專利名稱:一種人工影響天氣作業(yè)指示器及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種時(shí)間精準(zhǔn)同步的分布式作業(yè)指示系統(tǒng)及其工作方法,尤其是一種人 工影響天氣作業(yè)指示器及其工作方法。
背景技術(shù):
世界上很多國家都把人工影響天氣作為一項(xiàng)減災(zāi)措施廣泛地研究和實(shí)施。據(jù)統(tǒng)計(jì), 目前世界上有幾十個(gè)國家實(shí)施一百多個(gè)人工影響天氣計(jì)劃,其中美國41項(xiàng),影響面積約 26萬平方公里,居世界之首。美國西部山區(qū)和以色列的人工增雨、俄羅斯重點(diǎn)地區(qū)的防 雹和機(jī)場(chǎng)消霧作業(yè),都有清楚的科學(xué)概念,作為業(yè)務(wù)性計(jì)劃長(zhǎng)期持續(xù)進(jìn)行,取得了良好 經(jīng)濟(jì)效益。這些國家的業(yè)務(wù)計(jì)劃和商業(yè)計(jì)劃大多有周密的設(shè)計(jì)方案,而且廣泛采用了各 種先進(jìn)技術(shù)裝備。在人工影響天氣方面,我國投入了大量的科研精力,雖然我國規(guī)模位 居第一,但是在作業(yè)的科學(xué)水平、自動(dòng)化程度和科技設(shè)備上卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際先進(jìn)水平。
目前我國的人工影響天氣作業(yè)大多是以"人"為中心,各種命令的下達(dá)與執(zhí)行仍主 要靠人的操作來完成,整個(gè)作業(yè)進(jìn)程的人為因素增多,作業(yè)的事故率也隨之增大。要讓 人工影響天氣在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用,提高作業(yè)的科技含量和加強(qiáng)人工影響 天氣的基礎(chǔ)科學(xué)研究是當(dāng)務(wù)之急,而且還需要更好的技術(shù)設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)業(yè)科技含量低、自動(dòng)化程度不高的現(xiàn)狀,本發(fā)明提供了一種集收發(fā)中 心指令與回復(fù)、作業(yè)狀態(tài)顯示、精確校時(shí)以及控制作業(yè)實(shí)施等功能于一體,無需人的干 涉,可提高作業(yè)精度和自動(dòng)化程度的人工影響天氣作業(yè)指示器及其工作方法。
一種人工影響天氣作業(yè)指示器,包括通信控制部分和顯示控制部分,上述兩部分之 間電連接;通信控制部分包括通信控制處理單元、485總線接口單元、串口擴(kuò)展單元和 GPS校時(shí)單元,各單元之間電連接;顯示控制部分包括操作控制處理單元、板載時(shí)鐘源單 元、用戶接口單元和現(xiàn)場(chǎng)顯示單元,各單元之間電連接。
所述的通信控制處理單元為51系列單片機(jī)89C52,或其他兼容型號(hào)。
所述的串口擴(kuò)展單元,主芯片為四路全雙工串口TL16C554,配以把其中兩路串口轉(zhuǎn) 換為RS-232電平的MAX232CPE電平轉(zhuǎn)換芯片。
所述的485總線接口單元為MAX485CPE。
所述的GPS校時(shí)單元為S4E3986,或其他GPS模塊
所述的操作控制處理單元,為51系列單片機(jī)89C52,或其他兼容型號(hào)。
所述的板載時(shí)鐘源單元為DS1302,電池為3V鎳氫充電電池。所述的現(xiàn)場(chǎng)顯示單元,包括串并轉(zhuǎn)換模塊,行選擇模塊,數(shù)碼管陣列模塊,串并轉(zhuǎn) 換模塊采用芯片為SN74HC595N,行選擇模塊采用芯片為SN74HC154NT,數(shù)碼管陣列模塊 采用七段共陽極數(shù)碼管SM4105。
所述的用戶接口單元,包括按鍵組、LED組和蜂鳴器,均為通用器件。
系統(tǒng)運(yùn)行過程中,通信控制部分和顯示控制部分協(xié)同工作。通信控制部分的主要功 能是與中心服務(wù)器連接,接收來自中心服務(wù)器的作業(yè)指令,并返回現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài),向顯示 控制部分提供時(shí)間信息。具體為通信控制處理單元控制外圍各單元;串口擴(kuò)展單元實(shí) 現(xiàn)多串口的擴(kuò)展,提供指令信息傳送通道;485總線接口單元提供485總線接口,可連接 符合485總線協(xié)議的各種設(shè)備,此發(fā)明中連接的是發(fā)射設(shè)備,接收發(fā)射設(shè)備的發(fā)射信息; GPS校時(shí)單元提供精確校時(shí)功能,保證系統(tǒng)與中心的精確同步。顯示控制部分完成以下功 能接收顯示指令,并現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示,提供用戶操作接口。具體為操作控制處理單元 控制外圍各單元;板載時(shí)鐘源單元保存當(dāng)前時(shí)鐘,以備在GPS無信號(hào)時(shí)作參考時(shí)鐘源; 現(xiàn)場(chǎng)顯示單元負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換、行選擇及顯示;用戶接口單元通過按鍵組接受 操作人員的操作,通過LED組和蜂鳴器向操作人員作必要的提示。
人工影響天氣作業(yè)指示器的工作方法如下
(1) 系統(tǒng)初始化;
(2) 通過GPS授時(shí)單元提取當(dāng)前時(shí)間年、月、日、時(shí)、分、秒,并顯示;
(3) 檢測(cè)是否收到中心指令,若無指令,返回等待中心指令;若收到指令,則自動(dòng) 向中心返回消息以確認(rèn)收到指令,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示發(fā)射時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)、方位角、仰角、 發(fā)彈數(shù),蜂鳴提示;隨后由人工操作進(jìn)行命令確認(rèn),返回人工確認(rèn)消息;
(4) 判斷是否到達(dá)發(fā)射時(shí)間,若沒有到達(dá)發(fā)射時(shí)間,返回等待;若到達(dá)發(fā)射時(shí)間, 蜂鳴提示,"開始"燈亮,"停止"燈滅,蜂鳴提示,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;
(5) 現(xiàn)場(chǎng)開始發(fā)射操作,即時(shí)返回中心當(dāng)前發(fā)射操作情況,如發(fā)射枚數(shù)、發(fā)射時(shí)間;
(6) 判斷是否超過預(yù)定發(fā)射時(shí)長(zhǎng),若沒有超時(shí),判斷是否作業(yè)完畢;若超時(shí),"停 止"燈亮,停止發(fā)射,作業(yè)結(jié)束,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;
(7) 判斷是否發(fā)射完畢,若沒有完畢,返回判斷是否超時(shí);若發(fā)射完畢,蜂鳴提示, 同時(shí)"停止"燈亮,停止發(fā)射,作業(yè)結(jié)束,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;
(8) 作業(yè)結(jié)束,切斷電源。
本發(fā)明的有益效果為集收發(fā)中心指令與回復(fù)、作業(yè)狀態(tài)顯示、精確校時(shí)以及控制 作業(yè)實(shí)施等功能于一體,無需人的干涉,可提高作業(yè)精度和自動(dòng)化程度。
圖1是本發(fā)明裝置的外形示意圖。
圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本發(fā)明中串口擴(kuò)展單元電路4是本發(fā)明中GPS校時(shí)單元電路圖
圖5是本發(fā)明中現(xiàn)場(chǎng)顯示單元電路圖中串并轉(zhuǎn)換部分
圖6是本發(fā)明中現(xiàn)場(chǎng)顯示單元電路圖中行選擇及顯示部分(顯示為部分?jǐn)?shù)碼管) 圖7是本發(fā)明的工作方法流程圖。
其中,1、指示燈(充電、電量不足、網(wǎng)絡(luò)、開始、停止),2、當(dāng)前時(shí)間顯示,3、 開始時(shí)間顯示,4、方位角顯示,5、發(fā)彈數(shù)顯示,6、發(fā)射時(shí)長(zhǎng)顯示,7、仰角顯示,8、 已發(fā)射枚數(shù)顯示、9、電源開關(guān),10、各種命令按鈕(命令確認(rèn)、停止、清零、復(fù)位), 11、電源指示,12、通信控制處理單元,13、 485總線接口單元,14、串口擴(kuò)展單元,15、 GPS校時(shí)單元,16、板載時(shí)鐘源單元,17、操作控制處理單元,18、用戶接口單元,19、 現(xiàn)場(chǎng)顯示單元,20、通信控制部分,21、顯示控制部分。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例
一種人工影響天氣作業(yè)指示器,如圖1和圖2所示,包括通信控制部分20和顯示 控制部分21,上述兩部分之間電連接;通信控制部分20包括通信控制處理單元12、 485 總線接口單元13、串口擴(kuò)展單元14和GPS校時(shí)單元15,各單元之間電連接;顯示控制 部分21包括操作控制處理單元17、板載時(shí)鐘源單元16、用戶接口單元18和現(xiàn)場(chǎng)顯示單 元19,各單元之間電連接。
所述的通信控制處理單元為51系列單片機(jī)89C52。
所述的串口擴(kuò)展單元,主芯片為四路全雙工串口TL16C554,配以把其中兩路串口轉(zhuǎn) 換為RS-232電平的MAX232CPE電平轉(zhuǎn)換芯片。
所述的485總線接口單元為MAX485CPE。
所述的GPS校時(shí)單元為S4E3986。
所述的操作控制處理單元,為51系列單片機(jī)89C52。
所述的板載時(shí)鐘源單元為DS1302,電池為3V鎳氫充電電池。
所述的現(xiàn)場(chǎng)顯示單元,包括串并轉(zhuǎn)換模塊,行選擇模塊,數(shù)碼管陣列模塊,串并轉(zhuǎn) 換模塊采用芯片為SN74HC595N,行選擇模塊采用芯片為SN74HC154NT,數(shù)碼管陣列模塊 采用七段共陽極數(shù)碼管SM4105。
所述的用戶接口單元,包括按鍵組、LED組和蜂鳴器,均為通用器件。
人工影響天氣作業(yè)指示器的工作方法如下
(1) 系統(tǒng)初始化;
(2) 通過GPS授時(shí)單元提取當(dāng)前時(shí)間年、月、日、時(shí)、分、秒,并顯示;
(3) 檢測(cè)是否收到中心指令,若無指令,返回等待中心指令;若收到指令,則自動(dòng) 向中心返回消息以確認(rèn)收到指令,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示發(fā)射時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)、方位角、仰角、 發(fā)彈數(shù),蜂鳴提示;隨后由人工操作進(jìn)行命令確認(rèn),返回人工確認(rèn)消息;(4) 判斷是否到達(dá)發(fā)射時(shí)間,若沒有到達(dá)發(fā)射時(shí)間,返回等待;若到達(dá)發(fā)射時(shí)間, 蜂鳴提示,"開始"燈亮,"停止"燈滅,蜂鳴提示,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;
(5) 現(xiàn)場(chǎng)開始發(fā)射操作,即時(shí)返回中心當(dāng)前發(fā)射操作情況,如發(fā)射枚數(shù)、發(fā)射時(shí)間;
(6) 判斷是否超過預(yù)定發(fā)射時(shí)長(zhǎng),若沒有超時(shí),判斷是否作業(yè)完畢;若超時(shí),"停 止"燈亮,停止發(fā)射,作業(yè)結(jié)束,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;
(7) 判斷是否發(fā)射完畢,若沒有完畢,返回判斷是否超時(shí);若發(fā)射完畢,蜂鳴提示, 同時(shí)"停止"燈亮,停止發(fā)射,作業(yè)結(jié)束,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;
(8) 作業(yè)結(jié)束,切斷電源。
權(quán)利要求
1、一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,包括通信控制部分和顯示控制部分,上述兩部分之間電連接;通信控制部分包括通信控制處理單元、485總線接口單元、串口擴(kuò)展單元和GPS校時(shí)單元,各單元之間電連接;顯示控制部分包括操作控制處理單元、板載時(shí)鐘源單元、用戶接口單元和現(xiàn)場(chǎng)顯示單元,各單元之間電連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,所述的通信 控制處理單元為51系列單片機(jī)89C52,或其他兼容型號(hào)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,所述的串口 擴(kuò)展單元,主芯片為四路全雙工串口 TL16C554,配以把其中兩路串口轉(zhuǎn)換為RS-232電平 的MAX232CPE電平轉(zhuǎn)換芯片。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,所述的485 總線接口單元為MAX485CPE。
5、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,所述的GPS 校時(shí)單元為S4E3986,或其他GPS模塊。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,所述的操作 控制處理單元,為51系列單片機(jī)89C52,或其他兼容型號(hào)。
7、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,所述的板載 時(shí)鐘源單元為DS1302,電池為3V鎳氫充電電池。
8、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器,其特征在于,所述的現(xiàn)場(chǎng) 顯示單元,包括串并轉(zhuǎn)換模塊,行選擇模塊,數(shù)碼管陣列模塊,串并轉(zhuǎn)換模塊采用芯片 為SN74HC595N,行選擇模塊采用芯片為SN74HC154NT,數(shù)碼管陣列模塊采用七段共陽極 數(shù)碼管SM4105。
9、 如權(quán)利要求1所述的一種人工影響天氣作業(yè)指示器的工作方法,其特征在于, 工作方法如下-(1) 系統(tǒng)初始化;(2) 通過GPS授時(shí)單元提取當(dāng)前時(shí)間年、月、日、時(shí)、分、秒,并顯示;(3) 檢測(cè)是否收到中心指令,若無指令,返回等待中心指令;若收到指令,則自動(dòng) 向中心返回消息以確認(rèn)收到指令,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示發(fā)射時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)、方位角、仰角、 發(fā)彈數(shù),蜂鳴提示;隨后由人工操作進(jìn)行命令確認(rèn),返回人工確認(rèn)消息;(4) 判斷是否到達(dá)發(fā)射時(shí)間,若沒有到達(dá)發(fā)射時(shí)間,返回等待;若到達(dá)發(fā)射時(shí)間, 蜂鳴提示,"開始"燈亮,"停止"燈滅,蜂鳴提示,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;(5) 現(xiàn)場(chǎng)開始發(fā)射操作,即時(shí)返回中心當(dāng)前發(fā)射操作情況,如發(fā)射枚數(shù)、發(fā)射時(shí)間;(6) 判斷是否超過預(yù)定發(fā)射時(shí)長(zhǎng),若沒有超時(shí),判斷是否作業(yè)完畢;若超時(shí),"停止"燈亮,停止發(fā)射,作業(yè)結(jié)束,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;(7) 判斷是否發(fā)射完畢,若沒有完畢,返回判斷是否超時(shí);若發(fā)射完畢,蜂鳴提示, 同時(shí)"停止"燈亮,停止發(fā)射,作業(yè)結(jié)束,自動(dòng)返回狀態(tài)消息;(8) 作業(yè)結(jié)束,切斷電源。
全文摘要
一種人工影響天氣作業(yè)指示器,包括通信控制部分和顯示控制部分,上述兩部分之間電連接;通信控制部分包括通信控制處理單元、串口擴(kuò)展單元、485總線接口單元和GPS校時(shí)單元,各單元之間電連接;顯示控制部分包括操作控制處理單元、現(xiàn)場(chǎng)顯示單元和用戶接口單元,各單元之間電連接。系統(tǒng)運(yùn)行過程中,通信控制部分接收各種指令,發(fā)送指揮中心需要的各種指標(biāo)參數(shù),返回現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài);通信控制部分和顯示控制部分協(xié)同工作。本發(fā)明的有益效果為集收發(fā)中心指令與回復(fù)、作業(yè)狀態(tài)顯示、精確校時(shí)以及控制作業(yè)實(shí)施等功能于一體,無需人的干涉,可提高作業(yè)精度和自動(dòng)化程度。
文檔編號(hào)G05B19/04GK101297630SQ20081001694
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者軍 周, 張德敬, 王德華, 王永志, 邢建平 申請(qǐng)人:山東大學(xué)