坦克模拟舱环控与操纵员操控能力参数测量系统的设计

摘要

军事能力对于一个国家的安全和稳定至关重要。通常部队会通过模拟对抗来进行训练，但这种训练方法有很多的缺点，例如花费大量军费、训练的场景有限和演习人员的安全无法保证等。现代军事训练已经由实战模拟作战转向军事模拟器模拟作战。军事模拟器可以提供不同的虚拟的作战环境，并通过改变作战环境对训练人员进行针对性的训练。关于坦克方面的军事模拟器在最近几年才刚刚发展。坦克是陆战中重要的武器，研发坦克模拟器对于坦克兵的挑选和训练具有重要的意义。
　　本文设计了一套坦克模拟舱的环控与操纵员操控能力参数测量系统。这套系统包含控制室和模拟舱两个部分，控制室部分是在LabVIEW环境下设计的上位机，模拟舱的部分是以 STC12C5A60S2为核心设计的下位机，上位机与下位机通过串口进行通信。系统主要实现以下功能：首先，控制室对坦克模拟舱的温度、湿度和光照强度控制与测量；其次，向模拟舱发送命令与噪声并获得操纵员操作正误、操作时间以及操纵员心率数据；最后，将整个操纵过程的数据进行报表输出。
　　本文主要完成了以下四个方面的内容：第一，上位机软件的设计；第二，下位机软件的设计；第三，下位机硬件的设计和制作；第四，系统的调试。其中温湿度的测量使用DHT22温湿度传感器。首先，下位机将所测数据发送给上位机；然后，上位机通过模糊算法对数据进行分析计算；最后，将结果发送给下位机。其中由文中设计的一款通过单片机控制加湿强度的加湿器进行加湿控制，通过单片机控制继电器进行抽湿控制，通过空调系统进行温度控制。光照强度的测量使用了BH1750光照传感器，光照强度的控制是通过PWM程序来控制LED亮度。由上位机实现对测控过程结果的显示与存储。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 测控技术现状

1.3 课题的主要研究内容

第2章 系统下位机硬件和软件的设计

2.1 系统硬件分布设计

2.2 下位机单片机的选择

2.3 电源电路和保护电路的设计

2.4 串口电路的设计

2.5 温湿度测量电路的设计

2.6 温度控制部分电路设计

2.7 湿度控制部分电路设计

2.8 光照强度测量电路的设计

2.9 光照控制部分电路设计

2.10 命令按钮键盘设计

2.11 心率测量电路的设计

2.12 PCB的设计

2.13 下位机软件的设计

2.14 本章小结

第3章 系统上位机软件的设计

3.1 前面板的设计

3.2 系统主VI的设计

3.3 模糊控制文件的生成

3.4 存储子VI设计

3.5 本章小结

第4章 系统实物的调试

4.1 实验环境的搭建

4.2 系统的测试

第5章 结论与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录A 系统下位机程序

附录B 上位机主VI

附录C 存储子VI

作者攻读学位期间的科研成果

致谢