楊 程 尹文剛

武警警官學(xué)院 四川 成都 610000

引言

刺殺對(duì)抗現(xiàn)已成為武警部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)化練兵必不可少的一項(xiàng)訓(xùn)練內(nèi)容，但當(dāng)前刺殺對(duì)抗的護(hù)具只能簡(jiǎn)單護(hù)體，組訓(xùn)者也只能通過(guò)耳聽(tīng)和目測(cè)判斷對(duì)抗雙方是否刺中，刺中的力度大小，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上科技強(qiáng)軍的時(shí)代號(hào)角。本課題以氣壓檢測(cè)為核心技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套基于氣壓傳感的智能刺殺對(duì)抗護(hù)具系統(tǒng)。該系統(tǒng)使組訓(xùn)者和參訓(xùn)者不僅可以清晰明了的判斷對(duì)抗雙方輸贏，更能精確掌握刺殺對(duì)抗過(guò)程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為主要控制器，通過(guò)采集木槍刺中護(hù)具前后護(hù)具內(nèi)氣囊的氣壓變化程度和刺中的不同區(qū)域，分析參訓(xùn)者技能的熟練度；在訓(xùn)練過(guò)程中采集受訓(xùn)者的體溫和心率；且通過(guò)三種方式表達(dá)各項(xiàng)數(shù)據(jù)：串口屏顯示、語(yǔ)音提示和手機(jī)藍(lán)牙查看。核心處理器采用STC12C5 A60S2單片機(jī)，外接RSCM17100KP501氣壓傳感器模塊，集成了一個(gè)惠斯通電橋傳感器與調(diào)理芯片。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 氣壓傳感模塊設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用型號(hào)為RSCM17100KP501的氣壓傳感器模塊，模塊內(nèi)含差分放大、自動(dòng)校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償?shù)入娐?，可直接輸出一個(gè)模擬電壓，MCU的ADC口讀此電壓后便可判斷相應(yīng)的壓力值。其電路原理如下圖2所示：

圖2 氣壓傳感器模塊電路原理圖

2.2 串口顯示屏接口電路設(shè)計(jì) 為了更好清晰、直觀的顯示刺殺對(duì)抗數(shù)據(jù)采集信息，此設(shè)計(jì)選用了簡(jiǎn)單且實(shí)用的淘晶馳串口屏。此款串口屏通過(guò)上位機(jī)開(kāi)發(fā)觸摸屏，觸摸屏里面的所有內(nèi)容都可以通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置，包括圖片、觸摸屏中的按鈕、文本控件和其他功能效果顯示，其開(kāi)發(fā)起來(lái)不僅非常簡(jiǎn)單方便，而且后期達(dá)到的效果相比之下更佳。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，基于Keil軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)上電后，初始化各個(gè)變量、串口0、串口1，然后進(jìn)入到等待開(kāi)始按鈕的觸發(fā)程序，當(dāng)檢測(cè)到開(kāi)始按鈕按下時(shí)，先采集一次心率和體溫并保存起來(lái)；然后初始化體溫傳感器、心率傳感器和氣壓傳感器并開(kāi)始檢測(cè)。此時(shí)時(shí)鐘電路觸發(fā)，系統(tǒng)將進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。開(kāi)始檢測(cè)后當(dāng)氣壓發(fā)生改變時(shí)，表示護(hù)具受到了攻擊，系統(tǒng)開(kāi)始計(jì)算改變前后的氣壓差值大小并計(jì)算其變化頻率，最后將其數(shù)值轉(zhuǎn)化成擊打力度大小，模擬計(jì)算出受傷的程度，通過(guò)虛擬血條的方式在驅(qū)動(dòng)屏幕顯示、語(yǔ)音播報(bào)和藍(lán)牙發(fā)送。當(dāng)擊打力度超出設(shè)定值或倒計(jì)時(shí)完成時(shí)計(jì)算訓(xùn)練消耗的能量，并測(cè)量心率，且驅(qū)動(dòng)屏幕顯示、語(yǔ)音播報(bào)和藍(lán)牙發(fā)送總能量與心率。系統(tǒng)軟件流程圖如下圖3所示：

圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖

4 結(jié)論

此設(shè)計(jì)具有模擬實(shí)戰(zhàn)的游戲體驗(yàn)感，初步實(shí)現(xiàn)了實(shí)戰(zhàn)化練兵，促進(jìn)官兵練兵備戰(zhàn)的積極性的目標(biāo)。此設(shè)計(jì)充分利用了氣壓傳感器的驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)采集，相關(guān)通過(guò)串口屏顯示，數(shù)據(jù)清晰明了，為組訓(xùn)者采集訓(xùn)練數(shù)據(jù)提供了相關(guān)保障。此設(shè)計(jì)對(duì)未來(lái)刺殺對(duì)抗護(hù)具的改進(jìn)具有一定的參考意義。