一种无线式弹载存储测试装置的制作方法

本发明属于信号检测技术领域，特别是一种可准确定位的无线式弹载存储测试装置。

背景技术：

在炮弹、火箭弹和导弹等研制阶段与试验发射阶段需要对其内部的样品参数(包括应变、过载、温度、时间等)进行相关的检测，为之后弹体改进的理论分析、参数设置提供重要的实验依据。近年来，国内外研究人员利用多种测试方法对弹体发射参数进行了检测，由于测试环境恶劣，目前常用方法包括引线电测法和存储测试法。

引线电测法是将传感器置于测试现场，前置适配器、信号记录仪及计算机等设备置于远离现场的掩体内。传感器产生的电信号通过长电线传输到测试仪器上，经适配器转换放大后由瞬态记录仪进行数据采集和存储记录，最后由计算机对测试数据进行分析处理和再现。但是引线电测法存在明显的不足：①系统标定和校准复杂；②干扰噪声大；③现场布设不方便。

存储测试法是把传感器、适配电路、a/d转换器、存储器、控制电路、接口电路以及电源等集合在一起，组成一个微型化测试系统。在实际应用中，要将存储测试系统预先置入被测环境，待记录完毕后回收测试系统，并连接读数电缆以读取测试数据。存储测试技术具有体积小、低功耗、抗干扰、不需要外接引线、标定和校准方便等特点。

虽然现有存储测试法克服了引线电测法的一些缺点，但系统在智能化、数据传输、定位等方面仍存在一些问题：

①无法实时监测系统状态：测试系统置入发射现场后，测试人员撤离试验场，就无法确知系统状态，一旦系统不正常，易导致测试失败。

②不能第一时间获取测试数据：爆炸结束后，需要回收测试系统，才能读取存储数据。回收过程可能存在耗时长、回收困难或意外掉电等风险。

③实验效率低：由于短时间需要多次进行相同的实验，但每次试验后测试人员要取出装置进行读数，读完后要再次进行装置防护，耽误很长时间，降低总体实验效率。

④试验后获知测试系统的位置较困难：由于存储测试系统跟随弹体发射然后着陆，而弹体在试发射过程中往往不具备制导系统且发射距离较远(例如火箭弹)，因此试验后寻找弹体残骸与测试系统具有一定难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无线式弹载存储测试装置，定位准确、可靠性好、实验效率高。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种无线式弹载存储测试装置，包括：

控制中心节点1，设于位于安全距离之外的掩体内，用于发送外部触发信号唤醒存储测试节点2工作、远程读取存储测试节点2的测试数据、存储测试节点2的定位信息；

至少一个存储测试节点2，设于待测弹体后端座，随待测弹体一同射出，用于感应、转换、存储、发送待测弹体的发射参数；

所述存储测试节点2与控制中心节点1通过4g网络信号连接。

优选地，

所述存储测试节点2包括以环氧树脂灌封在金属壳体3内的电池20、信号调理电路22、微处理器23、电源管理模块24、4g通信模块25、定位模块26、4g天线27、定位天线28、天线开关29、存储器210和置于金属壳体3外的传感器21；

所述传感器21的输出端与信号调理电路22的输入端相连，微处理器23的信号输入端与信号调理电路22的输出端相连，微处理器23的控制输出端与电源管理模块24的输入端相连，电源管理模块24的第一输出端与4g通信模块25的控制端相连，其第二输出端与定位模块26的控制端相连，所述4g通信模块25一端与4g天线27信号相连，另一端与微处理器23信号相连，所述微处理器23与存储器210相连，所述定位模块26一端与定位天线28信号相连，另一端与微处理器23信号相连，所述天线开关29可择一地将金属壳体3与4g天线27或定位天线28相连；所述电池20同时为信号调理电路22、微处理器23、电源管理模块24、4g通信模块25、定位模块26、天线开关29、存储器210供电；

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、可准确定位：本发明通过及时、准确定位测试装置，可实时监测系统状态，第一时间获取测试数据；

2、可靠性好：本发明将4g天线与定位天线灌封在存储测试装置内部，避免了弹载测试的恶略环境对裸露天线的损坏。为了克服测试过程中金属外壳对两路天线信号的屏蔽作用，本发明将两路天线的馈线通过单刀双掷的天线开关短接到存储测试装置金属外壳的内壁，同时将存储测试装置安装于模拟弹的后端座，使得两金属壳短接，此时模拟弹的金属外壳就充当天线的作用。通过切换天线开关的状态，避免通信信号与定位信号的相互干扰；

3、实验效率高：本发明将4g通信技术与定位技术融合到存储测试系统当中，有效的利用了现有通信以及定位网络的强大的资源，避免了人员回收测试装置的麻烦，大大提高了工作效率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明无线式弹载存储测试装置中存储测试节点的电原理框图。

图2为本发明无线式弹载存储测试装置中控制中心节点的电原理框图。

图中，1控制中心节点，2存储测试节点，3金属壳体，

11数据分析处理机，124g通信模块，134g天线，

21传感器，22信号调理电路，23微处理器，24电源管理模块，254g通信模块，26定位模块，274g天线，28定位天线，29天线开关，20电池，210存储器。

具体实施方式

本发明无线式弹载存储测试装置，包括：

控制中心节点1，设于位于安全距离之外的掩体内，用于发送外部触发信号唤醒存储测试节点2工作、远程读取存储测试节点2的测试数据、存储测试节点2的定位信息；

至少一个存储测试节点2，设于待测弹体后端座，随待测弹体一同射出，用于感应、转换、存储、发送待测弹体的发射参数；

所述存储测试节点2与控制中心节点1通过4g网络通信。

如图1所示，所述存储测试节点2包括以环氧树脂灌封在金属壳体3内的电池20、信号调理电路22、微处理器23、电源管理模块24、4g通信模块25、定位模块26、4g天线27、定位天线28、天线开关29、存储器210和置于金属壳体3外的传感器21；

所述传感器21的输出端与信号调理电路22的输入端相连，微处理器23的信号输入端与信号调理电路22的输出端相连，微处理器23的控制输出端与电源管理模块24的输入端相连，电源管理模块24的第一输出端与4g通信模块25的控制端相连，其第二输出端与定位模块26的控制端相连，所述4g通信模块25一端与4g天线27信号相连，另一端与微处理器23信号相连，所述微处理器23与存储器210相连，所述定位模块26一端与定位天线28信号相连，另一端与微处理器23信号相连，所述天线开关29可择一地将金属壳体3与4g天线27或定位天线28相连；所述电池20同时为信号调理电路22、微处理器23、电源管理模块24、4g通信模块25、定位模块26、天线开关29、存储器210供电；

所述天线开关29为单刀双掷天线开关，其两个不动端分别与4g天线27、定位天线28的馈点相连，其动端与金属壳体3相连。

单刀双掷天线开关29可采用pin二极管开关。

如图2所示，所述控制中心节点1包括数据分析处理机11、4g通信模块12和4g天线13，所述4g通信模块12通过数据线与数据分析处理机11相连。

所述数据分析处理机11为计算机。如台式电脑、笔记本电脑等。

存储测试装置安装于模拟弹的后端座，使得金属壳体3与待测弹体外壳短接，此时待测弹体的金属外壳充当天线的作用。

通过切换天线开关的状态，使任一时刻，4g天线与定位天线中只有一路馈线与装置金属外壳的内壁短接。避免通信信号与定位信号的相互干扰。

本发明无线式弹载存储测试装置的工作过程详述如下：

步骤1，将存储测试节点安装在模拟弹后端座，存储测试节点等待外部触发信号。微处理器控制天线开关将状态切换到4g天线工作状态。此时只有4g通信模块等待外部触发信号的到来，系统其余模块都处于断电状态(通过上述电源管理模块进行控制)；控制中心节点通过4g模块发送外部触发信号之后，存储测试节点通过外部中断唤醒处于休眠状态的微处理器，之后清除存储器里面的数据。

步骤2，微处理器不断检测待测信号是否达到内触发的阈值。如果没达到，则将采集到的数据循环记录在预采样缓存中；如果达到内触发门限，则进行正式采样。存储测试系统在这一阶段除了定位电路处于断电状态，其余电路都处于正常工作。

步骤3，等到模拟弹落地之后，微处理器控制天线开关将状态切换到定位状态，获取模拟弹残骸与存储测试装置的位置。然后再将天线开关切换到4g通信状态。

步骤4，控制中心节点通过4g通信模块远程读取测试数据与定位信息，之后工作人员根据定位信息回收残骸与存储测试装置。

电源管理模块采用场效应管来实现，通过分阶段分模块上电以实现低功耗。