Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Thiết kế hệ thống giả lập Radar giám sát biển

Mục đích nghiên cứu Với mục đích nghiên cứu để giáo dụccho chiến sỹ khai thác sử dụng tốt khí tài radar hiện đại mới được trang bị trong biên chế của Hải Quân nhân dân Việt Nam, các nội

PHẦN MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề

Việt Nam có 3 mặt tiếp giáp biển với chiểu dài bờ biển 3260km và diện tích mặt biển hơn 1 triệu km , bảo vệ chủ quyền,quyền chủ quyền quốc gia trên biển là nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thời bình cũng như thời chiến Hệ thống radar quân sự giám sát biển đã và đang đóng góp quan trọng trong công cuộc bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ và biển đảo của tổ quốc, đặc biệt trong tình hình hiện nay khu vực Biển Đông đang có nhiều tranh chấp diễn biến hết sức phức tạp Để hoàn thành nhiệm vụ bảo vệ biển đảo Bộ Quốc Phòng, Quân chủng Hải Quân đã và đang biên chế trang bị nhiều vũ khí,khí tài hiện đại thay thế những trang bị cũ đã lạc hậu trong đó có các hệ thống radar giám sát vùng biển Việc nhanh chóng nắm vũng công nghệ và sử dụng thành thạo các loại radar này là hết sức cấp thiết do đó trong luận văn này nghiên cứu hệ thống radar và xây dựng mô phỏng hệ thống điều khiển hệ thống radar giám sát biển phục vụ cho công tác giảng dạy nhằm để mục đích học viên nhanh chóng tiếp cận nắm vững,sử dụng thành thạo những khí tàiradar mới

Hình ảnh hệ thống radargiám sát biển cũ đã lạc hậu

HVTH: Nguy ễ n Tr ườ ng Giang Trang 2

Mục đích nghiên cứu

Với mục đích nghiên cứu để giáo dụccho chiến sỹ khai thác sử dụng tốt khí tài radar hiện đại mới được trang bị trong biên chế của Hải Quân nhân dân Việt Nam, các nội dung nghiên cứu chính bao gồm:

 Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống radar

 Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống radar giám sát biển

 Thiết kếhệ thống giả lập điều khiển của hệ thống radar giám sát biển đặt trên tàu Hải Quân

Hình mô phỏng các hệ thống radar giám sát biển hiện đại

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu về radar nghiên cứu về hệ thống radar sử dụng trong lĩnh vực Quốc Phòng nhiều thông tin có tính chất bảo mật do đótrong luận văn này đi sâu nghiên cứu hệ thống radar, trong đó tập trung nghiên cứu hệ thống radar giám sát biển đăt trên tàu hải quân, thiết kế mô phỏng hệ thống điều khiển và hiển thị của radar giám sát biển

Hình mô phỏng Hệ thống radartrên tàu chiến đấuHải Quân nhân dân Việt Nam

NỘI DUNG

Chương 1: Tổng quan về hệ thống radar

Chương 2: Cơ sở kỹ thuật thiết kế giả lập hệ thống radar giám sát biển

Chương 3: Xây dựng, thiết kế giả lập hệ thống điều khiển và hiển thị hệ thống Radar giám sát biển đặt trên tàu chiến đấu

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RADAR

Khái quát chung

Radar trong tiếng Anh là chữ viết tắt của “Radio Detection And Ranging ” có nghĩa "phát hiện và đo cự ly bằng sóng vô tuyến") Ngày nay kỹ thuật radar phát triển, radar không chỉ phát hiện và đo cự ly mà còn có nhiều nhiệm vụ khác

1.2 Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống radar

Hình 1.1.1 Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống radar

Nguyên lý cơ bản của hệ thống radar dựa trên nguyên lý phản xạ của sóng điện từ Máy phát (transmitter ) tạo ra xung phát xạ cao tần qua chuyển mạch thu phát

(duplexer) đến ăng ten đưa xung cao tần có năng lượng lớn phát xạ định hướng vào không gian gặp mục tiêu phản xạ trở về được ăng ten thu nhận với năng lượng nhỏ qua chuyển mạch thu phát đến máy thu (receiver) Máy thu chọn lọc khuếch đại biến đổi đưa đến thiết bị hiển thị (display), qua thiết bị hiển thị xác định được tọa độ tính chất của mục tiêu.

Phân loai radar

Có thể phân loại các phương tiện, hệ thống radar theo những dấu hiệu chiến thuật và kỹ thuật đặc trưng khác nhau Các dấu hiệu phân loại radar thuộc nhóm dấu hiệu chiến thuật thường gồm: Chức năng, số toạ độ đo được, vị trí đặt; còn trong nhóm dấu hiệu kỹ thuật là: Nguyên lý hoạt động (hay phương pháp nhận tin radar), dải tần số công tác, phương pháp bức xạ tín hiệu, phương pháp đo, thể hiện và lấy thông tin về tọa độ mục tiêu, số kênh radar độc lập.Phân loai kỹ thuật radar thường được sử dụng là phân loai theo dải tần làm việc của radar

Hình 1.1.2 Phân loại radar theo dải tần công tác

Trong lĩnh vực quân sự người ta thường sử dụng radar làm việc ở băng tần số S- C- X- Ku.

CƠ SỞ KỸ THUẬT THIẾT KẾ GIẢ LẬP HỆ THỐNG

Cơ sở kỹ thuật thiết kế hệ thống radar giám sát biển

Hệ thống radar kiểm soát biển đặt trên tàu chiến đấu đặt trên tàu thường thiết kế nhỏ gọn chịu được song gió va đập mạnh điều kiện làm việc hết sức khắc nghiệt nhiệt độ, độ ẩm thay đổi thương xuyên làm việc ổn định trong thời gian dài

Hệ thống radar giám sát biển đặt trên tàu chiến đấu mới có nhiều cải tiến và tính năng tốt hơn các thế hệ radar cũ như có thể theo dõi bám sát được nhiều mục tiêu , đặc biệt là có thể xác định được 3 tọa độ của mục tiêu

2.1.2Các nguyên lý cơ bản trong hệ thống radargiám sát biển

2.1.2.1 Nh ữ ng đị nh lu ậ t c ơ b ả n

* Để phát hiện xác định toạ độ mục tiêu, ngành kỹ thuật radar ứng dụng những tính chất vật lý cơ bản (quy luật cơ bản) của sóng điện từ sau đây:

HVTH: Nguy ễ n Tr ườ ng Giang Trang 6 Định luật 1: tốc độ lan truyền sóng vô tuyến trong không gian tự do là hằng số c=3.10 8 (m/s) Định luật 2: trong môi trường đồng nhất và đẳng hướng sóng vô tuyến truyền theo đường thẳng Định luật 3: tần số dao động điện từ nhận được khác với tần số dao động bức xạ nếu mục tiêu chuyển động so với đài radar (hiệu ứng Doppler)

* Áp dụng các định luật trên trong đo đạc bằng radar:

- Đo cự li của mục tiêu:

(2.1.2.1) tz : thời gian giữ chậm của tín hiệu từ khi phát tới lúc về

- Hướng của mục tiêu: dùng những anten định hướng có búp sóng hẹp

- Tốc độ xuyên tâm của mục tiêu: dựa vào hiệu ứng Dopple, trong radar chủ động hiệu ứng Dopple xuất hiện 2 lần:

                (2.1.2.4) Dấu “ +” : khi mục tiêu chuyển động lại gần đài radar

Dấu “- ” : khi mục tiêu chuyển động ra xa đài radar

Giá trị 2v xt bx c f gọi là độ dịch tần Doppler: d 2 v xt bx

 c như vậy nếu ta đo được độ định tần này thì có thể xác định tốc độ (vận tốc) xuyên tâm của mục tiêu theo công thức:

2.1.2.2 Nguyên lý ho ạ t độ ngh ệ th ố ng radar xung

Hình 2.1.2.1Sơ đồ khối chức năng hệ thống radarchủ động

Hệ thống radar trang bị trên tàu chiến đấu có nguyên lý radar xung được làm việc thể hiện trên sơ đồ khối hình 2.1.2.1

Xung nhịp đưa đến khối tạo xung kích máy phát khuếch đại đủ lớn đưa đến khối tạo xung cao áp khi có xung kích phát đưa đến khối tạo xung cao áp tạo ra xung cao áp dẫn vào máy phát, mở đường dẫn tuyến thu, hướng tín hiệu phản xạ vào máy thu Máy thu khuếch đại tín hiệu phản xạ siêu cao tần đưa đến bộ trộn, tại đây tín hiệu cao tần được trộn với dao động tại chỗ lấy được tín hiệu trung tần đưa qua khối khuếch đại trung tần khuếch đại lớn đưa qua khối tách sóng và xử lý thị lấy ra tín hiệu thị tần đưa đến khối hiển thị Qua thiết bị hiển thị ta có thể xác định được tham số mục tiêu như phương vị, cự ly, độ cao, tốc độ của mục tiêu vuông có độ rộng hẹp và biên độ lớn tới vài chục KW Theo chức năng nhiệm vụ của từng loại radar người ta thiết kế độ rộng xung cao áp phù hợp nếu xung cao áp càng rộng thì khả năng phát hiện của radar càng tăng nhưng khả năng phân biệt theo cự ly của radar càng giảm Xung cao áp đưa đến khối siêu cao tần, trong thời gian có xung cao áp đưa đến khối dao động siêu cao tần

HVTH: Nguy ễ n Tr ườ ng Giang Trang 8 tạo ra xung phát xạ cao tần công suất lớn đưa qua chuyển mạch thu phát lúc này chuyển mạch thu phát sẽ đóng đường vào tuyến máy thu, mở đường tuyến phátđưa xung phát xạ qua chuyển mạch thu phát đến ăng ten bức xạ định hướng vào không gian dưới dạng sóng siêu cao tần Sóng siêu cao tần gặp mục tiêu phản xạ trở vềăng ten thu nhận Tín hiệu phản xạ siêu cao tần được ăng ten thu nhận qua chuyển mạch thu phát lúc này chuyển mạch thu phát sẽ đóng đường

2.1.2.3 Đ o c ự ly m ụ c tiêu radar a) Khái niệm

Trong môi trường đồng nhất và đẳng hướng, sóng điện từ truyền với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng Với phương pháp radar thì tín hiệu phản xạ bị chậm so với tín hiệu phát xạ một khoảng thời gian tz do phải truyền trên quãng đường là 2R, do đó:

( 2.1.3.1) Vậy muốn đo cự ly ta cần đo được tz Để xét sai số đo cự ly ta lấy vi phân toàn phần hàm cự ly:

R R tz c R c dR c dc t dtR dc dtz c dc dtz z

R c  ) (2.1.3.2) Thay vi phân bằng gia số ta được công thức về sai số đo cự ly:

 c sai số do tốc độ truyền sóng tz

 : sai số do thời gian giữ chậm

R c  c : phụ thuộc vào sự thay đổi tốc độ truyền sóng và mức độ chính xác đo tốc độ này

 z : phụ thuộc vào nguyên tắc, phương pháp đo thời gian giữ chậm của đài và tỉ số tín / tạp Như vậy ngay cả khi đài radar hoàn hảo, đo trong điều kiện không có nhiễu(

t z ) vẫn tồn tại sai số do cự ly: r

Giới hạn sai số tương đối đo cự ly bằng giới hạn sai số tương đối đo tốc độ truyền sóng trung bình:

Hiện nay người ta đo được tốc độ truyền sóng với sai số 10 -5 Thực tế trong một ngày nhiệt độ, áp suất khí quyển và áp suất riêng của hơi nước biến đổi có thể làm thay đổi tốc độ truyền sóng cỡ 10 -4 Cho nên đây là giới hạn sai số đo cự ly thực tế b) Đo cự ly trong radar xung

*Sơ đồ khối chức năng và nguyên tắc hoạt động

Hình 2.1.2.2 Sơ đồ khối chức năng đo cư ly bằng phương pháp xung

*Nguyên t ắ c ho ạ t độ ng s ơ đồ kh ố i ch ứ c n ă ng

Hệ thống phát tạo ra dao động siêu cao tần công suất lớn ở dạng xung, đưa qua chuyển mạch thu phát đưa tới ăng ten, ở đây dòng điện siêu cao tần được biến đổi thành năng lượng sóng điện từ và bức xạ vào không gian

Chuyển mạch thu phát làm nhiệm vụ tự động đóng mở MP và máy thu Khi MP tạo dao động nó mở mạch từ hệ thống phát tới anten, đóng mạch vào máy thu để bảo vệ máy thu và trích một phần nhỏ năng lượng xung phát vào máy thu làm xung chuẩn để tính cự ly mục tiêu Khi kết thúc xung phát, chuyển mạch thu phát mở mạch từ anten đến máy thu và đóng mạch vào hệ thống phát để năng lượng chỉ vào máy thu mà không bị tổn hao

Máy thu: Thu – khuếch đại – biến đổi tín hiệu phản xạ từ xung siêu cao tần thành xung thị tần rồi đưa vào hệ thống chỉ thị

Hệ thống chỉ thị gồm các thiết bị đầu cuối: Nó có thể là các loại hiện sóng biên độ, hiện sóng độ sáng, hoặc máy tính

Hệ thống đồng bộ có nhiệm vụ phối hợp thời gian giữa các hệ thống, quan trọng là đảm bảo điểm đầu xung phát trùng với điểm đầu đường quét trên hiện sóng, nó tạo ra các xung kích phát có chu kì T l , hệ thống radar còn các hệ thiết bị nguồn, điều khiển ăng ten,tự động bám sát, chống nhiễu

Giản đồ điện áp-thời gian hình 2.1.2.3 biểu diễn nguyên tắc hoạt động đo cự ly của radar Trong đó:

T1:Chu kỳ xung; t z : Thời gian giữ chậm xung;

Tq: Thời gian quét tia điện tử;

Th/p: là thời gian hồi phục tia điện tử

Xung tạo điện áp răng cưa đưa đến phiến lệch ngang của đèn hiện sóng, chiều thuận của điện áp răng cưa ứng với chiều quét từ trái sang phải, chiều nghịch là tia quay về vị trí đầu, có xung rọi sáng đường quét bằng độ rộng đường quét thuận

Hình 2.1.2.3 Giản đồ điện áp đo cư ly bằng phương pháp xung

Hình 2.1.2.4 Nguyên tắc đo góc phương vị mục tiêu Để đo được góc của mục tiêu, khi ăng ten quay và phát sóng vào không gian dò tìm mục tiêu, thì trên màn hình radarcũng quay, thiết kế sao cho chúng quay đồng pha và đồng bộ với nhau, nghĩa là ăng ten và tia quét có cùng tốc độ quay, và khi búp chỉ hướng chính Bắc thì tia quét cũng chỉ đúng 0 o trên màn hình hiển thị mục tiêu Giả sử trên hình 3 búp sóng quét tới góc α gặp mục tiêu phản xạ trở về hiển thị trên màn hình radar ta sẽ đo được góc 59 o

Hình 2.1.2.5 Nguyên tắc đo độ cao mục tiêu

XÂY DỰNG, THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ HIỂN THỊ HỆ THỐNG RADAR GIÁM SÁT BIỂN ĐẶT TRÊN TÀU CHIẾN ĐẤU

Mô hình tổng quan hệ thống

Hình 3.1.1 Sơ đồ tồng quan hệ thống

Hoạt động của hệ thống radar giám sát biển đặt trên tàu được thể hiện trên sơ đồ khối hình 3.1.1 Làm việc như sau:

Thiết bị ăng ten : Để Radar có thể thay đổi búp sóng cực đại hoặc thu hẹp trong không gian với tốc độ cao từ đó có thể quản lý mục tiêu trong vùng không gian rộng lớn , có thể xác định 3 tọa độ mục tiêu là phương vị, cự ly và độ cao của mục tiêu cùng một lúc hệ thống Radar sử dụng ang ten mạng pha

Thiết bị thu phát : Máy phát sẽ tạo ra dao động siêu cao tần phát sóng định hướng vào không gian Đê đảm bảo Radar có thể phát hiện được mục tiêu từ cự ly xa yêu cầu máy phát phải có công suất lớn công suất xung lên đến hàng trăm KW các máy phát sóng thông thường không thể đáp ứng yêu cầu do đó phải sử dụng đèn phát đặc biệt thường sử dụng đèn Manhetron Tín hiệu Radar phát sóng ra ngoài không gian phản xạ trở về được đưa vào máy thu với độ nhạy cao sau đó khuếch đại tách song để đưa đến thiết bị xử lý trung tâm

Thiết bị xử lý trung tâm: Tai đây tín hiệu được phân tích xử lý

Thiết bị hiển thị : Tín hiệu sau khi được phân tích xử lý được đưa đến thiết bị hiển thị tại đây có thể xác định được tham số mục tiêu

Thiết bị điều khiển : Để người dùng điều khiển toàn hệ thống

Thiết bị nguồn : cung cấp nguồn điện cho toàn bộ hệ thống

Từ cơ sở nghiên cứu hệ thống Radar trên tàu chiến đấu tôi thiết kế hệ thống giả lập hệ thống radar gồm các khối hình 3.1.2

Hình 3.1.2 Sơ đồ khối hệ thống giả lập

Thiết bị điều khiển : Gồm mạch điều khiển dùng Pic 16F877A để điều khiển các phím điều khiển và các đèn báo chỉ thị làm việc của hệ thống

Thiết bị tạo giả tín hiệu Radar : Tạo giả màn hình Radar làm việc ở các chế độ khác nhau tạo giả các tín hiệu mục tiêu Radar

Thiết bị hiển thị : Hiển thị màn hình Radar ở các chế độ làm việc

Thiết bị tạo giả hệ thống nguồn : Tạo ra tín hiệu báo chỉ thị hệ thống nguồn

Thực hành thiết kế

3.2.1 Thực hành thiết kế thiết bị điều khiển

Thiết bị điều khiển cho phép chiến sỹ sử dụng tương tác với chương trình để thiết lập các chế độ hoạt động và vận hành quá trình hoạt động của hệ thống

3.2.1.1 Th ự c hành thi ế t k ế giao di ệ n thi ế t b ị đ i ề u khi ể n

Giao diện điều khiển gồm các phím nhấn để chiến sỹ sử dụng điều khiển hệ thống radar làm việc và xử lý các mục tiêu, các tình huống trong chiến đấu

Hình 3.2.1 Giao diện thiết bị điều khiển

Giao diện thiết kế có hình dạng kích thước giống với thiết bị thật, dùng tiếng Nga giúp chiến sỹ sử dụng sát với thiết bị thật Giao diện gồm có các phím chức năng như sau:

H: Nguy ễ n nhấn РЛС-О nhấn РЛС- nhấn ВЫС nhấn ОТКЛ nhấn АНТЕ nhấn АНТЕ nhấn ЭКВИ nhấn АНТ nhấn ЗАП nhấn СВО nhấn ЧУЖ nhấn ВВО nhấnСБРО hím số để nh giao diện thiế

2Thi ế t k ế m kế SCHEM oán các tham

Tr ườ ng G ОТКЛdùng ВКЛ dùng ОКОЕ dùn Л dung để ЕН-ВКЛ dù ЕН-ОТКЛ ИВ dùng đ ЕННА dun ПРОСdùng đ ОЙ dùng đ ЖОЙ dùng ОД dùng để ОС dung để hập các tham ết kế các đèn m ạ ch nguyê

Giang g để tắt hệ th g để khởi đ ng để nối ca tắt cao áp ùng để khởi dùng để tắ để nối đầu ra ng để nối m để máy hỏi để nhận địn để nhận địn ể nhập vào lự ể bỏ sự lựa c m số của mục n Led báo hi ên lý thi ế t b ạch nguyên guyên lý m hống ộng hệ thốn ao áp cho h i động quay ắt quay ăng a máy phát máy phát vớ để nhận biế nh dấu hiệu nh dấu hiệu ựa chọn trên chọn trên bàn c tiêu trong x iệu quá trình b ị đ i ề u khi ể lý bàn điều mạch đèn b ng hệ thống y ăng ten ten với ăng ten ới ăng ten ết mục tiêu mục tiêu "с u mục tiêu " n bàn phím s n phím số xử lý các tìn h làm việc củ ể n u khiển các báo hiệu và n tương đươ u своя" (“ta”)

"чужая" (“đ số nh huống chi ủa hệ thống c phím dùn à ma trận

) địch”) iến đấu ng nhập dữ phím số g 15 liệu

Hình 3.2.3 Mạch nguyên lý chính thiết bị điều khiển

Nguyên lý mạch điện tử thiết bị điện tử gồm 2 phần Phần chính sử dụng vi điều khiển PIC 16f887 với 5 Port I/O , IC MAX232 để giao tiếp với máy tính Phần mạch phụ kết nối đầu ra các port với giao diện

Các phím nhấn và đèn led báo hiệu được lập trình theo chức năng, Lập trình giao tiếp UART nối tiếp giữa máy tính và vi điều khiển qua cổng COM

3.2.2 Thiết kế tạo giả thiết bị nguồn

Thiết bị nguồn cung cấp cho hệ thống radar làm việc Giao diện của thiết bị nguồn gồm phím nhấn giúp chiến sỹ điều khiển , phím màu đỏ dùng để tắt nguồn phím màu xanh dùng để nối nguồn Các đèn báo chỉ thị tình trạng điện áp , dòng điện trong các khối của hệ thống Thiết bị tạo giả nguồn được kết nối với mạch nguyên lý của thiết bị điều khiển và lập trình theo chức năng từng phím

Hình 3.2.4 Giao diện thiết bị điều khiển nguồn 3.2.3 Thiết kế thiết bị tạo giảhệ thống Radar

Thiết bị tạo giả hệ thống radar dùng để tạo giả quy trình làm việc của hệ thống, hiển thị các loại mục tiêu radar, tạo giả và xử lý các tình huống trong quá trình làm việc của hệ thống radar

Phần thiết bị giả lập sử dụng máy tính cấu hình cao có card đồ họa rời

CPU: PC Xtreme Lighting Workstation E3-1245V3

LCD: LED Dell 24inch Full HD - Model U2414H

Thiết kế phần mềm giả lập

Lập trình giả lập quy trình làm việc của hệ thống radar giám sát biển là phần quan trọng nhất của hệ thống tạo giả Lập trình vừa phải thể hiện được quy trình làm việc của hệ thống radar giám sát biển vừa thể hiện được các loại mục tiêu, các loại nhiễu trên màn hình radar đồng thời cũng lập trình giải quyết việc các chiến sỹ luyện tập xử lý các tình huống trong chiến đấu như bám sát mục tiêu, lọc mục tiêu… Để lập trình giả lập tôi sử dụng công cụ phần mềm lập trình Visual Studio 2012 đây là phương pháp lập trình theo hướng đối tượng với các lớp mỗi lớp có chức năng khác nhau và có thể thêm bớt thay đổi giải thuật theo yêu cầu

3.2.3.1 Xây d ự ng c ấ u trúc ch ươ ng trình gi ả l ậ p

Từ yêu cầu của chương trình giả lập tôi xây dựng chương trình cấu trúc hình 3.2.5, cấu trúc chương trình giả lập gồm các Form dung để thiết kế giao diện màn hình hệ thống radar để chiến sỹ tương tác với chương trình Các lớp(class) chạy ngầm bên dưới phục vụ lập trình chương trình, ngoài ra trên các form còn sử dụng nhiều hàm xử lý chương trình

Trong các Form của chương trình thì form khởi động được chạy lên đầu tiên đây là dạng flashform dùng để giới thiệu chương trình

Form kiểm tra: đươc thiết kế để xây dựng chương trình kiểm tra, khi chương trình kiểm tra được khởi động form kiểm tra được hiển thị form kiểm tra được thiết kế như hình 3.2.6 Trong form kiểm tra Tabcontrol dùng để thiết kế giao diện điều khiển chính của chương trình kiểm tra

Pannel mô phỏng các thiết bị dùng hiển thị trạng thái các thiết bị của hệ thống radar trong quá trình kiểm tra

Pannel mô phỏng màn hình radar hiển thị trạng thái màn hình radar trong quá trình kiểm tra

Panel mô phỏng bàn phím hiển thị trạng thái chức năng làm việc của bàn phím điều khiển hệ thống radar

Hình 3.2.5 Cấu trúc chương trình giả lập

Hình 3.2.6 Cấu trúc form màn hình kiểm tra

Fom chính: dùngđể thiết kế màn hình điều khiển hệ thống radar, đây là giao diện điều khiển chính của hệ thống radar.Cấu trúc form chính được xây dựng như sau

Hình 3.2.7 Cấu trúc form màn hình chính

Form chính gồm 4 userControl thiết kế màn hình radar ở 4 cự ly 30- 60-150- 250 km , TabControl dùng để thiết kế màn hình điều khiển hệ thống hiển thị các tham số về mục tiêu radar thiết kế các tình huống có thật và xử lý các tình huống trong chiến đấu Dưới form chính còn có các hàm xử lý mục tiêu radar

Các form để thiết kế giao diện đồng thời chương trình thiết kê các lớp chạy ngầm phía dưới gồm để xử lý chương trình làm việc

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Frank E Sloan and Gilbert J Cote, Radar Principles,Naval Education and

Training Professional Development and Technology Center,(1998)

[2] Merrlil I.Skolic,Radar Handbook, Second Edition, Mc,Graw-Hill, (1990),

[3] Peyton Z.Peebles, Radar Principles, New Work, John Wiley & Sons, (1998) [4 ] Robert E.Collin, Antennas and Radio wave propagation, PrenticeHall, (1985) [4] Paulose, Araham Thomas, High Radar Range with The step frequency Waveform , Master of Science in Electrical Engineering form The Naval PostgranduateSchool ,No

[5] D.M.Pozar, Microwave Engineecring, John Wily & Sons , New York,.(1998) [6] Bassem R.Mahafza, Radar Systems Analysis and Desgin Using Matlap ,

[7] Robert C Hutchison – Stephen B Just, Programing Using the C language , Me Graw Hill, (1996)

[8]Основы радиолокации и радиоэлэктронная борьба., Квирту пво –Киев, (1981)

[9] Nguyễn Thanh Hùng, Nguyên lý Radar Trường HVHQ,(2011)

[10] Nguyễn Đức Luyện, NgôVănBắc, VũHồngThanh,Nguyên lý Radar, NXB

HọcViện Kỹ Thuật Quân Sự, (2007)

[11] Vũ Đình Thành, Lý thuyết cơ sở kỹ thuật siêu cao tần, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM, (2003)

[12] Vũ Đình Thành.(2011), Mạch siêu cao tần, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM [13] Phan Anh, Trường điện từ và truyền sóng, NXB Đại học Quốc Gia Hà

[14] Đặng Thành Tín, Hệ thống máy tính và ngôn ngữ lập trình C, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM,(2011)

[15] Online, Radartutorial (www.radartutorial.eu)

Lập trình vi điều khiển

// Chuong trinh dieu khien radar

//Port: D Ma tran phim, Port C Nut Nhan Thuong, Port B Den bao hieu

// Pin 6,7 PortC ket noi UART qua vi dieu khien RS Max 232

// Noi khai bao bien toan cuc unsigned char arrayMapOfOutput [8] {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; unsigned char statusOutput[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};

// Khai bao cac ham co ban IO void init_system(void); void delay_ms(int value); void OpenOutput(int index); void CloseOutput(int index); void ReverseOutput(int index); unsigned char isNhan0PortC(); void Nhan0PortC(); unsigned char isNhan1PortC(); void Nhan1PortC(); unsigned char isNhan2PortC(); void Nhan2PortC(); unsigned char isNhan3PortC(); void Nhan3PortC(); unsigned char isNhan4PortC(); void Nhan4PortC();

HVTH: Nguy ễ n Tr ườ ng Giang Trang 43 unsigned char isNhan5PortC(); void Nhan5PortC(); void maTranPhim();

//Hien thuc cac chuong trinh con, ham, module, function

{ unsigned int k = 0; init_system(); delay_ms(1000); delay_ms(100); while (1)

{ while (!flag_timer3); flag_timer3 = 0; scan_key_matrix(); scan_key_portC();

// Hien thuc cac module co ban cua chuong trinh void delay_ms(int value)

HVTH: Nguy ễ n Tr ườ ng Giang Trang 44 int i,j; for(i=0;i 0)

_baudRateCollection.Add(150); if ((possibleBaudRates & BAUD_300) > 0)

_baudRateCollection.Add(38400); if ((possibleBaudRates & BAUD_56K) > 0)

_baudRateCollection.Add(115200); if ((possibleBaudRates & BAUD_128K) > 0)

///Name of changed property privatevoid SendPropertyChangedEvent(String propertyName)

// code điều khiển using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.IO.Ports; using System.Reflection; using System.ComponentModel; using System.Threading; using System.IO; namespace displaypozitiv//SerialPortListener.Serial

/// Manager for serial port data

// Finding installed serial ports on hardware

_currentSerialSettings.PortNameCollection = SerialPort.GetPortNames(); _currentSerialSettings.PropertyChanged += new

System.ComponentModel.PropertyChangedEventHandler(_currentSerialSettings_Prop ertyChanged);

// If serial ports is found, we select the first found if (_currentSerialSettings.PortNameCollection.Length > 0)

#region Fields privateSerialPort _serialPort; privateSerialSettings _currentSerialSettings = newSerialSettings(); privatestring _latestRecieved = String.Empty;

HVTH: Nguy ễ n Tr ườ ng Giang Trang 56 publiceventEventHandler NewSerialDataRecieved;

/// Gets or sets the current serial port settings

{ get { return _currentSerialSettings; } set { _currentSerialSettings = value; }

#region Event handlers void _currentSerialSettings_PropertyChanged(object sender,

// if serial port is changed, a new baud query is issued if (e.PropertyName.Equals("PortName"))

} void _serialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)

{ int dataLength = _serialPort.BytesToRead; byte[] data = newbyte[dataLength]; int nbrDataRead = _serialPort.Read(data, 0, dataLength); if (nbrDataRead == 0) return;

//System.Windows.Forms.MessageBox.Show(data[0].ToString());

// Send data to whom ever interested if (NewSerialDataRecieved != null)

/// Connects to a serial port defined through the current settings

// Closing serial port if it is open if (_serialPort != null&& _serialPort.IsOpen)

// Setting serial port settings if (!string.IsNullOrEmpty(_currentSerialSettings.PortName))

// Subscribe to event and open serial port for data

_serialPort.DataReceived + newSerialDataReceivedEventHandler(_serialPort_DataReceived);

{ if (!string.IsNullOrEmpty(_currentSerialSettings.PortName))

/// Retrieves the current selected device's COMMPROP structure, and extracts the dwSettableBaud property

HVTH: Nguy ễ n Tr ườ ng Giang Trang 58 object p = _serialPort.BaseStream.GetType().GetField("commProp",

BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic).GetValue(_serialPort.BaseStream); Int32 dwSettableBaud = (Int32)p.GetType().GetField("dwSettableBaud",

BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public).GetValue(p);

// Call to release serial port publicvoid Dispose()

// Part of basic design pattern for implementing Dispose protectedvirtualvoid Dispose(bool disposing)

_serialPort.DataReceived - newSerialDataReceivedEventHandler(_serialPort_DataReceived);

// Releasing serial port (and other unmanaged objects) if (_serialPort != null)

/// EventArgs used to send bytes recieved on serial port

Tiêu đề	Thiết kế hệ thống giả lập Radar giám sát biển
Tác giả	Nguyễn Trường Giang
Người hướng dẫn	PGS TS Hoàng Trang
Trường học	ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện tử
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2015
Thành phố	TP. HỒ CHÍ MINH

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	1,58 MB