便攜式數(shù)據(jù)采集與重演評估系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王軍 李蘇杭 張明府 劉釗 鄭朋輝

摘要：本文介紹了便攜式數(shù)據(jù)采集與重演評估系統(tǒng)，包括系統(tǒng)介紹、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計。該系統(tǒng)主要用于采集各鏈路數(shù)據(jù)、檢驗操作過程執(zhí)行的正確性、輔助故障定位、事后數(shù)據(jù)處理與重演評估、復(fù)核裝訂參數(shù)的正確性等。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集;重演評估;裝訂參數(shù)

中圖分類號：TP274.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0145-03

0 引言

現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中武器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)非常重要，為了實時采集武器系統(tǒng)報文數(shù)據(jù)，并考慮事后分析及戰(zhàn)場使用的便利性[1]，急需研制便攜式數(shù)據(jù)采集與重演評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于實時顯示并采集系統(tǒng)戰(zhàn)車間報文數(shù)據(jù)，可對采集的數(shù)據(jù)事后分析及重演評估。

該系統(tǒng)可用于試驗及部隊演訓(xùn)保障、輔助故障監(jiān)測與定位，以及裝備大修后對通信鏈路檢查及雷達數(shù)據(jù)精度分析。

1 總體技術(shù)方案

1.1 系統(tǒng)功能

（1）具備車輛間報文數(shù)據(jù)的實時采集、存儲功能;（2）具備數(shù)據(jù)處理功能，含報文解析、精度分析，關(guān)重參數(shù)提取;（3）能事后回放數(shù)據(jù)重演評估，輔助故障監(jiān)測與定位;（4）能實時顯示彈目交匯界面、遭遇倒計時。

1.2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)包括通信網(wǎng)絡(luò)控制器、高速有線數(shù)話同傳設(shè)備、加固筆記本、數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)分析軟件、重演評估軟件、彈道顯示軟件、直流電源、信號轉(zhuǎn)接盒、電纜、接插件、安裝支架、拉桿箱等，組成框圖見圖1。

2 硬件設(shè)計

硬件設(shè)計優(yōu)先選用貨架產(chǎn)品，選用現(xiàn)有成熟產(chǎn)品和器件，便于模塊化維修更換。安裝支架、轉(zhuǎn)接電纜等采用定制化開發(fā)。

2.1 通信網(wǎng)絡(luò)控制器

通信網(wǎng)絡(luò)控制器能連接高速有線數(shù)話同傳設(shè)備，通過高速有線數(shù)話同傳設(shè)備實現(xiàn)作戰(zhàn)車輛與數(shù)據(jù)采集與重演評估系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，并能接入網(wǎng)絡(luò)交換機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通。通信網(wǎng)絡(luò)控制器可提供2路有線連接，可連接2輛主要作戰(zhàn)車輛。主要指標：（1）電源：額定電壓：DC 24V;電壓范圍：DC 20V～32V;（2）功耗：≤100W。通信網(wǎng)絡(luò)控制器的結(jié)構(gòu)采用標準的ATR機箱，外形尺寸：寬×深×高=256×315×194（單位：mm），如圖2所示。

2.2 高速有線數(shù)話同傳設(shè)備

高速有線數(shù)話同傳設(shè)備用于擴展8路有線連接，可連接8輛主要作戰(zhàn)車輛，并將報文數(shù)據(jù)發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)控制器。主要指標：（1）電源：額定電壓：DC 24V;電壓范圍：DC 22V～30V;（2）功耗：≤40W。高速有線數(shù)話同傳設(shè)備的尺寸為：寬×高×深（不含減震架）：124×194×350（mm），寬×高×深（含減震架）：132×239×360（mm），SCC-8型高速有線數(shù)話同傳設(shè)備如圖3所示。

2.3 網(wǎng)絡(luò)交換機

網(wǎng)絡(luò)交換機，傳輸速率10M/100Mbps自適應(yīng)，可連接4個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，具有組播、廣播以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽功能。

2.4 信號轉(zhuǎn)接盒

主要完成通信網(wǎng)絡(luò)控制器與作戰(zhàn)車輛之間的信號轉(zhuǎn)接。信號轉(zhuǎn)接箱具有10路（JD型彈簧接線柱）被覆線的輸入接口，1路至通信網(wǎng)絡(luò)控制器端的數(shù)據(jù)輸出接口（插座型號：Y11P-1419ZK;插頭型號：Y11P-1210TJ2）。彈簧接線柱通過電纜與插座Y11P-1419ZK焊接連通。信號轉(zhuǎn)接盒的彈簧接線柱與接插件的設(shè)計位置方便電纜的連接與拆卸。

2.5 直流電源

直流電源用于給通信設(shè)備提供直流穩(wěn)壓電源，選用貨架產(chǎn)品，輸入交流：220V/50Hz、輸出電壓：24V、輸出功率：不低于100w。

2.6 加固筆記機

采集處理計算機、彈道計算機各采用1臺加固型筆記本電腦，要求配置不低于如下：

（1）顯示器：不小于12〞，顯示比例16：9;

（2）CPU：Intel CoreTM i3/i5;

（3）內(nèi)存：DDR3 1333/1600 MHz 2GB/4GB;

（4）網(wǎng)絡(luò)：10/100/1000Base-TX， RJ-45;

（5）硬盤： SATA 500GB;

（6）視頻接口：VGA;

（7）USB： USB×2;

（8）鍵鼠：筆記本專用鍵盤，觸摸式鼠標;

（9）適配器電源：電源：100～240V，50～60Hz。

2.7 安裝支架、拉桿箱

安裝支架是為了固定通信設(shè)備及工作時便于展開、撤收。拉桿箱能夠承載并固定便攜式數(shù)據(jù)采集與重演評估系統(tǒng)所有的設(shè)備、電纜等配件。具備減震裝置，能夠在運輸中對通控器等設(shè)備進行保護。拉桿箱表面平整，能夠放置使用筆記本電腦，且能夠不將通控器取出即可連接通信電纜，可就地展開數(shù)據(jù)采集。

3 軟件設(shè)計

軟件包括數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)分析軟件、重演評估軟件、彈道顯示軟件。軟件響應(yīng)時間要求：畫面的數(shù)據(jù)更新時間不超過500ms;按鍵的輸入響應(yīng)時間小于125ms。

3.1 數(shù)據(jù)采集軟件

數(shù)據(jù)采集軟件，能夠采集車輛間通信報文數(shù)據(jù)，具備實時存儲報文數(shù)據(jù)，能全面、實時、有效的監(jiān)控系統(tǒng)的狀況[2]。采集軟件主界面如圖4。

3.2 數(shù)據(jù)處理軟件

數(shù)據(jù)處理軟件如圖5，具備通信報文解析，雷達數(shù)據(jù)的精度分析，可對關(guān)重參數(shù)分析提取，可輔助故障監(jiān)測與定位[1]。點擊全部報文，將采集的二進制文件解包為EXCEL文件;可以進行雷達數(shù)據(jù)的精度分析處理，生成精度處理結(jié)果。

3.3 重演評估軟件

重演評估軟件如圖6，可事后回放采集的報文數(shù)據(jù)，“打開重放數(shù)據(jù)源”，加載數(shù)據(jù)源文件，點擊“開始重放”，軟件開始回放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集軟件主界面顯示回放的數(shù)據(jù)，可重演評估操作過程的正確性;在回放過程中，可加速或減速，或通過拖動進度條選擇播放進度。

3.4 彈道顯示軟件

該軟件可根據(jù)彈飛行時間及攻擊目標的空間位置，計算彈的空間坐標信息;可顯示彈目遭遇過程，顯示遭遇倒計時;能夠進行視角切換和視圖縮放功能。

彈目實時交匯界面，如圖7。在彈目遭遇過程中，可通過鼠標實現(xiàn)視角切換和縮放，已達到最佳的視覺效果，導(dǎo)彈與目標遭遇近景界面，如圖8。

4 結(jié)語

本文設(shè)計的便攜式數(shù)據(jù)采集與重演評估系統(tǒng)，硬件優(yōu)選貨架產(chǎn)品、部分模塊定制設(shè)計，軟件充分滿足用戶需求。該系統(tǒng)可實時采集系統(tǒng)報文數(shù)據(jù)，實時顯示彈目交匯界面，可事后重演評估、分析數(shù)據(jù)精度、復(fù)核關(guān)重參數(shù)等。經(jīng)多次試驗驗證，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，對試驗及部隊演訓(xùn)有重要作用。

參考文獻

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