一种在板式地震波引信自检系统的制作方法

本发明属于地震波引信设计
技术领域：
，尤其涉及一种在板式地震波引信自检系统。
背景技术：
：目前，业内常用的现有技术是这样的：海底水雷是一种用于攻击潜艇和水面舰艇的水中兵器。由于它布置在海底，不易被现代化的扫雷具扫除，对目标的攻击时间短，使敌方无法采取对抗措施和实施回避动机，因此能有效攻击潜艇和各种水面舰艇，但是随着扫雷技术的发展，潜艇和水面舰艇的探测设备和扫雷装置越来越先进，海底水雷的引信技术也需要改进和更新。目前，除了通常使用的舰船声、磁和水压等老三场引信之外，国内外都在积极研究和发开新的物理场引信。例如电场引信、重力场引信、地震波引信、宇宙射线场引信、核辐射场引信和激光引信。其中舰船海底地震波引信已经在美、俄的水雷中得到应用，并开发出了地震波引信水雷的系列产品。地震波引信，利用目标的地震波信号对目标进行检测和识别。然而，与其他引信一样，在水雷进入战备状态之前，需要对水雷引信的功能完好性进行检测，即所谓的水雷引信自检工作。地震波引信的自检，主要是设置地震波引信的工作模式和检测地震波引信的功能完好性。其中，功能完好性的自检是对地震波引信能否准确测量地震波信号进行检测，其检测质量直接影响地震波引信的工作能力。因此，地震波引信的自检工作中，其中最为关键的一步是对引信系统中地震波信号采集模块能否有效、准确采集地震波信号进行检测，然而，由于该模块集成于整个引信系统之中，对该部分自检是较为复杂和繁琐的。目前，对地震波引信系统中地震波采集模块自检，是用专用的自检设备通过系统外部接口，按照一定的自检步骤进行，常常需要较大人力和物力。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)需要专用的自检设备通过系统外部接口，按照一定的自检步骤进行，常常需要较大人力和物力。(2)自检步骤繁琐单一，不灵活，一步错误全盘出错。(3)自检质量不高，仅能对内部软件进行调试，缺少对探测系统的硬件完好性进行自检。(4)自检系统软件复杂，整套自检完成耗时长，不便于磁探测系统的快速自检。(5)自检结果不易判别，现有的自检设备缺少自检结果展示能力，仅有个各项指标输出结果，自检结果还需人力判断，容易出错。(6)自检系统硬件系统复杂，维修困难。解决上述技术问题的难度：(1)如何设计可以融于引信系统的自检系统，需要解决引信系统和自检系统的兼容问题。(2)如何实现自检系统与引信系统硬件上的共用，简化自检系统。(3)如何生成有效、准确的、可辨识的自检信号，需要解决引信系统与自检系统之间电磁干扰问题。(4)如何实现简便高效的自检方法，确保自检结果可靠、可信。(5)如何简化自检步骤，减少人力投入，设计一键式自检模式。(6)如何实现智能化自检结果显示能力，使自检结果易判别。解决上述技术问题的意义：(1)省去了专用的自检设备，节省自检投入成本。(2)设计了简便的自检方法，节省了自检投入的时间成本，实现了快速自检。(3)在板式自检系统颠覆了原有自检模式，为其他系统的自检提供了一种可行的自检模式，具有巨大的理论指导意义。(4)具有智能化自检结果显示能力，自检结果更加准确可靠。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种在板式地震波引信自检系统。本发明是这样实现的，一种在板式地震波引信自检系统，所述在板式地震波引信自检系统具体包括：自检控制模块：与地震波引信系统中央控制模块连接，用于控制引信系统开启自检程序，产生控制自检开始的控制信号；自检信号生成模块：与地震波引信系统中央控制模块连接，用于接受引信系统中央控制模块输出的自检控制信号，生成相应的可辨识的地震波信号；自检结果显示模块：与地震波引信系统中央控制模块连接，用于接收地震波引信系统中央控制模块输出的自检结果信号，并通过一定的方式显示自检结果。进一步，所述自检控制模块具体包括：所述自检控制模块由两个电阻r1和r2、一个点触开关s1和一个电容c1组成当引信上电时，电容c1充电，单片机i/o为高电平，若按下s1开关，c1将放电，放电时间计算公式为：τ＝rc。进一步，所述自检信号生成模块具体包括：所述自检信号生成模块由一个电阻、一个驱动电机组成；电阻：用于限流；驱动电机：用于按照驱动传过来的电流进行动作，并产生一定的震动信号。进一步，所述震动信号具体包括：所述震动信号具有一定的特点，当地震波引信是完好的，引信系统测量获得的信号与产生的引信一致，故可通过判断接受信号和产生信号之间的差别对引信系统的好坏进行判断。进一步，所述自检结果显示模块具体包括：进一步，所述自检结果显示模块由一个发光二极管组成；所述发光二极管具备多种发光模式，不同发光模式对应不同发光结果。进一步，所述在板式地震波引信自检系统进一步包括：地震波引信系统，用于采集地震波信号，并将所述信号处理后，分别发送对应的自检控制模块、自检信号生成模块及自检结果显示模块。所述地震波引信系统包括：中央控制模块，用于产生相应的地震波调试控制信号；地震波信号采集模块，对地震波调试信号进行采集；供电模块，与中央控制模块、地震波信号采集模块连接，用于提供电源；储存模块，与中央控制模块连接，用于储存地震波信号；外部通讯、调试接口，与中央控制模块连接，用于与外部设备进行通讯；地震波信号采集模块包括：磁信号采集驱动芯片，与中央控制模块连接，用于对地震波调试信号进行采集。本发明的另一目的在于提供一种应用于所述在板式地震波引信自检系统的板式地震波引信自检方法，所述板式地震波引信自检方法具体包括：(1)自检原理：利用地震波引信系统的本身具备信号处理能力和信号生成能力，通过外部的控制电路(自检控制模块)，控制地震波引信系统输出特定的信号波形，将该信号输入地震波信号生成模块(自检信号生成模块)，地震波信号生成模块由电机驱动和电机组成，当电机驱动接收到与信号波形一致的电流信号，则电机将按照电流信号动作产生相应的震动信号，即地震波信号生成模块依据接收的信号波形会生成对应的地震波信号，然后，该地震波信号被地震波引信系统接收，对比该生成的地震波信号与理论生成的地震波信号，分析两者的差别从而对地震波引信系统的完好性、有效性进行检测。(2)按照设计的在板式自检系统，设计的自检步骤如下：步骤一，长按自检开关，地震波引信系统的中央控制单片机扫描与自检控制模块连接的i/o口，当时间超过τ＝rc时，该i/o的电压降至0.368vcc，单片机检测电压变化，发现下降沿，执行自检软件，单片机给出某一频率的方波信号，传输方波信号；步骤二，自检信号生成模块接收单片发送的方波信号，生成相应的地震波信号；步骤三，地震波引信系统采集信号，并将信号输入单片机；步骤四，单片机对比生成信号与理论生成信号差别，根据评判标准，对采集的信号进行地震波引信系统功能完整性评判，评判标准包括信号的幅值大小、频率，当生成信号与理论信号的幅值差别大于<10％，或者频率差别大于<3％时，判断引信系统完好。步骤五，根据评判结果，单片机给出显示控制信号，显示单元依据相应的显示控制信号显示；步骤五，退出自检，地震波引信系统进入正常的软件运行。本发明的另一目的在于提供一种搭载所述在板式地震波引信自检系统的信息数据处理终端。本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的板式地震波引信自检系统的功能。综上所述，本发明的优点及积极效果为：(1)自检设备耗材少在板式自检系统与地震波引信系统共用单片机和电源，省去了很多不必要的器件，如下表1所示，为某型地震波引信自检系统与本发明引信自检系统硬件数对比情况，仅包括常用的器件对比。从表1中可知，本发明耗材比该型设备耗材少，并且目前的自检装备都是单独体，具有外部机箱。但是本发明在板式地震波引信自检系统与地震波引信系统融合一起，减少不必要的耗材。表1调试系统电阻电容电源单片机开关电机驱动电机二极管本发明41001111某型自检装备2623124005(2)自检耗时少如表2为本发明和原有的自检方法耗时对比表，从表中可以看出，本发明耗时是原来自检方法的1/8，节约了探测系统的自检时间。表2调试系统耗时/min本发明5原方法40本发明将对地震波引信系统进行改进，将自检系统融合于地震波引信系统之中，获得了一种简便而高效的在板式地震波自检系统及方法。本发明的优点还包括：(1)颠覆传统，提出新的地震波引信系统自检模式在板式地震波引信系统自检系统，完全不同于现有的自检模式，本发明自检模式直接融合于地震波引信系统之中，充分利用已有的硬件资源，完成自检，颠覆了原来自检的概念，形成一种可行的地震波引信系统自检方法，具有巨大的工程应用价值和理论指导意义。(2)自检系统简单，易于实现与传统自检设备不同，本发明设计了在板式的自检系统，将该系统完美融合于原有的地震波引信系统之中，充分发挥了地震波引信系统的能力，减少了大量不必要的部件，能够将自检和地震波引信系统集合成一块电路板之上，省去了专门的自检设备设计和制造，节约了自检成本，具有较大的经济效益。(3)自检方法简便，易于操作本发明在板式地震波引信自检系统，操作简便，只需长按地震波引信自检开始开关，减去了原始繁琐的人工自检流程，具有较高的智能化和自动化，提高了人机交互能力，很大程度上减少了人工成本的投入。(4)自检步骤简洁，耗时少本发明在板式地震波引信自检系统，自检时用系统自带的信号发生单元产生信号，对该信号进行判别从而对地震波引信有效性继续判别，软件简单，程序步骤较少，但是自检质量较高，减少了时间成本的投入，节约了时间。(5)系统结构简洁，易于制造、维修本发明在板式磁模块自检系统结构简洁，仅包含电阻、电容和电感等常见通用器件，价格低廉易于获取，且电路结构简单，不会增加原始磁探测系统的设计负担，具有制造方便，易维修等优势。(6)功耗低，具有较好的续航能力本发明在板式地震波引信自检系统电路简单，器件较少，且器件功耗较低，在与原始地震波引信系统融合时不会增加原系统的功耗负担，整体功耗较小，满足地震波引信系统低功耗要求。附图说明图1是本发明实施例提供的板式地震波引信自检系统结构示意图。图中：1、自检控制模块；2、自检信号生成模块；3、自检结果显示模块；4、地震波引信系统中央控制模块。图2是本发明实施例提供的在板式地震波引信自检系统原理框图。图3是本发明实施例提供的地震波引信自检系统电路原理图。图4是本发明实施例提供的自检控制单元原理图。图5是本发明实施例提供的信号发生单元电路原理图。图6是本发明实施例提供的自检结果显示单元电路原理图。图7是本发明实施例提供的板式地震波引信自检方法流程图。图8是本发明实施例提供的自检方法原理图。图9是本发明实施例提供的地震波引信自检系统电路pcb示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合附图对本发明的技术方案与技术效果做详细说明。如图1所示，本发明实施例提供的板式地震波引信自检系统具体包括：自检控制模块1：与地震波引信系统中央控制模块4连接，用于控制引信系统开启自检程序。自检信号生成模块2：与地震波引信系统中央控制模块4连接，用于接受自检控制模块输出的波形，生成相应的可辨识的地震波信号。自检结果显示模块3：与地震波引信系统中央控制模块4连接，用于通过一定的方式显示自检结果。在本发明实施例中，图2是提供的在板式地震波引信自检系统原理。板式地震波引信自检系统进一步包括：地震波引信系统，用于采集地震波信号，并将所述信号处理后，分别发送对应的自检控制模块、自检信号生成模块及自检结果显示模块。所述地震波引信系统包括：中央控制模块，用于产生相应的地震波调试控制信号；地震波信号采集模块，对地震波调试信号进行采集；供电模块，与中央控制模块、地震波信号采集模块连接，用于提供电源；储存模块，与中央控制模块连接，用于储存地震波信号；外部通讯、调试接口，与中央控制模块连接，用于与外部设备进行通讯；地震波信号采集模块包括：磁信号采集驱动芯片，与中央控制模块连接，用于对地震波调试信号进行采集。图3是本发明实施例提供的地震波引信自检系统电路原理图。该电路由自检控制电路、自检信号发生单元电路和自检结果显示单元电路组成，与地震波引信系统共用一个中央控制单片机，各电路单元与中央控制单片机的通用i/o连接。如图4所示，本发明实施例提供的自检控制模块1具体包括：所述自检控制模块1由两个电阻、一个点触开关和一个电容组成。当引信上电时，电容c1充电，单片机i/o为高电平，若按下s1开关，c1将放电，放电时间计算公式为：τ＝rc。自检控制模块的电源通过r1和r2串联至地震波引信系统中央控制模块的一个i/o口上，在i/o口端并联一个电容c1，在r1和r2之间并联一个点触开关s1，电阻r1阻值为470欧姆，r2阻值为1k欧姆，电容c1值为4.7pf；系统上电时，c1充电，i/o为高电平，当按下点触开关s1后，c1通过r2放电，放电时间常数由τ＝rc计算；当点触开关按住τ时间时，i/o电压由开始的vcc降至0.368倍vcc，中央控制模块扫描的i/o口的电压变化，当检测到i/o由高电平变为低电平，在下降沿时，开启自检模式，由中央控制模块发出相应的波形自检控制信号。如图5所示，本发明实施例提供的自检信号生成模块2具体包括：所述自检信号生成模块2由一个电阻、一个驱动和一个电机组成。电阻：用于限流。驱动：用于为后面驱动电机。电机：用于按照驱动传过来的电流进行动作，并产生一定的震动信号。该电路由电阻r4、电机驱动u2和电机p1串联组成，电阻r4一端连接地震波引信系统的中央控制单片的i/o口，一端连接电机驱动u2，电机驱动u2一端连接r2，一端连接电机。本发明实施例提供的震动信号具体包括：所述震动信号具有一定的特点，当地震波引信是完好的，引信系统测量获得的信号与产生的引信一致，故可通过判断接受信号和产生信号之间的差别对引信系统的好坏进行判断。如图6所示，本发明实施例提供的自检结果显示模块3具体包括：所述自检结果显示模块3由一个发光二极管组成；所述发光二极管具备多种发光模式，不同发光模式对应不同发光结果。自检结果显示模块3由发光二极管d1和限流电阻r3串联组成，当中央单片机已经完成自检后，其自检结果可通过控制d1显示自检结果如图7-图8所示，本发明实施例提供的板式地震波引信自检方法具体包括：s701，打开自检开关，单片机检测到自检控制低电平信号，执行自检软件，信号源给出某一频率的方波信号，传输方波信号。s702，地震波引信系统采集信号，并将信号输入单片机。s703，单片机根据评判标准，对采集的信号进行地震波引信系统功能完整性评判。s704，根据评判结果，单片机给出显示控制信号，显示单元依据相应的显示控制信号显示。s705，退出自检，地震波引信系统进入正常的软件运行。在本发明实施例中，作为优选实施例，本发明实施例提供的板式地震波引信自检方法具体包括：(1)自检原理：利用地震波引信系统的本身具备信号处理能力和信号生成能力，通过外部的控制电路(自检控制模块)，控制地震波引信系统输出特定的信号波形，将该信号输入地震波信号生成模块(自检信号生成模块)，地震波信号生成模块由电机驱动和电机组成，当电机驱动接收到与信号波形一致的电流信号，则电机将按照电流信号动作产生相应的震动信号，即地震波信号生成模块依据接收的信号波形会生成对应的地震波信号，然后，该地震波信号被地震波引信系统接收，对比该生成的地震波信号与理论生成的地震波信号，分析两者的差别从而对地震波引信系统的完好性、有效性进行检测。(2)按照设计的在板式自检系统，设计的自检步骤如下：步骤一，长按自检开关，地震波引信系统的中央控制单片机扫描与自检控制模块连接的i/o口，当时间超过τ＝rc时，该i/o的电压降至0.368vcc，单片机检测电压变化，发现下降沿，执行自检软件，单片机给出某一频率的方波信号，传输方波信号。步骤二，自检信号生成模块接收单片发送的方波信号，生成相应的地震波信号。步骤三，地震波引信系统采集信号，并将信号输入单片机。步骤四，单片机对比生成信号与理论生成信号差别，根据评判标准，对采集的信号进行地震波引信系统功能完整性评判，评判标准包括信号的幅值大小、频率，当生成信号与理论信号的幅值差别大于<10％，或者频率差别大于<3％时，判断引信系统完好。步骤五，根据评判结果，单片机给出显示控制信号，显示单元依据相应的显示控制信号显示。步骤五，退出自检，地震波引信系统进入正常的软件运行。图9是本发明实施例提供的地震波引信自检系统电路pcb示意图。下面结合具体实施例对本发明的技术方案与技术效果做进一步说明。实施例1：1.1在板式地震波引信自检原理在板式地震波引信自检系统主要工作原理是：由地震波引信系统本身的产生特定的地震波信号，通过引信本身的信号采集模块对该自检信号进行采集，然后，对采集的信号进行评判，并根据评判的结果对地震波引信功能是否完整进行进一步判断。其最大的特点是将自检融于引信系统，省去附加的引信的自检设备。如图2所示，为在板式磁模块自检系统的原理框图。主要包括自检控制单元、自检信号生成单元、自检结果显示单元等。自检控制单元是控制引信系统开启自检程序的电路，其与引信系统共用中央控制模块，只增加控制开始自检部分，该部分的具体电路设计如图4所示，由两个电阻、一个点触开关和一个电容组成，当引信上电时，电容c1充电，单片机i/o为高电平，若按下s1开关，c1将放电，放电时间可有公式：τ＝rc。由公式计算当放电至0.632倍vcc时，时间为，放电至0.865b倍vcc时，时间为2。通常，地震波引信系统的电压为3.3v，因此，当电放至2时，控制单元i/o口的电压由高电平变化为低电平，此时，中央控制模块可以利用相应的软件识别这种变化，开启地震波自检软件。所以，自检控制单元的具体操作为：长按开关s1时，单片机的1i/o口为高电平，单片机扫描该口，若发现为高电平则控制单片机输出相应的波形信号。信号发生单元主要是接受自检控制单元输出的波形，然后生成相应的地震波信号，该地震波信号应具备可辨识的特点，例如信号波形、信号强度等。如图5，为具体的地震波信号生成单元电路，由一个电阻、一个驱动和一个电机组成，其中电阻是限流的作用，驱动是为后面驱动电机作用，电机是按照驱动传过来的电流进行动作，然后产生一定的震动信号，该震动信号具有一定的特点，假若地震波引信是完好的，则引信系统测量获得的信号应该与产生的引信是一致的，因此，可通过判断接受信号和产生信号之间的差别对引信系统的好坏进行判断。自检结果显示主要是将自检的结果通过一定的方式进行展示，方便自检人员辨识。如图6为设计的自检结果显示电路，其主要是由一个发光二极管组成，通过单片机控制电流进入发光二极管，使二极管展现不同的发光模式，例如常亮、常闪，不同的发光模式对应不同的自检结果。1.2地震波引信系统自检方法与步骤由上面的自检原理，可以得到在板式地震波引信系统自检工作过程如下：(1)长时间按自检按钮(2s)。(2)单片机检测到自检控制低电平信号，执行自检软件，信号源给出某一频率的方波信号，将方波信号输入自检信号生成单元。(3)地震波信号采集模块采集信号，并将信号输入单片机。(4)单片机根据评判标准，对采集的信号进行地震波引信系统功能完整性评判。(5)根据评判结果，单片机给出显示控制信号，显示单元依据相应的显示控制信号显示。(6)退出自检，地震波引信系统进入正常的软件运行。2.1制板要求在板式地震波引信自检系统，在pcb绘制时，尽量将电动小马达与地震波采集传感器靠近，如果条件允许。2.2使用说明在板式地震波引信自检系统，在进行模块自检时，只需长按开关s1，大于两秒，然后松开，观测板上显示二极管发光情况，按照各种发光模式对应的自检结果进行判断，就能完成对地震波引信系统的功能完整性自检。在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12