二次转存式微功耗无线数据装订装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了二次转存式微功耗无线数据装订装置及方法，装订装置包括发射端、接收端；接收端固定在弹上，用于以二次转存的方式实现数据装订过程中数据的无线装订和弹上装载；发射端，包括无线能量发射模块、第一无线数据收发模块；无线能量发射模块，用于将外置的电源的电能无线传输至无线能量接收模块；第一无线数据收发模块，用于与第二无线数据收发模块配合，实现测发控系统与微功耗嵌入式系统之间的双向无线信息交互。本发明专利技术大幅降低了无线数据装订系统的功耗，缩小了设备体积，增大了传输距离，自适应性高，应用范围广。应用范围广。应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
二次转存式微功耗无线数据装订装置及方法


[0001]本专利技术属于导弹发射控制
，涉及一种二次转存式微功耗无线数据装订装置及方法。

技术介绍

[0002]智能弹药通过数据装订，可配置不同的打击效果。传统的有线数据装订方式，在装订过程中需要插拔线缆，影响了装订时间，无法满足批量装订、快速发射的要求。无线数据装订成为灵巧智能弹药技术发展的方向。
[0003]无线数据装订的基本原理，是采用无线通信替代有线的信息接口。例如公开号为CN 112050691 A的专利，以及《基于SimpliciTI的无线装订系统设计与实现》、《旋转弹用半捷联惯性测量系统数据传输技术》、《蓝牙技术在参数装订中的应用》等文献。这一类方法只解决了信息的无线化，在装订前必须激活弹内的热电池为装订系统供电，由于热电池一旦激活就无法还原，这使得无线数据装订的弹药只能一次性使用。
[0004]公开号为CN 109115036 A和公开号为CN 111260903 A的专利公布的无线数据装订系统，增加了无线供电模块可为装订过程提供临时电力供给，无需激活弹内的热电池，具有多次数据装订的能力。然而，无线数据装订的数据接收和存储等过程需要弹载计算机的配合，弹载计算机的功耗通常在数瓦至数十瓦量级，无线供电功率必须高于弹载计算机的峰值功耗，在无线数据装订实际应用中存在以下问题：
[0005](1)在小口径弹药面临传输功率不足。各类无线供电方式的功率都与传输面积正相关，即使采用目前效率最高的磁耦合方式，满足弹载计算机的功耗也需要数十至上百平方厘米的耦合面积，在弹径小于50毫米左右的弹药中，因弹体表面开窗面积的限制，无法驱动弹载计算机。
[0006](2)在中远距离应用面临传输效率受限。有某些应用需要数据装订系统和弹体保持几十厘米以上的安全距离或机械容差，例如在弹链传输中的弹药完成数据装订、公开号为CN 109115036 A的专利提及的远距离无线数据装订。各类中远距离的无线供电方式(微波传输、光电转换、声波供电)的传输效率通常不超到10％，增加装订距离将进一步加剧接收功率不足的问题。
[0007](3)缺少对供电不足的适应性措施。由于实际应用环境存在强烈的机械振动带来位移偏差，装订系统的接收能量存在波动，存在瞬时电力供给无法满足弹载计算机瞬态消耗的可能。一旦实际瞬时电力供给不足将导致系统掉电，系统重新上电复位后需要再次从头开始传输数据，这将增加数据装订的时间，该问题在大容量装订尤为明显(例地形匹配地图，目标图像数据)。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，大幅降低了无线数据装订系统的功耗，缩小了设备体积，增大了传输距离，自适应性高，应用范
围广，解决了现有技术中存在的问题。
[0009]本专利技术的另一目的是，提供一种二次转存式微功耗无线数据装订方法。
[0010]本专利技术所采用的技术方案是，一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，包括发射端、接收端；
[0011]所述接收端固定在弹上，用于以二次转存的方式实现数据装订过程中数据的无线装订和弹上装载；
[0012]所述接收端在数据的无线装订过程中由无线能量接收模块供电，所述接收端包括微功耗嵌入式系统和中转存储器，在数据的弹上装载过程中，微功耗嵌入式系统和中转存储器由激活状态的热电池供电，热电池安装于导弹内部；在数据的无线装订过程中微功耗嵌入式系统通过第二无线数据收发模块接收装订数据，并将装订数据存至中转存储器；在数据的弹上装载过程中，微功耗嵌入式系统通过对弹通信接口与弹载计算机双向数据连接；
[0013]所述发射端，包括无线能量发射模块、第一无线数据收发模块；所述无线能量发射模块，用于将外置的电源的电能无线传输至无线能量接收模块；所述第一无线数据收发模块，用于与第二无线数据收发模块配合，实现测发控系统与微功耗嵌入式系统之间的双向无线信息交互。
[0014]进一步的，所述无线能量接收模块的输出端串联二极管D1后与储能模块连接，储能模块通过低功耗DC
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DC与微功耗嵌入式系统连接，用于将无线能量接收模块所获得的电能实现存储并转换为微功耗嵌入式系统所需的恒定电压；热电池输出端串联二极管D2后与储能模块连接，热电池上电检测模块的输入端与热电池连接，热电池上电检测模块的输出端与微功耗嵌入式系统的IO管脚连接或ADC管脚连接；热电池上电检测模块及二极管D1、二极管D2用于识别微功耗嵌入式系统的当前供电电源的来源。
[0015]进一步的，所述储能模块的输出端与能量检测模块的输入端连接，能量检测模块的输出端与微功耗嵌入式系统的IO管脚或ADC管脚连接，能量检测模块用于检测储能模块的当前剩余电量，以便微功耗嵌入式系统能够在电量不足时及时改变通信策略。
[0016]进一步的，所述微功耗嵌入式系统与中转存储器之间通过双向数据总线连接，用于在装订过程中临时替代弹载计算机和弹上存储器。
[0017]进一步的，所述对弹通信接口，用于匹配弹载计算机的通信接口，在弹载计算机读取转存存储器数据的期间，实现接收端与弹载计算机之间通信电平格式及协议的转换，对弹通信接口的电源接口与弹上系统连接。
[0018]进一步的，所述无线能量接收模块和无线能量发射模块采用磁耦合线圈、光电池、超声换能器、射频整流天线或定向天线中任意一种形式的能量转换装置。
[0019]进一步的，所述第一无线数据收发模块和第二无线数据收发模块采用微功耗射频无线收发器、红外/激光数据收发装置或声学通信装置中的任意一种。
[0020]另一方面，提供一种二次转存式微功耗无线数据装订方法，具体为：
[0021]微功耗嵌入式系统被供电激活后，微功耗嵌入式系统通过当前供电的来源判断微功耗嵌入式系统执行的任务为数据的弹上装载或数据的无线装订；如果微功耗嵌入式系统执行的任务为弹上装载，则通过对弹通信接口向弹载计算机装载数据；如果微功耗嵌入式系统执行的任务为无线装订，每次数据包传输过程均由接收端发起，每次发送传输请求前
均执行能量预判及能量自适应，具有断点重传的功能，同时实现了能量
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时间的综合约束。
[0022]进一步的，一种二次转存式微功耗无线数据装订方法，具体按照以下步骤进行：
[0023]步骤1、微功耗嵌入式系统通过当前供电的来源判断微功耗嵌入式系统执行的任务为数据的弹上装载或数据的无线装订；如果微功耗嵌入式系统执行的任务为弹上装载，微功耗嵌入式系统读取中转存储器内的装订数据，并模拟地面的测发控系统的行为，将数据装订进入弹载计算机，最终结束程序；若微功耗嵌入式系统执行的任务为无线装订，顺序执行步骤2；
[0024]步骤2、能量预判及能量自适应；微功耗嵌入式系统通过能量检测模块获取储能模块的剩余电量，微功耗嵌入式系统预估下一包握手通信的预估能量阈值，并根据当前剩余电量和预估能量阈值自适应能量状态，当微功耗嵌入式系统的能量满足要求后，在传输请求包内写入能够接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，其特征在于，包括发射端(1)、接收端(2)；所述接收端(2)固定在弹上，用于以二次转存的方式实现数据装订过程中数据的无线装订和弹上装载；所述接收端(2)在数据的无线装订过程中由无线能量接收模块(8)供电，所述接收端(2)包括微功耗嵌入式系统(13)和中转存储器(14)，在数据的弹上装载过程中，微功耗嵌入式系统(13)和中转存储器(14)由激活状态的热电池(17)供电，热电池(17)安装于导弹内部；在数据的无线装订过程中微功耗嵌入式系统(13)通过第二无线数据收发模块(9)接收装订数据，并将装订数据存至中转存储器(14)；在数据的弹上装载过程中，微功耗嵌入式系统(13)通过对弹通信接口(16)与弹载计算机(18)双向数据连接；所述发射端(1)，包括无线能量发射模块(5)、第一无线数据收发模块(7)；所述无线能量发射模块(5)，用于将外置的电源(4)的电能无线传输至无线能量接收模块(8)；所述第一无线数据收发模块(7)，用于与第二无线数据收发模块(9)配合，实现测发控系统(6)与微功耗嵌入式系统(13)之间的双向无线信息交互。2.根据权利要求1所述一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，其特征在于，所述无线能量接收模块(8)的输出端串联二极管D1后与储能模块(10)连接，储能模块(10)通过低功耗DC
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DC(12)与微功耗嵌入式系统(13)连接，用于将无线能量接收模块(8)所获得的电能实现存储并转换为微功耗嵌入式系统(13)所需的恒定电压；热电池(17)输出端串联二极管D2后与储能模块(10)连接，热电池上电检测模块(15)的输入端与热电池(17)连接，热电池上电检测模块(15)的输出端与微功耗嵌入式系统(13)的IO管脚连接或ADC管脚连接；热电池上电检测模块(15)及二极管D1、二极管D2用于识别微功耗嵌入式系统(13)的当前供电电源的来源。3.根据权利要求1所述一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，其特征在于，所述储能模块(10)的输出端与能量检测模块(11)的输入端连接，能量检测模块(11)的输出端与微功耗嵌入式系统(13)的IO管脚或ADC管脚连接，能量检测模块(11)用于检测储能模块(10)的当前剩余电量，以便微功耗嵌入式系统(13)能够在电量不足时及时改变通信策略。4.根据权利要求1所述一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，其特征在于，所述微功耗嵌入式系统(13)与中转存储器(14)之间通过双向数据总线连接，用于在装订过程中临时替代弹载计算机(18)和弹上存储器。5.根据权利要求1所述一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，其特征在于，所述对弹通信接口(16)，用于匹配弹载计算机(18)的通信接口，在弹载计算机(18)读取转存存储器数据的期间，实现接收端(2)与弹载计算机(18)之间通信电平格式及协议的转换，对弹通信接口(16)的电源接口与弹上系统(3)连接。6.根据权利要求1所述一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，其特征在于，所述无线能量接收模块(8)和无线能量发射模块(5)采用磁耦合线圈、光电池、超声换能器、射频整流天线或定向天线中任意一种形式的能量转换装置。7.根据权利要求1所述一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，其特征在于，所述第一无线数据收发模块(7)和第二无线数据收发模块(9)采用微功耗射频无线收发器、红外/激光数据收发装置或声学通信装置中的任意一种。
8.一种二次转存式微功耗无线数据装订方法，其特征在于，采用如权利要求1
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7任意一种二次转存式微功耗无线数据装订装置，具体为：微功耗嵌入式系统(13)被供电激活后，微功耗嵌入式系统(13)通过当前供电的来源判断微功耗嵌入式系统(13)执行的任务为数据的弹上装载或数据的无线装订；如果微功耗嵌入式系统(13)执行的任务为弹上装载，则通过对弹通信接口(16)向弹载计算机(18)装载数据；如果微功耗嵌入式系统(13)执行的任务为无线装订，每次数据包传输过程均由接收端(2)发起，每次发送传输请求前均执行能量预判及能量自适应，具有断点重传的功能，同时实现了能量
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时间的综合约束。9.根据权利要求8所述的一种二次转存式微功耗无线数据装订方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：步骤1、微功耗嵌入式系统(13)通过当前供电的来源判断微功耗嵌入式系统(13)执行的任务为数据的弹上...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢楷，宋江文，刘小旦，权磊，谷璐璐，刘宗杰，郭云冲，吴必成，谷恺恒，
申请(专利权)人：杭州航天电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：