一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，包含MCU控制單元，還包含與MCU控制單元相連的若干個(gè)帶顯示功能的按鍵(1)和存儲(chǔ)卡；所述存儲(chǔ)卡用于存儲(chǔ)所述按鍵(1)的顯示驅(qū)動(dòng)程序；所述MCU用于讀取所述顯示驅(qū)動(dòng)程序并控制按鍵(1)的顯示，以及采集按鍵(1)的按鍵信息并發(fā)送給主機(jī)。本實(shí)用新型可以以滿足多型無(wú)人機(jī)地面站在飛行監(jiān)控、任務(wù)監(jiān)控和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)類型、不同等級(jí)控制指令對(duì)指令面板的需求。
【專利說(shuō)明】
一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)人機(jī)地面站操控領(lǐng)域，尤其是涉及無(wú)人機(jī)地面站控制指令的顯示和發(fā)出，是一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，可滿足多型無(wú)人機(jī)地面站對(duì)飛行監(jiān)控、對(duì)地打擊、高空偵察和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)類型、不同等級(jí)控制指令的顯示和發(fā)出需求。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)在武裝偵察、攻擊打擊和戰(zhàn)場(chǎng)支援等不同任務(wù)需求的牽引下，衍生出各種不同的無(wú)人機(jī)型號(hào)。不同型號(hào)的無(wú)人機(jī)需要配備與之任務(wù)需求對(duì)應(yīng)的無(wú)人機(jī)地面控制站，地面站在執(zhí)行飛行監(jiān)控、任務(wù)監(jiān)控和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)時(shí)需要配備專用的指令面板，這樣的發(fā)展模式導(dǎo)致指令面板雖然需求巨大，但是形態(tài)太過(guò)多樣化，缺乏統(tǒng)一的平臺(tái)。
[0003]近期，隨著無(wú)人機(jī)地面站“通用化”進(jìn)程的推進(jìn)，“一站控多機(jī)”、“一站控多型”的操作方式必將成為未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展的大趨勢(shì)。地面站的通用化必然需要統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，指令面板作為地面站內(nèi)控制指令發(fā)出的核心設(shè)備，如何適應(yīng)不同無(wú)人機(jī)平臺(tái)和任務(wù)形態(tài)對(duì)指令面板的需求成為一個(gè)必須面對(duì)的技術(shù)難點(diǎn)。為了解決該問(wèn)題，本發(fā)明即提供了一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的是為了提供一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，以滿足多型無(wú)人機(jī)地面站在飛行監(jiān)控、任務(wù)監(jiān)控和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)類型、不同等級(jí)控制指令對(duì)指令面板的需求。通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的指令面板硬件平臺(tái)，推動(dòng)無(wú)人機(jī)地面站通用化的進(jìn)程。同時(shí)，通過(guò)更好的軟/硬件人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，為無(wú)人機(jī)操作員提供更好的控制指令顯示和發(fā)出方案，提高無(wú)人機(jī)的操作效率和安全性。
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，包含M⑶控制單元，還包含與M⑶控制單元相連的若干個(gè)帶顯示功能的按鍵I和存儲(chǔ)卡；
[0007]所述存儲(chǔ)卡用于存儲(chǔ)所述按鍵I的顯示驅(qū)動(dòng)程序；
[0008]所述MCU用于讀取所述顯示驅(qū)動(dòng)程序并控制按鍵I的顯示，以及采集按鍵I的按鍵信息并發(fā)送給主機(jī)。
[0009]進(jìn)一步，所述存儲(chǔ)卡還與調(diào)試主機(jī)相連，所述調(diào)試主機(jī)用于對(duì)存儲(chǔ)卡上的顯示驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行編程。
[0010]優(yōu)選地，所述按鍵I為OLED按鍵。
[0011]進(jìn)一步，所述按鍵I有25個(gè)，其中9個(gè)為重要指令按鍵2。
[0012]所述重要指令按鍵2上設(shè)有按鍵保護(hù)罩3。
[0013]進(jìn)一步，所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板還包含面板4和后蓋板5，所述按鍵I鑲嵌在面板4上，面板4與后蓋板5相接。
[0014]進(jìn)一步，所述后蓋板5上設(shè)有電源接口 6和串口通訊接口 7。
[0015]進(jìn)一步，所述后蓋板5上還均設(shè)有軟件燒錄口。
[0016]優(yōu)選地，所述無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板呈40°安裝于水平的席位臺(tái)面上。
[0017]優(yōu)選地，所述面板4和后蓋板5的下部均設(shè)置有防脫螺栓8和固定卡槽9。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:提供了一種通用的、完善的無(wú)人機(jī)指令面板解決方案，可以滿足多型無(wú)人機(jī)地面站不同任務(wù)類型、不同等級(jí)控制指令對(duì)指令面板的需求。采用統(tǒng)一硬件平臺(tái)和接口，可以有效地降低多型指令面板的研制成本，縮短地面站的研制周期;通過(guò)更合理的指令顯示、發(fā)出和故障處理邏輯，提高了無(wú)人機(jī)操作員的操作效率，保證飛行的安全性。同時(shí)，該發(fā)明對(duì)無(wú)人機(jī)地面站通用化進(jìn)程有重大的推動(dòng)作用。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型中按鍵的布局示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型的工作原理示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型中按鍵驅(qū)動(dòng)邏輯框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]—、無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
[0025]如圖1所示，一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板主要由帶顯示功能的按鍵
1、MCU控制單元、存儲(chǔ)卡、指示燈、接口，面板4和后蓋板5等組成。無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板以40°安裝于水平的席位臺(tái)面上，通過(guò)與席位臺(tái)和座椅的配合，可有效提高控制面板按鍵操作時(shí)的可達(dá)性，并避免與其他操作裝置的干涉。
[0026]本實(shí)施例中帶顯示功能的按鍵I選用是目前主流的OLED按鍵，但隨著顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，也可以選擇其他帶顯示功能的按鍵。OLED按鍵可顯示96x64像素的字符，數(shù)字和動(dòng)畫(huà)，按鍵觸感清晰，壽命長(zhǎng)達(dá)50000小時(shí)，顏色表現(xiàn)力高達(dá)65525色。OLED液晶屏驅(qū)動(dòng)采用SPI通信接口，可以實(shí)現(xiàn)高速同步通信，快速實(shí)現(xiàn)畫(huà)面更新，實(shí)時(shí)更新顯示字符，每個(gè)OLED顯示屏點(diǎn)陣96x64，刷新頻率60Hz，有效的消除視覺(jué)閃爍現(xiàn)象。如圖2所示，在本實(shí)施例中，共使用25個(gè)單態(tài)OLED按鍵，其中上側(cè)三排(共9個(gè))按鍵作為重要指令按鍵2，可用于設(shè)計(jì)重要指令。在重要指令按鍵2上設(shè)置按鍵保護(hù)罩3，可有效防止誤按鍵操作。
[0027]面板4上留有鑲嵌按鈕、電源開(kāi)關(guān)、電源指示燈和信號(hào)指示燈的孔洞。電源開(kāi)關(guān)10上設(shè)置鎖定功能，電源開(kāi)關(guān)10、電源指示燈11和信號(hào)指示燈12可以設(shè)置在無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板的右上部。后蓋板5上設(shè)置有電源接口 6和串口通訊接口 7，且均采用航插設(shè)計(jì)。此外，在后蓋板5上還設(shè)置有軟件燒錄口，并采用防脫蓋板形式，方便指令面板軟件調(diào)試。面板4和后蓋板5的下部設(shè)置有防脫螺栓8和固定卡槽9，可使無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板牢固固定于席位臺(tái)上，并方便拆卸更換。
[0028]無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板在結(jié)構(gòu)上采用分層式結(jié)構(gòu)，各層的連接均采用臺(tái)階式搭接設(shè)計(jì)，可較好地滿足高低溫、震動(dòng)、沖擊、鹽霧霉菌等環(huán)境適應(yīng)性以及電磁兼容性要求，并順利通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)。
[0029]二、無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板的工作原理
[0030]無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板作為地面站操作員發(fā)出控制指令的裝置，具備對(duì)面板上OLED單態(tài)按鍵顯示內(nèi)容進(jìn)行編程控制，以適應(yīng)多型無(wú)人機(jī)中不同席位臺(tái)的按鍵顯示布局，具備通過(guò)OLED按鍵向主機(jī)發(fā)送RS422控制指令的功能，其工作原理框圖如圖3所示。
[0031]指令面板的核心器件為MCU控制單元，其主要功能有按鍵顯示控制、按鍵采集和RS422發(fā)送模塊、卡鍵故障處理等等。按鍵顯示控制主要完成按鍵上(或者按鍵下)0LED字符信號(hào)的顯示和驅(qū)動(dòng)，為按鍵標(biāo)識(shí)不同的功能;按鍵采集功能為完成25個(gè)按鍵的掃描和防抖，在有按鍵按下時(shí)，能夠及時(shí)響應(yīng)處理，并通過(guò)RS422收發(fā)模塊向主機(jī)發(fā)出相應(yīng)的鍵值。當(dāng)MCU控制單元檢測(cè)到某個(gè)按鍵出現(xiàn)卡鍵故障時(shí)，可將該故障鍵通訊切斷，并保證其余按鍵通訊正常，以保證飛行安全。
[0032]電源采用24V直流供電，并通過(guò)DC/DC模塊轉(zhuǎn)換為3.3V直流電源，給OLED以及其他電路提供供電。面板最大輸入電壓36V，最大輸入電流2.5A。
[0033]RS422收發(fā)模塊采用標(biāo)準(zhǔn)串口模塊，將MCU控制單元采集的按鍵信息轉(zhuǎn)換為RS422信號(hào)并發(fā)送到主機(jī)，波特率為115200.
[0034]RS232板件通訊模塊主要用于多個(gè)指令面板之間的聯(lián)動(dòng)，通信波特率為9200?？杀ＷC多個(gè)指令面板之間在進(jìn)行機(jī)型和席位選擇時(shí)，能保證機(jī)型和席位的一致性。
[0035]OLED按鍵驅(qū)動(dòng)采用SPI通信接口，可以實(shí)現(xiàn)高速同步通信，快速實(shí)現(xiàn)畫(huà)面更新，實(shí)時(shí)更新顯示字符。SPI通信引腳D/C、SCK、SDI引腳并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，OLED按鍵的SS選擇腳采用由M⑶控制單元控制，可分別或同時(shí)選通25個(gè)OLED按鍵。通過(guò)SPI接口，使用MCU控制模塊完成OLED按鍵的圖像設(shè)置。OLED按鍵像素點(diǎn)陣為96X64，像素大小0.044X0.263mm，當(dāng)顯示16X 16點(diǎn)陣字體時(shí)，可顯示24個(gè)漢字，當(dāng)顯示32 X 32點(diǎn)陣字體時(shí)，可顯示6個(gè)漢字控制單元可以根據(jù)要求刷新圖像信息，利用此操作可以完成復(fù)雜按鍵畫(huà)面的互動(dòng)操作。OLED按鍵邏輯框圖如圖4所示。
[0036]存儲(chǔ)卡采用TF卡的存儲(chǔ)形式，可預(yù)先在TF卡中存儲(chǔ)按鍵需要顯示的內(nèi)容。同時(shí)，可以通過(guò)USB與調(diào)試計(jì)算機(jī)相連，對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行編程控制。
[0037]三、無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板的主要功能
[0038]1、無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板按鍵編程和調(diào)試功能
[0039]無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板上的所有按鍵I均為獨(dú)立的OLED按鍵，可以以全彩的圖片、文字甚至是視頻來(lái)顯示按鍵內(nèi)容，所有按鍵均支持獨(dú)立編程和控制。指令面板所有機(jī)型和席位對(duì)應(yīng)的按鍵布局和顯示內(nèi)容均可以事先燒寫(xiě)在TF卡中，通過(guò)既定邏輯進(jìn)行讀取和顯不。
[0040]當(dāng)指令面板顯示內(nèi)容和布局有變更時(shí)，只需取下控制面板上的TF卡或者通過(guò)調(diào)試線纜與調(diào)試計(jì)算機(jī)相連，即可通過(guò)專用的調(diào)試軟件更改任意按鍵上的顯示內(nèi)容。
[0041 ] 2、機(jī)型選擇與席位選擇功能
[0042]可以通過(guò)任意指定兩個(gè)按鍵為“機(jī)型”和“席位”選擇按鍵，該按鍵以輪循的形式顯示當(dāng)前的機(jī)型和席位。不同的機(jī)型和席位選擇，對(duì)應(yīng)有不同的按鍵布局，以滿足多種機(jī)型和不同席位按鍵布局要求。
[0043]3、指令面板間聯(lián)動(dòng)功能
[0044]當(dāng)席位需要設(shè)置多個(gè)無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，且需要保證多個(gè)無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板間機(jī)型和席位的一致性時(shí)，可通過(guò)指令面板上的RS232板間通訊模塊實(shí)現(xiàn)多個(gè)指令面板之間的聯(lián)動(dòng)。只需選擇某個(gè)無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板的機(jī)型和席位，其余指令面板均可自動(dòng)切換至相應(yīng)機(jī)型和席位，保證操作安全性。
[0045]4、指令面板提示語(yǔ)告警功能
[0046]當(dāng)某個(gè)按鍵被按下且有控制指令發(fā)出時(shí)，該按鍵會(huì)高亮，同時(shí)信號(hào)指示燈變?yōu)榫G色，以此來(lái)提示操作員某控制指令已發(fā)出。
[0047]當(dāng)某個(gè)按鍵出現(xiàn)“卡鍵”故障無(wú)法彈起時(shí)，MCU控制單元判定該故障之后，會(huì)切斷該按鍵對(duì)外的通訊并上報(bào)自檢故障信息，同時(shí)按鍵高亮提示按鍵故障。此時(shí)，其余按鍵均能正常使用，以保證安全性。當(dāng)卡鍵故障解除時(shí)，按鍵恢復(fù)正常同時(shí)上報(bào)自檢正常信息。
[0048]可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可編程的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，包含MCU控制單元，其特征在于還包含與MCU控制單元相連的若干個(gè)帶顯示功能的按鍵(I)和存儲(chǔ)卡； 所述存儲(chǔ)卡用于存儲(chǔ)所述按鍵(I)的顯示驅(qū)動(dòng)程序； 所述MCU用于讀取所述顯示驅(qū)動(dòng)程序并控制按鍵(I)的顯示，以及采集按鍵(I)的按鍵信息并發(fā)送給主機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于所述存儲(chǔ)卡還與調(diào)試主機(jī)相連，所述調(diào)試主機(jī)用于對(duì)存儲(chǔ)卡上的顯示驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行編程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于所述按鍵(I)為OLED按鍵。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于所述按鍵(I)有25個(gè)，其中9個(gè)為重要指令按鍵(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于在于所述重要指令按鍵(2)上設(shè)有按鍵保護(hù)罩(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于還包含面板(4)和后蓋板(5)，所述按鍵(I)鑲嵌在面板(4)上，面板(4)與后蓋板(5)相接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于，所述后蓋板(5)上設(shè)有電源接口(6)和串口通訊接口(7)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于所述后蓋板(5)上還均設(shè)有軟件燒錄口。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于所述無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板呈40°安裝于水平的席位臺(tái)面上。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)人機(jī)地面站通用指令面板，其特征在于所述面板(4)和后蓋板(5)的下部均設(shè)置有防脫螺栓(8)和固定卡槽(9)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205450677SQ201620184094
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日
【發(fā)明人】施展, 劉國(guó)梁, 王建勇, 傅鳴毅, 李佳, 金耀, 尚航, 石吉利
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所