遠征　李英順

【摘 要】為解決坦克火控系統(tǒng)檢測手段單一，不能同時檢測多個部件的問題，本文利用適配器實時采集火控系統(tǒng)各部件數(shù)據(jù)，并將經過調理后的數(shù)據(jù)通過CAN總線或Zigbee無線模塊送入上位機，由其完成模擬信號到數(shù)字信號的轉變，最終由上位機判斷信號是否異常，完成各組件的在線故障檢測，從而達到判斷故障所在的位置以及給出維修建議的目的。實踐表明，該系統(tǒng)能夠實時、快速、準確完成對各個功能部件的故障診斷，對提高部隊裝備保障能力具有重要的意義。

【關鍵詞】火控系統(tǒng)；CAN總線；Zigbee通訊；故障檢測

隨著技術發(fā)展和裝備的進步，火控系統(tǒng)性能的逐步提升，對其狀態(tài)進行檢測分析的手段與方法也要不斷提高[1]。當前普遍使用的火控系統(tǒng)狀態(tài)檢測手段不能同時檢測火控系統(tǒng)所有部件的參數(shù)[2]，使得各部件數(shù)據(jù)之間缺乏聯(lián)系，不僅檢測成本高、耗時長，還無法為坦克火控系統(tǒng)的整體故障診斷提供可靠保障。

針對以上問題，本文將火控系統(tǒng)部件通過適配器接入檢測設備，在其原位狀態(tài)下通過CAN總線或Zigbee無線通訊模塊將運行數(shù)據(jù)傳輸至上位機，通過上位機的炮控系統(tǒng)故障檢測系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析判斷，得出故障結論。該方案不需要對各部件單獨測試，降低了成本，操作方便；另一方面，數(shù)據(jù)采集的結果經過上位機的分析運算后能及時得到運行指標的數(shù)值，因而具有快速性和實時性，將不同時期的故障數(shù)據(jù)進行存檔統(tǒng)計，方便調試人員了解炮控系統(tǒng)的運行情況，為維修調試提供依據(jù)。

1 總體設計方案

該設備可以完成坦克炮控系統(tǒng)的各分系統(tǒng)、組件的原位在線檢測。它利用適配器實時采集被測對象（火控計算機、陀螺儀組、炮控箱、瞄準鏡、瞄控盒、自動裝彈機程控盒、車控盒等各分系統(tǒng)部件）數(shù)據(jù)，通過CAN總線或Zigbee無線模塊送入上位機，最終由上位機軟件判斷信號是否異常，從而獲得故障部位并給出維修建議。系統(tǒng)工作原理示意圖如圖1所示。該系統(tǒng)由工業(yè)計算機進行檢測控制與數(shù)據(jù)管理，為操作人員提供正確的操縱步驟，完成檢測過程的實時記錄，能輸出檢測過程主要參數(shù)的變化曲線和最終試驗報告。

2 硬件設計

系統(tǒng)硬件主要包括1個上位機、7個適配器、CAN總線以及ZigBee通訊模塊，總體設計方案如圖2所示。

2.1 上位機

上位機是故障檢測設備的核心部分，它與協(xié)調器通過串口通信，將系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)進行分析、顯示、存儲，對坦克炮控系統(tǒng)狀態(tài)進行評估，判斷坦克的故障部位。上位機功耗低、體積小、功能強、重量輕、維修維護方便、便于攜帶。

2.2 協(xié)調器

協(xié)調器（集成在上位機內部）由處理器CC2530模塊、天線模塊、串口模塊、電源模塊、LED指示燈等組成。因為協(xié)調器不能進入休眠模式，所以用USB接口將協(xié)調器與計算機連接起來，由計算機給協(xié)調器模塊提供3.3V電壓。處理器CC2530模塊接收到終端節(jié)點采集的數(shù)據(jù)并進行處理之后，將其發(fā)送至UART與USB的轉換芯片CP2102，再通過計算機端的USB轉發(fā)給計算機進行顯示，用戶可以在計算機上對數(shù)據(jù)進行進一步處理[3]。

2.3 適配器

適配器的作用是與被測部件進行連接，檢測被測部件的實時工作狀態(tài)，同時將檢測到的性能參數(shù)通過CAN總線或無線方式傳遞給上位機。

適配器硬件由處理器CC2530模塊、天線模塊、時鐘模塊、電源模塊、電源管理模塊、電壓電流傳感器模塊、LED指示燈等部分組成，如圖3所示。由于CC2530模塊要求一直供電進行數(shù)據(jù)的實時采集，而電壓、電流和開關量采集模塊僅需要在采集數(shù)據(jù)時才需要對其供電，所以選用了 MAX1675電源管理模塊來實現(xiàn)此功能[4]。處理器模塊先把電壓、電流和開關量采集模塊傳來的實時釆集的數(shù)據(jù)信號進行A/D轉換，然后將處理后的數(shù)據(jù)通過天線發(fā)送至協(xié)調器。

3 軟件設計

軟件設計運用面向對象的程序設計方法和模塊化的設計思想進行程序設計，這樣軟件既高效可靠，又具有極好的可移植性和擴充性，同時也能滿足圖像顯示和友好操作界面的要求。

軟件系統(tǒng)的界面包括：用戶登錄界面、用戶管理界面、狀態(tài)監(jiān)測界面、故障定位界面、歷史查詢界面。用戶登錄軟件后，選擇通訊方式與需要測試的部件，點擊采集，界面就會實時顯示相應的信號值，通過信號表評價相應設備的狀態(tài)。最后，評估采集到的信號，若信號異常，系統(tǒng)將自動定位故障部位?；鹂赜嬎銠C的狀態(tài)監(jiān)測界面如圖4所示，故障定位界面如圖5所示。

4 結論

本文設計并實現(xiàn)了坦克火控系統(tǒng)綜合檢測設備，采用適配器與上位機相結合的方式首次實現(xiàn)了火炮控系統(tǒng)的實車原位在線檢測與故障診斷，通過適配器實時同步采集信號與上位機進行組網(wǎng)實時通信，取代了傳統(tǒng)分組件測量的檢測方法，實現(xiàn)了多部件多路信號實時同步采集，傳輸速度快、抗干擾能力強、安全可靠，創(chuàng)新了裝備使用與維修檢測手段，提高了新型裝甲裝備保障能力。

【參考文獻】

[1]樊水康，郭會兵，郭慧鑫.火控系統(tǒng)故障檢測與智能診斷[J]. 火力與指揮控制， 2013（s1）：143-146.

[2]孫國偉，湯霞清，楊國振.基于PXI總線的坦克炮控自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機測量與控制，2010，18（10）：2335-2336.

[3]劉傳振，程耕國.基于ZigBee的大型樓宇安全監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 現(xiàn)代電子技術，2017，40（4）：95-98.

[4]過琦芳.采用CAN總線的生產現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代制造工程，2017（3）：135-140.endprint