基于433无线通讯技术的无线网络传输控制系统的制作方法

本实用新型属于自动化控制技术领域，具体涉及基于433无线通讯技术的无线网络传输控制系统。

背景技术：

随着过去十数年无线通讯技术的快速发展与规格的不断进化，无线通讯技术已普及人们的日常生活中，在通讯领域系统、无线遥控系统、机器人控制、安全防火系统、医疗系统等方向上改善着人们的生活，使人们生活变得更加丰富化、智能化、紧密化。在现代化智能导控应用中，无线通讯技术有着不可替代的优越性，复杂环境下，短距离的无线技术在导控设备的应用中扮演着非常重要的角色。

导控设备的应用多采用gnss+ins组合导航控制方式，而gnss要提供准确的定位信息和速度信息就需要外接gps接收机天线能够良好的搜星，但是，为适应各种不同类型的飞机，导控设备gps接收机天线面临着挂载后被飞机两翼遮挡的风险，从而导致各种异常情况的出现，比如，导控设备动基座对准时丢失gps信息，导致导控设备初始对准的位置、速度、姿态、航向等导航信息出现较大误差，从而严重影响导控设备的精确导引能力。所以，应用无线通讯模块传输机上gps定位信息到导控设备尤为重要。

技术实现要素：

为了解决当导控设备上的gps接收机天线被飞机遮挡情况下，导控设备挂载的飞机不能通过飞机接口传输机上gps数据信息给导控设备的问题，为保证导控设备的精确导引能力而采用无线通讯方式，本实用新型目的在于提供基于433无线通讯技术的无线网络传输控制系统，本实用新型利用433无线通讯技术，利用433无线通讯方式技术的优势：具有无线信号穿透能力强，抗干扰能力强，接收灵敏度高，传输距离远，成本低等优点，对提高导控设备精确导引能力起着至关重要的作用。

本实用新型所采用的技术方案为：

基于433无线通讯技术的无线网络传输控制系统，包括设于导控设备上的无线通讯模块wr和设于机上的无线通讯模块mt；

所述导控设备包括控制板和与控制板通信连接的导控设备gps接收机，控制板通信连接无线通讯模块wr，无线通讯模块mt通信连接机上gps接收机；

所述导控设备gps接收机接收gps信息并发送至控制板，控制板对导控设备gps接收机接收的gps信息进行有效性判断，若有效，则控制板组合该gps信息辅助导控设备完成gps动基座对准、gnss+ins组合卫星导航控制；若无效，则控制板向无线通讯模块wr查询机上gps星历信息并装订机上gps星历；

所述无线通讯模块wr，接收控制板的装订、查询或控制信号，反馈装订、查询或控制结果至控制板；与无线通讯模块mt组成无线通讯网络，通过433无线通讯向无线通讯模块mt发送装订或查询请求，完成gps星历装订、授时、位置信息转发和状态监控；

所述无线通讯模块mt，与无线通讯模块wr组成无线通讯网络，接收无线通讯模块wr发送的装订或查询请求，通过433无线通讯反馈装订或查询结果至无线通讯模块wr；控制机上gps接收机完成gps星历信息的提取、授时和位置信息的分发并将机上gps星历信息进行装订。

在上述技术方案的基础上，所述无线通讯模块wr和无线通讯模块mt均包括射频芯片m2、光电耦合器d5、光电耦合器d3、低功耗收发器u2、光电耦合器d4、天线和电源芯片d1；

所述电源芯片d1提供工作电源和隔离电源；

所述射频芯片m2通过光电耦合器d5与控制板连接；

所述射频芯片m2通过光电耦合器d3与低功耗收发器u2的信号输出引脚连接用于接收差分射频信号，射频芯片m2通过光电耦合器d4与低功耗收发器u2的信号输入引脚连接用于发送差分射频信号，低功耗收发器u2与天线连接，其中，低功耗收发器u2的信号输入引脚输入di的单端射频信号转换为同相驱动器输出引脚和反相驱动器输出引脚的差分射频信号，低功耗收发器u2的同相接收器输入引脚和反相接收器输入引脚输入的差分射频信号转换为信号输出引脚的单端射频信号。

在上述技术方案的基础上，所述射频芯片m2为433m射频芯片。

在上述技术方案的基础上，所述控制板为基于dsp和fpga的控制板，控制板还与遥测通信连接。

在上述技术方案的基础上，所述控制板包括dsp芯片u12、sdramu7、flashu8、eepromu24和fpga芯片d8；

所述dsp芯片u12与fpga芯片d8相互通信；

所述dsp芯片u12和fpga芯片d8均与sdramu7和flashu8连接实现读写操作，dsp芯片u12与eepromu24连接实现读写操作。

在上述技术方案的基础上，所述dsp芯片u12的型号为tms320c6713bga272。

在上述技术方案的基础上，所述fpga芯片d8的型号为ep4ce22f1717。

在上述技术方案的基础上，所述控制板还包括低功耗收发器和光电耦合器，导控设备gps接收机通过低功耗收发器和光电耦合器与fpga芯片d8连接用于收发信息，遥测通过低功耗收发器和光电耦合器与fpga芯片d8连接用于收发信息。

在上述技术方案的基础上，所述控制板还包括与dsp芯片u12连接的程序下载接口j2，以及与fpga芯片d8连接的程序下载接口j1。

所述控制板还包括与fpga芯片d8连接的外设接口，外设接口为串口、io口、模拟输出口、模拟输入口的一种或多种。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型利用433无线通讯方式技术的优势，建立起导控设备上无无线通讯模块wr与机上无线通讯模块mt联合的无线网络传输控制系统，导控设备初始对准方式采用gps辅助下的动基座对准，在导控设备上gps信号异常时，导控设备上无线通讯模块wr通过无线网络传输控制系统接收来自机上的gps星历信息，实现导控设备的gnss+ins组合导航控制，提高导控设备动态初始对准精度，对提高导控设备的精确导引能力起着至关重要的作用，保证了导控设备gps接收机天线在被飞机两翼遮挡条件下，依然能实现导控设备的精确定位、定向、测速能力，增强了导控设备在实际应用中的环境适应性。

附图说明

图1是本实用新型-实施例的系统框图。

图2是本实用新型-实施例的工作实施方式框图。

图3是本实用新型-实施例的工作流程图。

图4是本实用新型-实施例无线通讯模块wr/mt的电路原理图。

图5是本实用新型-实施例控制板的fpga芯片第一部分的电路原理图。

图6是本实用新型-实施例控制板的fpga芯片第二部分的电路原理图。

图7是本实用新型-实施例控制板的fpga芯片第三部分的电路原理图。

图8是本实用新型-实施例控制板的串口第一部分的电路原理图。

图9是本实用新型-实施例控制板的串口第二部分的电路原理图。

图10是本实用新型-实施例控制板的dsp芯片第一部分的电路原理图。

图11是本实用新型-实施例控制板的dsp芯片第二部分的电路原理图。

图12是本实用新型-实施例控制板的dsp芯片第三部分的电路原理图。

图13是本实用新型-实施例控制板的存储部分的电路原理图。

图14是本实用新型-实施例三轴mems陀螺或三轴mems加速度计与fpga芯片通信连接的电路原理图。

图15是本实用新型-实施例控制板的io口第一部分的电路原理图。

图16是本实用新型-实施例控制板的io口第二部分的电路原理图。

图17是本实用新型-实施例控制板的io口第三部分的电路原理图。

图18是本实用新型-实施例电源板的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

本实施例建立起导控设备上的无线通讯模块wr与机上的无线通讯模块mt联合的无线网络传输系统，实现机上信息与导控设备信息之间的传递、反馈功能。当导控设备上的gps接收机天线被飞机两翼遮挡条件下，机上的无线通讯模块mt将机上提取的gps星历信息实时发送给导控设备上的无线通讯模块wr，无线通讯模块wr将接收到的机上gps星历信息传递给导控设备控制板，完成导控设备的gps信息装订，辅助导控设备完成动基座初始对准，提高导控设备的精确导引能力。

本实施例实现了导控设备与飞机之间的无线通讯，保证了导控设备上的gps接收机天线在被飞机两翼遮挡条件下，依然能实现导控设备的精确定位、定向、测速能力，增强了导控设备在实际应用中的环境适应性，提高了导控设备的精确导引能力。

本实施例导控设备上应用的无线通讯模块wr的研制采用模块化思想设计，在设计过程中考虑未来发展的需要，可在系列化产品的发展中组合使用，在保证传输能力和传输精度条件下，采用成熟的低成本器件和技术，降低成本。

实施例：

如图1-18所示，本实施例的基于433无线通讯技术的无线网络传输控制系统，包括设于导控设备上的无线通讯模块wr和设于机上的无线通讯模块mt。

上述导控设备包括控制板和与控制板通信连接的导控设备gps接收机，控制板通信连接无线通讯模块wr，上述无线通讯模块mt通信连接机上gps接收机。

上述导控设备默认使用导控设备gps信号，由导控设备gps接收机接收gps信息，通过串口发送至控制板，控制板对导控设备gps接收机接收的gps信息进行有效性判断，若有效，则控制板组合该gps信息辅助导控设备完成gps动基座对准、gnss+ins组合卫星导航控制；若无效，则控制板通过串口向无线通讯模块wr查询机上gps星历信息并装订机上gps星历；

无线通讯模块wr，接收控制板的装订、查询或控制信号，反馈装订、查询或控制结果至控制板；与无线通讯模块mt组成无线通讯网络，通过433无线通讯向无线通讯模块mt发送装订或查询请求，完成gps星历装订、授时、位置信息转发和状态监控；

无线通讯模块mt，与无线通讯模块wr组成无线通讯网络，接收无线通讯模块wr发送的装订或查询请求，通过433无线通讯反馈装订或查询结果至无线通讯模块wr；控制机上gps接收机完成gps星历信息的提取、授时和位置信息的分发并将机上gps星历信息进行装订。

wr、mt无线网络要求：穿透能力强，能够组网，不能干扰机上设备，同时不被机上设备干扰。

433无线通讯方式技术的优势：具有无线信号穿透能力强，抗干扰能力强，接收灵敏度高，传输距离远，成本低等优点。

机上gps接收机和导控设备gps接收机均为现有成熟技术，在此不再赘述其结构和原理，无线通讯模块wr完成位置信息转发操作是通过导控设备gps接收机实现。

无线通讯模块wr和无线通讯模块mt均包括射频芯片m2、光电耦合器d5、光电耦合器d3、低功耗收发器u2、光电耦合器d4、天线和电源芯片d1。

射频芯片m2为433m射频芯片，型号为e61-ttl-1w，光电耦合器d5的型号为hcpl0631，光电耦合器d3和光电耦合器d4的型号为tlp2362，低功耗收发器u2的型号为max490esa，电源芯片d1的型号为sp6205em5，提供工作电源和隔离电源。

无线通讯模块wr的射频芯片m2通过光电耦合器d5、接口p4与控制板连接。

射频芯片m2通过光电耦合器d3与低功耗收发器u2的信号输出引脚连接用于接收差分射频信号，射频芯片m2通过光电耦合器d4与低功耗收发器u2的信号输入引脚连接用于发送差分射频信号，低功耗收发器u2通过接口d2与天线连接。其中，低功耗收发器u2的信号输入引脚输入di的单端射频信号转换为同相驱动器输出引脚和反相驱动器输出引脚的差分射频信号，低功耗收发器u2的同相接收器输入引脚和反相接收器输入引脚输入的差分射频信号转换为信号输出引脚的单端射频信号。

控制板为基于dsp和fpga的控制板，基于dsp和fpga的控制板具有丰富的外设接口、高速的信息处理能力，不仅可完成gps信息的采集、滤波，还可以组合gps信息辅助导控设备完成gps动基座对准、gnss+ins组合卫星导航控制，还可根据反馈的gps星历信息实现对载体的飞行控制(飞控与制导)以及与其他各执行、遥测及地面系统间的控制、通讯任务。

上述基于dsp和fpga的控制板包括dsp芯片u12、sdramu7、flashu8、eepromu24、程序下载接口j2和j1、fpga芯片d8、低功耗收发器、光电耦合器和数字隔离器。

dsp芯片u12的型号为tms320c6713bga272，sdram的型号为mt48lc8m32b，flash的型号为s29gl256p10tf020，eepr0m的型号为at24c256c-sshl-t，fpga芯片d8的型号为ep4ce22f1717，低功耗收发器包括型号为max490的u9和u11，光电耦合器包括型号为hcpl0631的d24和d28，以及型号为tlp2362的d18和d25，数字隔离器包括型号为adum1201的d16、d17、d37、d39、d40和d41。dsp芯片u12与fpga芯片d8相互通信，dsp芯片u12和fpga芯片d8均与sdramu7和flashu8连接实现读写操作，dsp芯片u12与eepromu24连接实现读写操作。dsp芯片u12与程序下载接口j2连接，fpga芯片d8与程序下载接口j1连接，fpga芯片d8通过数字隔离器d16、d17、d37、d39、d40和d41连接有三轴mems陀螺和三轴mems加速度计，导控设备gps接收机通过低功耗收发器u9和光电耦合器d18、d25与fpga芯片d8连接用于收发信息，遥测通过低功耗收发器u11和光电耦合器d24、d28与fpga芯片d8连接用于收发信息，无线通讯模块wr的射频芯片m2通过光电耦合器d5、接口p4与fpga芯片d8连接。

基于dsp和fpga的控制板还包括与fpga芯片d8连接的外设接口，外设接口包括串口、io口、模拟输出口和模拟输入口。

基于dsp和fpga的控制板还包括型号为max490的低功耗收发器u10和u11，型号为hcpl0631的光电耦合器d29和d32。串口通过低功耗收发器u10、u11和光电耦合器d29、d32与fpga芯片d8连接。

本实施例还公开了电源板，电源板包括将电源28v转换为+5v的第一电源转换芯片u4、u2、u3和u6，以及将电源28v转换为±15v的第二电源转换芯片u5。

本实用新型具备系统自检、时序控制、挂飞流程控制、飞控与制导、传递对准自对准、组合导航、遥测、检测、参数串行加载、程序串行加载与仿真等功能。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。