[发明专利]一种声震波弹丸落点探测装置

摘要

本发明的一种弹丸落点声震波探测装置包括一台控制器（101）、网卡（120）、传感器（122）、信号放大单元（123）、北斗天线（125）、北斗模块（126）、存储管理模块（129）、SD卡（130）、状态指示灯组（132）；该装置结构简单，使用方便。该装置具有探测范围大、灵敏度高、动态范围大、通信距离远、可靠性高等优点，多次在现场试验中得到成功应用和检验。将多个探测器布设于弹丸落区，用于探测弹丸落地产生的声震波信号，该信号经放大、采集、授时后通过网络无线发送到外部数据处理中心站，由数据处理中心站对多路弹丸落地信息进行实时监测、定位弹丸落点坐标。

主权项

一种弹丸落点声震波探测装置，其特征在于，包括一台控制器(101)、网卡(120)、传感器(122)、信号放大单元(123)、北斗天线(125)、北斗模块(126)、存储管理模块(129)、SD卡(130)、状态指示灯组(132)；所述控制器(101)是一片单片机，通过第一串口(121)与网卡(120)通信，网卡（120）通过网口RJ45连接到网络，与外部数据处理中心站（133）通信；通过差分输入接口(124)与信号放大单元(123)连接，信号放大单元(123)与传感器(122)连接；通过第二串口（127）与北斗模块（126）连接、北斗模块（126）与北斗天线（125）连接；通过第三串口（128）与存储管理模块（129）连接，存储管理模块（129）与SD卡（130）连接；通过输入输出接口（131）与状态指示灯组（132）连接；控制器（101）里存储和运行有程序，涉及初始化、通信、数据采集、时间同步、数据存储、状态指示；RJ45接口与外部数据处理中心站（133）连接；北斗天线（125）与北斗模块（126）连接；传感器（122）与信号放大单元（123）连接；SD卡（130）与存储管理模块（129）的SD卡槽连接；输入输出接口（131）与状态指示灯组（132）连接；控制器（101）包括初始化单元（102）、通信单元（105）、数据采集单元（108）、时间同步单元（111）、数据存储单元（114）、状态指示单元（117）；所述的传感器（122）布设于弹丸落区，用于探测落地产生的声震波信号；该信号经信号放大单元（123）放大后输入到控制器（101）的差分输入接口（124），经模数转换后保存在数据缓冲区；北斗模块（126）通过北斗天线（125）接收北斗信息，控制器（101）每秒读取北斗年月日时分秒的时间码，内部计时模块（113）通过控制器（101）的内部定时器产生毫秒时间码，完整的时间码保存到数据缓冲区指定区域，时间码与信号数据组成固定长度的数据帧，控制器（101）定时将数据帧通过第一串口（121）、网卡（120）发送到外部数据处理中心站（133），数据处理中心站（133）通过解算多点声震波数据，定位弹丸落点坐标；所述初始化单元（102）：包括内部初始化模块（103）和外部初始化模块（104）；初始化单元（102）在系统运行时，内部初始化模块（103）用于分配控制器（101）的内部数据存储空间，包括定义各种数据缓冲区、变量和堆栈，设置通信单元（105）及串口（121）、数据采集单元（108）及差分输入接口（124）、时间同步单元（111）及第二串口(127)、数据存储单元(114)及第三串口(128)、状态指示单元(117)及输入输出接口(131)的工作方式；外部初始化模块(104)用于设置网卡(120)、北斗模块(126)、存储管理模块(129)的工作方式；所述通信单元（105）：包括指令接收模块（106）、数据发送模块（107）；通信单元(105)在系统初始化后，指令接收模块(106)处于待命状态，通过网卡(120)和第一串口(121)随时接收和识别外部数据处理中心站(133)发来的指令，这些指令包括系统自检、数据采集、停止采集、转发数据、分机报时、北斗复位、探测器复位；数据发送模块(107)根据外部数据处理中心站(133)发来的相关指令，通过网络向中心站(133)发送对应的状态信息帧、信号数据帧、转发数据帧、报时数据帧；所述数据采集单元（108）：包括模数转换模块（109）、数据缓冲模块（110）；由传感器（122）将声震波信号转化为电信号，经信号放大单元（123）放大后，通过差分输入接口（124）输入给数据采集单元（108），模数转换模块（109）将此模拟信号转换为数字，每次模数转换完成后，将转换结果保存到数据缓冲区；数据缓冲模块（110）用于定义数据缓冲区的地址、大小和状态，数据缓冲区接收模数转换模块（109）生成的模数转换数据和内部计时模块（113）生成的同步时间信息，数据发送模块（107）从数据缓冲区读取数据发送到网络，写卡模块（115）从数据缓冲区读取数据写入到SD卡；所述时间同步单元（111）：包括北斗接收模块（112）、内部计时模块（113）；时间同步单元（111）用于生成系统的同步时间，北斗接收模块（112）通过第二串口（127）读取北斗模块（126）的年月日时分秒的时间码，内部计时模块（113）通过控制器（101）的内部定时器产生毫秒时间码，完整的时间码保存到数据缓冲区指定区域；所述数据存储单元（114）：包括写卡模块（115）、读卡模块（116）；数据存储单元（114）通过第三串口（128）控制存储管理模块（129）对SD 卡进行写卡和读卡操作，写卡模块（115）将数据缓冲区中的数据帧写入到SD卡，读卡模块（116）将SD卡里的存储数据读取到数据缓冲区中的指定区域；所述状态指示单元（117）：包括状态检测模块（118）、指示输出模块（119）；系统加电完成初始化后，进入系统自检状态，状态检测模块（118）读取并识别各单元状态信息，形成状态信息帧，数据发送模块（107）将状态信息帧定时发送到网络，指示输出模块（119）通过输入输出接口（131）输出状态信息驱动状态指示灯组（132）。