态指示灯组（132)连接；控制器（101)里存储和运行有程序， 涉及初始化、通信、数据采集、时间同步、数据存储、状态指示； RJ45接口与外部数据处理中心站（133)连接；北斗天线（125)与北斗模块（126)连接； 传感器（122)与信号放大单元（123)连接；SD卡（130)与存储管理模块（129)的SD卡槽连 接；输入输出接头（131)与状态指示灯组（132)连接； 控制器（101)包括初始化单元（102)、通信单元（105)、数据采集单元（108)、时间同步 单元（111)、数据存储单元（114)、状态指示单元（117); 所述的传感器（122)布设于弹丸落区，用于探测落地产生的声震波信号；该信号经信 号放大单元（123)放大后输入到控制器（101)的差分输入接口（ 124)，经模数转换后保存在 数据缓冲区；北斗模块（126)通过北斗天线（125)接收北斗信息，控制器（101)每秒读取北 斗年月日时分秒的时间码，内部计时模块（113)通过控制器（101)的内部定时器产生毫秒 时间码，完整的时间码保存到数据缓冲区指定区域，时间码与信号数据组成固定长度的数 据帧，控制器（101)定时将数据帧通过第一串口（ 121 )、网卡（120)发送到外部数据处理中 心站（133)，数据处理中心站（133)通过解算多点声震波数据，定位弹丸落点坐标； 所述初始化单元（102):包括内部初始化模块（103)和外部初始化模块（104);初始化 单元（102)在系统运行时，内部初始化模块（103)用于分配控制器（101)的内部数据存储 空间，包括定义各种数据缓冲区、变量和堆栈，设置通信单元（105)及串口（121)、数据采集 单元（108)及差分输入接口（124)、时间同步单元（111)及第二串口（127)、数据存储单元 (114)及第三串口（128)、状态指示单元（117)及输入输出接口（131)的工作方式；外部初 始化模块（104)用于设置网卡（120)、北斗模块（126)、存储管理模块（129)的工作方式； 所述通信单元（105):包括指令接收模块（106)、数据发送模块（107);信单元（105)在 系统初始化后，指令接收模块（106)处于待命状态，通过网卡（120)和第一串口（121)随时 接收和识别外部数据处理中心站（133)发来的指令，这些指令包括系统自检、数据采集、停 止采集、转发数据、分机报时、北斗复位、探测器复位；数据发送模块（107)根据外部数据处 理中心站（133)发来的相关指令，通过网络向中心站（133)发送对应的状态信息帧、信号数 据帧、转发数据帧、报时数据帧； 所述数据采集单元（108):包括模数转换模块（109)、数据缓冲模块（110);由传感 器（122)将声震波信号转化为电信号，经信号放大单元（123)放大后，通过差分输入接口 (124)输入给数据采集单元（108)，模数转换模块（109)将此模拟信号转换为数字，每次模 数转换完成后，将转换结果保存到数据缓冲区；数据缓冲模块（110)用于定义数据缓冲区 的地址、大小和状态，数据缓冲区接收模数转换模块（109)生成的模数转换数据和内部计时 模块（113)生成的同步时间信息，数据发送模块（107)从数据缓冲区读取数据发送到网络， 写卡模块（115)从数据缓冲区读取数据写入到SD卡。
2.包括北斗接收模块（112)、内部计时模块（113);时间同步单元（111)用于生成系统 的同步时间，北斗接收模块（112)通过第二串口（ 127)读取北斗模块（126)的年月日时分秒 的时间码，内部计时模块（113)通过控制器（101)的内部定时器产生毫秒时间码，完整的时 间码保存到数据缓冲区指定区域； 所述数据存储单元（114):包括写卡模块（115)、读卡模块（116);数据存储单元（114) 通过第三串口（128)控制存储管理模块（129)对SD卡进行写卡和读卡操作，写卡模块 (115)将数据缓冲区中的数据帧写入到SD卡，读卡模块（116)将SD卡里的存储数据读取到 数据缓冲区中的指定区域； 所述状态指不单兀（117):包括状态检测t旲块（118)、指不输出t旲块（119);系统加电完 成初始化后，进入系统自检状态，状态检测模块（118)读取并识别各单元状态信息，形成状 态信息帧，数据发送模块（107)将状态信息帧定时发送到网络，指示输出模块（119)通过输 入输出接口（131)输出状态信息驱动状态指示灯组（132)。
【专利摘要】本发明的一种弹丸落点声震波探测装置包括一台控制器（101）、网卡（120）、传感器（122）、信号放大单元（123）、北斗天线（125）、北斗模块（126）、存储管理模块（129）、SD卡（130）、状态指示灯组（132）；该装置结构简单，使用方便。该装置具有探测范围大、灵敏度高、动态范围大、通信距离远、可靠性高等优点，多次在现场试验中得到成功应用和检验。将多个探测器布设于弹丸落区，用于探测弹丸落地产生的声震波信号，该信号经放大、采集、授时后通过网络无线发送到外部数据处理中心站，由数据处理中心站对多路弹丸落地信息进行实时监测、定位弹丸落点坐标。
【IPC分类】G01V1-00
【公开号】CN104865594
【申请号】CN201510206104
【发明人】吴勇, 刘明忠, 黄广利, 杨可智, 沙长东, 王世赞, 于国栋
【申请人】中国白城兵器试验中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月28日