基于薄膜太陽能電池的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著激光技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展，實(shí)彈打靶射擊訓(xùn)練由于成本高、安全系數(shù)低、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，逐漸被激光模擬訓(xùn)練代替。然而與世界軍事強(qiáng)國相比，中國在激光模擬訓(xùn)練方面的研發(fā)還比較薄弱，存在功能不齊全、穩(wěn)定性不高、訓(xùn)練成績信息反饋不全面等問題。當(dāng)前，國內(nèi)外的激光檢測多采用光敏管、單晶硅電池等方式，光敏管點(diǎn)式接受面小，在訓(xùn)練過程中容易因?yàn)榕K污或其他原因?qū)е虏荒軝z測;普通硅光電池由于硬質(zhì)玻璃襯底，脆弱易損。迄今為止，國內(nèi)外還沒有一種適于野外多

2、種環(huán)境應(yīng)用且方便可靠的激光模擬打靶訓(xùn)練解決方案。
　　為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文設(shè)計(jì)了基于薄膜太陽能電池的應(yīng)用射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，具有發(fā)送激光編碼脈沖、實(shí)時(shí)顯示、自動報(bào)靶、隨時(shí)查詢射擊成績等多種功能。采用柔性薄膜太陽能電池作為基本光檢測器件，為濾除環(huán)境光的干擾，在其表面加裝柔性濾光膜。發(fā)射設(shè)備采用紅外激光發(fā)射器，能量集中，即使柔性太陽能電池只轉(zhuǎn)換光功率的10％，檢測電路也能有效地確定是否有紅外激光光斑照射在柔性太陽能電池板上。由于太陽能

3、電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊，響應(yīng)激光脈沖時(shí)下降沿下降緩慢，影響激光檢測，本文通過設(shè)計(jì)脈沖檢測電路、放電控制電路、放電回路等模塊對下降沿處理，檢測的紅外激光編碼脈沖頻率最高可達(dá)1KHz，響應(yīng)速度快。
　　論文首先介紹了系統(tǒng)的整體規(guī)劃，包含需求分析、邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)。然后簡單分析了太陽能電池的工作特性、優(yōu)缺點(diǎn)以及光譜響應(yīng)特性，并結(jié)合系統(tǒng)需求選擇柔性單晶硅太陽能電池作為靶標(biāo)的光檢測材料。此外，根據(jù)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，確定了比較完善的通訊協(xié)議，保證系統(tǒng)各部

4、分之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
　　然后介紹了發(fā)射設(shè)備、靶標(biāo)設(shè)備以及上位機(jī)軟件的具體實(shí)現(xiàn)，發(fā)射設(shè)備和靶標(biāo)設(shè)備以STM32為核心，上位機(jī)軟件是基于Winform設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序。發(fā)射設(shè)備能夠發(fā)射具有一定編碼的紅外激光信號，包含發(fā)射次數(shù)、士兵編碼以及槍支信息，確保在多人、多種設(shè)備參訓(xùn)的情況下能夠自動識別訓(xùn)練人員和訓(xùn)練武器;靶標(biāo)設(shè)備部分重點(diǎn)介紹了激光編碼脈沖的檢測方法，對太陽能電池響應(yīng)的下降沿做放電處理，使靶標(biāo)設(shè)備成功檢測出紅外激光信號并解碼，