一種轉(zhuǎn)臺無線近程遙測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)臺無線近程遙測系統(tǒng)，屬于通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超高速轉(zhuǎn)臺是高速旋轉(zhuǎn)試驗機旋轉(zhuǎn)速度大于60000r/min的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，是用來模擬高速旋轉(zhuǎn)工況，檢測產(chǎn)品在真實工作條件下的工作狀況及其性能指標的關(guān)鍵設(shè)備，也是研究模擬彈體運行環(huán)境的測試設(shè)備。解決在高速旋轉(zhuǎn)條件下被測參量的可靠傳輸問題，是高速轉(zhuǎn)臺設(shè)計的一個技術(shù)關(guān)鍵。目前采用接觸式和非接觸式兩種方式進行被測參量傳輸。
[0003]接觸式方式主要是指各種類型的導(dǎo)電滑環(huán)(固體接觸式導(dǎo)電環(huán)如電刷為導(dǎo)電介質(zhì)、滾動接觸式導(dǎo)電環(huán)、液體接觸式導(dǎo)電環(huán)如水銀為導(dǎo)電介質(zhì))。該種方式一般適用于20000r/m以下的低速轉(zhuǎn)臺，當超過20000r/m后，導(dǎo)電滑環(huán)就存在摩擦力矩變大、接觸電阻變大、傳遞信號時噪聲和失真大、磨損發(fā)熱現(xiàn)象嚴重等問題。
[0004]非接觸式信號傳輸可通過光、無線電或黑匣子等方式來實現(xiàn)。非接觸式信號傳輸不存在水銀泄漏、接觸電阻波動大、轉(zhuǎn)速限制多等問題，因此可以應(yīng)用于高速轉(zhuǎn)臺中的信號傳輸。(I)光傳輸主要采用紅外線光、可見光和紫外線光等。將光源發(fā)射端和接收管安裝在旋轉(zhuǎn)軸的軸線上，同時必須保證發(fā)射端和接收端的光路具有良好的指向性。這種方式適用于20000r/m到60000r/m的高速轉(zhuǎn)臺中的信號傳輸，當應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)速度大于60000r/m的超高速轉(zhuǎn)臺時，為保證高要求的動平衡，光源發(fā)射端和接收設(shè)備在軸內(nèi)的安裝難度會明顯增大，同時，由于在轉(zhuǎn)速加速過程中存在多個共振點，會造成光源發(fā)射端發(fā)射的光源出現(xiàn)抖動、接收信號不穩(wěn)定、信號傳輸丟失等現(xiàn)象。因此光傳輸方式不適用于超高速轉(zhuǎn)臺；(2)黑匣子抗磁干擾能力和耐沖擊能力都比較強，這在高速旋轉(zhuǎn)測試方面有較大的優(yōu)勢，但每檢測完一次必須取出黑匣子，再由計算機調(diào)出記錄數(shù)據(jù)，并用專用軟件對數(shù)據(jù)進行處理再打印出來，過程比較繁瑣，檢測效率比較低，也不能做到對信號的實時檢測；(3)無線傳輸技術(shù)如Zigbee、Bluetooth、Wi_F1、FM等。Zigbee的設(shè)備成本低，但是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小、數(shù)據(jù)速率低bluetooth能夠在設(shè)備間實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音通信，但其相對覆蓋范圍小且網(wǎng)絡(luò)容量?。籛1-Fi可移動性好、建網(wǎng)速度快，但通信質(zhì)量卻又不是很好；FM技術(shù)有許多優(yōu)點，傳輸距離較遠，普通產(chǎn)品的信號傳輸可以達到幾十米的傳輸距離，改變接收天線靈敏度和發(fā)射功率后，即使是有墻壁的阻擋也不成問題；缺點方面，保密性不強，受到傳輸帶寬的限制極易受到干擾，出現(xiàn)串頻等現(xiàn)象，穩(wěn)定性較差，尤其在超高速條件下誤碼率問題比較嚴重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高速轉(zhuǎn)臺無線近程遙測系統(tǒng)，解決在高速旋轉(zhuǎn)條件下被測參量的可靠傳輸問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種轉(zhuǎn)臺無線近程遙測系統(tǒng)，其特征在于:由發(fā)送端和接收端組成；所述的發(fā)送端安裝在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，所述的接收端安裝在轉(zhuǎn)臺外部的控制站27上;
[0007]發(fā)送端由多路I/O端口 1、第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊2、信源編碼模塊4、調(diào)制模式選擇器5、數(shù)據(jù)存儲模塊6、D/A轉(zhuǎn)換模塊7、上混頻器8、射頻功率放大模塊9、發(fā)射天線10、USB接口 11、第一 W1-Fi模塊12組成；所述的信源編碼模塊4、調(diào)制模式選擇器5在第一微處理器3中實現(xiàn)；
[0008]接收端包括接收天線13、低噪聲放大模塊14、下混頻器15、低通濾波器16、自動增益控制17、第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊18、解調(diào)模塊19、信源解碼模塊20、數(shù)據(jù)存儲模塊21、數(shù)據(jù)顯示模塊22、數(shù)據(jù)處理模塊23、第二 W1-Fi模塊24、數(shù)據(jù)總線25 ;其中所述的解調(diào)模塊19、信源解碼模塊20在第二微處理器26中實現(xiàn)，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊21、數(shù)據(jù)顯示模塊22和數(shù)據(jù)處理模塊23在轉(zhuǎn)臺控制站27上實現(xiàn)；
[0009]測量傳感器的輸出端與多路I/O端口連接，所述的多路I/O端口 I包括模擬I/O端口和數(shù)字I/O端口，其中所述的模擬I/O端口經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊2轉(zhuǎn)換后與信源編碼模塊4連接，所述的數(shù)字I/O端口直接與信源編碼模塊4連接；所述的信源編碼模塊4 一方面經(jīng)數(shù)據(jù)存儲模塊6將數(shù)據(jù)存儲下來，再通過USB接口 11或者W1-Fi模塊12傳輸?shù)睫D(zhuǎn)臺控制站27，另一方面經(jīng)調(diào)制模式選擇器5將編碼后的數(shù)字信號調(diào)制到中頻段，然后再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊7、上混頻器8將中頻段信號調(diào)制到高頻段，然后經(jīng)過射頻功率放大模塊9和發(fā)射天線10將信號發(fā)射出去；
[0010]所述的接收天線13經(jīng)低噪聲放大模塊14對接收的信號放大、再經(jīng)下混頻器15將接收到的信號解調(diào)到中頻段后，依次通過低通濾波器16、自動增益控制17、第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊18、解調(diào)模塊19與信源解碼模塊20連接，將解調(diào)后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線25分別輸出到數(shù)據(jù)存儲模塊21、數(shù)據(jù)顯示模塊22和數(shù)據(jù)處理模塊23上；
[0011]所述的信源編碼模塊4首先將所有種類的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)幀格式打包編幀，對不同種類的信號分別加上不同的幀標志以示區(qū)別，然后對打包后的數(shù)據(jù)進行糾錯。
[0012]有益效果:本發(fā)明采用擴頻調(diào)制與窄帶數(shù)字調(diào)制相結(jié)合的方式，擴展了信號傳輸?shù)膸?，提高了信號抗多徑干擾的傳輸能力，降低了信號在超高轉(zhuǎn)速下的誤碼率，保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。采用同步編碼和糾錯編碼相結(jié)合的方式，提高了數(shù)據(jù)的抗干擾能力和糾錯能力，保證了在超高速條件下出現(xiàn)傳輸信道受擾時，具有極高的糾錯能力，同時便于接收端的多路數(shù)據(jù)拆分以及后期數(shù)據(jù)處理；采用微處理器實現(xiàn)遙測功能，降低了電路設(shè)計的復(fù)雜度，縮小了電路的體積，集成度高、體積小、重量輕，解決了在空間狹小的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)安裝電路板的問題。本發(fā)明集成了數(shù)據(jù)存儲模塊、W1-Fi模塊，提供了多種數(shù)據(jù)傳輸模式，便于用戶選擇。本發(fā)明可以實現(xiàn)在低速、高速和超高速轉(zhuǎn)臺上多路被測參數(shù)遙測系統(tǒng)的一套系列化動作，從采集編碼到調(diào)制發(fā)射，再到接收解調(diào)解碼數(shù)據(jù)管理。采用多通道采集、多模式調(diào)制、多種傳輸方式，整體集成度高，真正解決了在高速轉(zhuǎn)臺中非接觸式信號傳輸存在的問題，為模擬高旋彈、導(dǎo)彈、火箭等在高速高旋條件下的參數(shù)測量提供了技術(shù)手段。本發(fā)明可應(yīng)用于高速轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)過程中的參數(shù)測量，同時可應(yīng)用于模擬高旋彈、導(dǎo)彈、火箭等在有很大過載和振動的發(fā)射、飛行過程中的參數(shù)測量，也可推廣到地震波或其他動載激振下巖土結(jié)構(gòu)物破壞性狀的測量領(lǐng)域的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的轉(zhuǎn)臺近程遙測系統(tǒng)發(fā)送端框圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的轉(zhuǎn)臺近程遙測系統(tǒng)接收端框圖；
[0015]圖3為信源編碼模塊工作原理示意圖；
[0016]圖4為同步編碼模塊的流程圖；
[0017]圖5為調(diào)制模式選擇器框圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0019]本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)臺無線近程遙測系統(tǒng)，由發(fā)送端和接收端組成；所述的發(fā)送端安裝在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，所述的接收端安裝在轉(zhuǎn)臺外部的控制站27上。
[0020]如圖1所示為發(fā)送端框圖，多路I/O端口 I包括8路模擬I/O端口和8路數(shù)字I/O端口，模擬I/O端口通過模擬跟隨器28將8路模擬信號輸入到第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊2后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后輸入信源編碼模塊4，同時，8路數(shù)字I/O端口通過8路I/O隔離器29將8路數(shù)字信號輸入信源編碼模塊4完成編碼；信源編碼模塊4首先是同步編碼模塊30添加子幀頭、序列號等完成數(shù)據(jù)打包，然后進行糾錯編碼以提高傳輸效率；調(diào)制模式選擇器5中提供了窄帶數(shù)字調(diào)制32和擴頻調(diào)制33，將編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制到中頻段；經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換模塊7、混頻器8，將中頻信號調(diào)制到高頻段，然后連接射頻功率放大模塊9使已調(diào)信號通過發(fā)射天線10發(fā)射。此外，多通道被測參數(shù)可以通過數(shù)據(jù)存儲模塊6進行數(shù)據(jù)存儲，在試驗結(jié)束后，通過USB接口 11進行有線傳輸，或者通過W1-Fi模塊12進行無線傳輸。本發(fā)明集成了數(shù)據(jù)存儲模塊、W1-Fi模塊，提供了多種數(shù)據(jù)傳輸模式，便于用戶選擇。
[0021]所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊2以及信源編碼模塊4實現(xiàn)如圖3所示。所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊2采用的是芯片MAX1308。采集到的8路模擬信號經(jīng)過8路模擬跟隨器28對信號進行緩沖隔離之后與A/D轉(zhuǎn)換模塊2連接，然后接入到信源編碼模塊4中；8路數(shù)字信號輸入到8路I/O隔離器29中以減少通道之間信號的相互干擾，然后直接進入信源編碼模塊4中。
[0022]所述的信源編碼模塊4包括同步編碼模塊30和糾錯編碼模塊31，首先與同步編碼模塊30連接再接入到糾錯編碼模塊31中。
[0023]所述的同步編碼模塊30是針對高速轉(zhuǎn)臺這種特殊的環(huán)境選擇的一種編碼。由于需要多路采集完成對轉(zhuǎn)臺各個方面的測試，為了將不同通道的采樣數(shù)據(jù)高速存儲以及后期處理，系統(tǒng)采用了同步編碼，即將所有種類的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)幀格式打包編幀，對不同種類的