通信技术类有关论文范文素材,与ZigBee无线通信技术在单兵激光模拟训练系统中的应用相关论文摘要

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【摘 要】本文介绍了ZigBee无线通信技术在激光模拟训练系统中的应用,用于单兵激光模拟训练系统各部件之间的数据交互.

【关 键 词】ZigBee；单兵激光模拟训练系统

1.引言

随着激光技术的发展,其在军事训练器材中的应用,发挥着越来越重要的作用.单兵激光模拟训练系统采用以光代弹的原理,结合声光效果,可逼真的模拟实际战场环境的实兵对抗,是和平时期部队训练和青少年展开野外拓展对抗游戏的有效器材之一.

单兵激光模拟训练系统主要由头盔、背带和激光发射机等3个部件组成.头盔具有激光接收和发烟控制功能；背带具有激光接收、毁伤模型计算以及与导控主台无线数据通信功能；发射机用于激光发射控制.3个部件之间实时可靠的数据通信是系统正常工作的基础.本文主要研究利用ZigBee无线通信技术实现单兵激光模拟训练系统各部件之间的数据交互.

2.硬件结构

背带与头盔、发射机之间采用点对多点的通信方式.背带、头盔和发射机均内嵌ZigBee通信单元（图1）,通信单元由ARM主控芯片、ZigBee射频无线收发芯片和2.4GHz天线组成.

通信芯片选用TEXASINSTRUMENTS公司的CC2420ZigBee射频无线收发器.芯片的主要技术特点如下：

●射频单片无线收发芯片,带有基带调制解调器,并对MAC（介质访问层）层提供支持；

●直接序列扩频的基带调制解调器,其码片速率可到2MChips/s,有效数据传输率达250kb/s；

●电流耗损非常低（RX：18.8mA,TX：17.4mA）；

●输出功率可以通过编程来改变；

●不需要额外的RF开关和滤波器；

●两个（发送缓冲区和接收缓冲区）128Byte的数据缓冲区；

●硬件实现MAC加密（AES-128）；

●48脚的QLP封装,7*7mm.

CC2420芯片与ARM主控芯片之间采用SPI总线进行数据通信.FIFOP脚接ARM芯片的外部中断脚,当CC2420芯片接收到有效数据后,该引脚置高,ARM芯片产生中断,进行接收数据处理.RESTEn脚接ARM芯片的输出脚,用于对CC2420芯片的复位.

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CC2420芯片的射频输入/输出是差分和高阻抗的,射频端口最适宜的差分负载值阻抗为115+j180Ω.单兵激光模拟训练系统中使用的天线为2.4GHz的单极天线,因此必须使用非平衡变压器来增强其性能.图2所示的射频输入/输出电路由一个半波传送天线、C3、L1、L2和L3构成,半波传送天线直接设计在印制板上,与电路匹配的天线阻抗为50Ω.

3.软件设计

单兵激光模拟训练系统中最多同时工作的单兵激光模拟器数量可达数千套；每套单兵激光模拟器的背带与头盔、发射机之间采用点对多点的通信方式,背带为中心节点,头盔和发射机为子节点；各单兵激光模拟器相互之间不能出现数据串扰.因此整个系统可以看作由几千个独立的微型通信系统构成.

由于ZigBee的IEEE地址有8个字节,因此有足够