基于激光告警的数据传输与人机交互系统技术方案

本发明专利技术公开了基于激光告警的数据传输与人机交互系统。包括：信号处理模块，用于对接收到的数据信号进行处理与分析；数据传输模块，通过高速数据传输总线将数据信号高速、无失真地传输给下一模块；数据转换模块，用于将数据进行可视化转换；人机交互模块，用于实时显示与声光告警，包括用户界面模块与声光告警模块，其中，用户界面模块由LCD显示屏模块、按键模块构成；声光告警模块由蜂鸣器模块、LED模块构成。本发明专利技术能够实现激光告警系统内部数据的高速传输，人机交互提高了系统的操作性能，总体具有良好的应用前景。

Data transmission and human-computer interaction system based on laser warning

The invention discloses a data transmission and human-computer interaction system based on laser warning. Including: the signal processing module is used for processing and analyzing the received data signal; data transmission module, the high-speed data transmission bus will be transmitted to the next module, high-speed data signal without distortion; data conversion module for data visualization conversion; human-computer interaction module for real-time display and visual alarm, including the user interface module and the acousto-optic alarm module, wherein a user interface module by the LCD display module, keyboard module; acousto-optic alarm module consists of a buzzer module, LED module. The invention can realize high-speed transmission of internal data in the laser warning system, and the human-machine interaction improves the operation performance of the system, so it has a good application prospect in general.

【技术实现步骤摘要】
基于激光告警的数据传输与人机交互系统
本专利技术涉及激光方位测量领域，特别是基于激光告警的数据传输与人机交互系统。
技术介绍
20世纪，除了原子能、计算机等伟大专利技术，激光也是这个世纪科研界的一颗璀璨之星，自20世纪90年代美国科学家梅曼制造的第一台激光器，它的诞生广泛而深入地影响着人们的生活。它不是普通的光，激光的发射是源于受激辐射而不是自发辐射，居于激发态的原子在外来光的激励作用从高能级跃迁到了相对比较低的能级，同时能够发射出一个与激励光子性质完全相同的光子，从而光信号实现放大。激光有三大特点：一是方向性比较好，是因为激光的发散角比普通光要小很多；二是亮度高，在空间亮度十分集中；三是单色性好(相干性好)，使得很多光学实验的精度大大提高。结合激光的这些优良特性并随着激光技术的飞速发展，激光在现代军事战争中得到广泛的应用如激光制导技术和各种激光制导武器，是光电对抗领域重要组成部分。告警系统中的信号处理模块之间的通信需要遵循一定的通信协议，这样才能保证两设备之间数据传输的可靠性，常用的通信协议有：UART异步串行通信、IIC总线通信、SPI高速异步串行通信、高速并行总线通信，其中UART和IIC通信方式适合长距离通信，但传输速度较慢，不适用于要求通讯速率较高的应用场合，另外系统中的信号处理设备之间的通信距离很近，串行通信方式不能发挥自身的优势。传统激光告警系统的显示电路大多采用发光二极管阵列的形式，一个发光二极管负责一个探测角度，其亮暗表示负责的方位有无来袭激光，这种方式适用于探测分辨率低的告警系统，随着告警系统探测分辨率的增加，用此显示电路则需要多个发光二极管组合成阵列才能实现全覆盖，这种显示方式对于全方位高分辨率的激光告警系统来说是不现实的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于激光告警的数据传输与人机交互系统，满足各种需要激光定位市场的需求。实现本专利技术目的的技术解决方案为：基于激光告警的数据传输与人机交互系统，包括信号处理模块、数据传输模块、数据转换模块以及人机交互模块。其中，所述信号处理模块，采用的是FPGA，用于对接收到的数据信号进行处理与分析，并将处理与分析之后的数据信号传递给数据传输模块；所述数据传输模块，用于将数据信号传输给数据转换模块；所述数据转换模块，采用的是单片机，用于对数据进行可视化转换，并将转换后的数据传输给人机交互模块；所述人机交互模块，用于实时显示与声光告警。进一步地，所述数据传输模块，具体是通过数据总线并结合数据传输协议的方式进行数据传输。进一步地，所述人机交互模块包含用户界面模块和声光告警模块。进一步地，所述数据传输模块中的数据传输协议具体为：当单片机中的地址锁存使能信号ALE脉冲的下降沿到来时，单片机上的数据总线P0口输出的地址信号被FPGA中的寄存器读取，当单片机发出“读取”指令RD时，此时FPGA将数据发送到数据总线P0上供单片机读取，同理，当单片机发出“写入”指令WR时，单片机将数据发送到数据总线P0上供FPGA读取。这样就完成了FPGA与单片机之间数据的高速并行传输通信。进一步地，所述用户界面模块主要包含LCD显示屏模块和按键模块，其中LCD显示屏模块分辨率为128*64，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字、128个字符，可实现中英文式的图形界面。按键模块采用独立式按键，共设有选择、确认两个按键，实现界面内容和多级菜单项之间的切换。进一步地，所述声光告警模块主要包含蜂鸣器模块和LED模块，通过蜂鸣器模块发出警报声和LED模块闪烁的方式共同实现声光告警。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本专利技术中的高速数据传输模块能够实现数据的高速、无失真传输；(2)本专利技术中的人机交互模块能够提高激光告警系统的用户操作性能。附图说明图1是本专利技术基于激光告警的数据传输与人机交互系统的工作原理框图。图2是本专利技术高速数据传输协议接口模式图。图3是本专利技术高速数据传输协议读写时序图。图4是本专利技术高速数据传输协议流程图。图5是本专利技术用户界面结构图。具体实施方式结合图1，本专利技术基于激光告警的数据传输与人机交互系统，包括信号处理模块、数据传输模块、数据转换模块、人机交互模块。其中，所述信号处理模块，采用的是FPGA，用于对接收到的数据信号进行处理与分析，并将处理与分析之后的数据信号传递给数据传输模块；结合图2、3、4，所述数据传输模块，用于将数据信号传输给数据转换模块，具体是通过数据总线并结合数据传输协议的方式进行数据传输，其中数据传输协议具体为：当单片机中的地址锁存使能信号ALE脉冲的下降沿到来时，单片机上的数据总线P0口输出的地址信号被FPGA中的寄存器读取，当单片机发出“读取”指令RD时，此时FPGA将数据发送到数据总线P0上供单片机读取，同理，当单片机发出“写入”指令WR时，单片机将数据发送到数据总线P0上供FPGA读取。这样就完成了FPGA与单片机之间数据的高速并行传输通信。所述数据转换模块，采用的是单片机，用于对数据进行可视化转换，并将转换后的数据传输给人机交互模块；所述人机交互模块，用于实时显示与声光告警，包含用户界面模块和声光告警模块。其中，用户界面模块主要包含LCD显示屏模块和按键模块，LCD显示屏模块分辨率为128*64，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字、128个字符，可实现中英文式的图形界面，按键模块采用独立式按键，共设有选择、确认两个按键，实现界面内容和多级菜单项之间的切换；声光告警模块主要包含蜂鸣器模块和LED模块，通过蜂鸣器模块发出警报声和LED模块闪烁共同实现声光告警。本专利技术中的高速数据传输模块能够实现数据的高速、无失真传输。下面进行具体描述。(1)选用型号为EP4CE10F17的FPGA，型号为STC12LE5A60S2的单片机，搭建信号处理模块和数据转换模块。(2)依据高速数据传输协议流程图，构建高速数据传输模块。(3)通过LCD显示屏模块以及按键模块实现用户界面模块如图5，用户界面包括：开机画面1、系统名称2、主菜单3、子菜单4、子菜单5。其中，开机画面1中包含南京理工大学的校徽，校名等；系统名称2中包含系统名“激光告警系统”；主菜单3中包含“多通道信号”与“方位角与俯仰角”；子菜单4中包含告警器工作状态；子菜单5中包含定位信息。本专利技术能够实现激光告警系统内部数据的高速传输，人机交互提高了系统的操作性能，总体具有良好的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光告警的数据传输与人机交互系统，其特征在于，包括信号处理模块、数据传输模块、数据转换模块以及人机交互模块；其中，所述信号处理模块，采用的是FPGA，用于对接收到的数据信号进行处理与分析，并将处理与分析之后的数据信号传递给数据传输模块；所述数据传输模块，用于将数据信号传输给数据转换模块；所述数据转换模块，采用的是单片机，用于对数据进行可视化转换，并将转换后的数据传输给人机交互模块；所述人机交互模块，用于实时显示与声光告警。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光告警的数据传输与人机交互系统，其特征在于，包括信号处理模块、数据传输模块、数据转换模块以及人机交互模块；其中，所述信号处理模块，采用的是FPGA，用于对接收到的数据信号进行处理与分析，并将处理与分析之后的数据信号传递给数据传输模块；所述数据传输模块，用于将数据信号传输给数据转换模块；所述数据转换模块，采用的是单片机，用于对数据进行可视化转换，并将转换后的数据传输给人机交互模块；所述人机交互模块，用于实时显示与声光告警。2.根据权利要求1所述的基于激光告警的数据传输与人机交互系统，其特征在于，所述数据传输模块，具体是通过数据总线并结合数据传输协议的方式进行数据传输。3.根据权利要求1所述的基于激光告警的数据传输与人机交互系统，其特征在于，所述人机交互模块包含用户界面模块和声光告警模块。4.根据权利要求2所述的基于激光告警的数据传输与人机交互系统，其特征在于，所述数据传输协议具体为：当单片机中的地址锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峻乾，陈文建，李武森，朱炳斐，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32