基于薄膜太阳能电池的射击训练系统设计
发布时间：2020-06-15 00:49
【摘要】：随着激光技术和嵌入式系统的飞速发展,实弹打靶射击训练由于成本高、安全系数低、环境污染严重等缺点,逐渐被激光模拟训练代替。然而与世界军事强国相比,我国在激光模拟训练方面的研发还比较薄弱,存在功能不齐全、稳定性不高、训练成绩信息反馈不全面等问题。当前,国内外的激光检测多采用光敏管、单晶硅电池等方式,光敏管点式接受面小,在训练过程中容易因为脏污或其他原因导致不能检测;普通硅光电池由于硬质玻璃衬底,脆弱易损。迄今为止,国内外还没有一种适于野外多种环境应用且方便可靠的激光模拟打靶训练解决方案。为克服现有技术的不足,本文设计了基于薄膜太阳能电池的应用射击训练系统,具有发送激光编码脉冲、实时显示、自动报靶、随时查询射击成绩等多种功能。采用柔性薄膜太阳能电池作为基本光检测器件,为滤除环境光的干扰,在其表面加装柔性滤光膜。发射设备采用红外激光发射器,能量集中,即使柔性太阳能电池只转换光功率的10%,检测电路也能有效地确定是否有红外激光光斑照射在柔性太阳能电池板上。由于太阳能电池内部结构特殊,响应激光脉冲时下降沿下降缓慢,影响激光检测,本文通过设计脉冲检测电路、放电控制电路、放电回路等模块对下降沿处理,检测的红外激光编码脉冲频率最高可达1KHz,响应速度快。论文首先介绍了系统的整体规划,包含需求分析、逻辑架构设计。然后简单分析了太阳能电池的工作特性、优缺点以及光谱响应特性,并结合系统需求选择柔性单晶硅太阳能电池作为靶标的光检测材料。此外,根据系统的整体架构,确定了比较完善的通讯协议,保证系统各部分之间数据传输的准确性。然后介绍了发射设备、靶标设备以及上位机软件的具体实现,发射设备和靶标设备以STM32为核心,上位机软件是基于Winform设计的应用程序。发射设备能够发射具有一定编码的红外激光信号,包含发射次数、士兵编码以及枪支信息,确保在多人、多种设备参训的情况下能够自动识别训练人员和训练武器;靶标设备部分重点介绍了激光编码脉冲的检测方法,对太阳能电池响应的下降沿做放电处理,使靶标设备成功检测出红外激光信号并解码,应用AS-TTL-100无线模块将射击成绩发送给上位机实现自动报靶;上位机软件具有向下位机发送控制指令、实时显示训练情况、保存射击成绩、查询以往成绩和管理训练人员等功能,并采用SQL Server2008对系统中的相关数据进行存储,加强了数据的安全性。论文最后对系统进行了整体测试,总结性地分析了系统的测试结果。结果显示,论文的设计方案可行,系统运行可靠稳定,操作简单,能够满足军事应用射击模拟训练的基本需求。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM914.4
【图文】：
密度分布不均匀，从而产生电力［１４－１５］。太阳能电池就是依据光伏效应输出电力的逡逑半导体器件，当有光照时产生直流电压或者电流，当光照消失后，输出的直流电逡逑压或者电流也会消失。图２－２为太阳能电池的工作原理示意图。逡逑光照逡逑金属正电极邋丨Ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｊ邋Ｉ邋ｉ逦减反膜逡逑（＋）？中！邋Ｉ邋？逦！逦！命！！逦／逡逑．邋ｔ邋ｔ邋ｔ邋ｔ＿逦逦１逡逑｜邋—邋ｍｉ逦ｍｈ｜逦ｓａｌ逦ｈｈｉ逦；逡逑Ｐ型层逦４逦逡逑碰层逦＋逦，，逡逑＼逡逑金属背电极逡逑（－）逡逑图２－２太阳能电池工作原理示意图逡逑太阳能电池按制作材料的不同可分为硅形、化合物半导体形和有机膜形［１６］。逡逑目前市场上生产应用的各太阳能电池性能分析如表２－１。逡逑表２－１常见太阳能电池性能分析逡逑[k逦？逦＾逦转换效率逡逑单晶硅太阳能电池￣￣转换效率高、技术成熟逦桂消耗量较大逦１６％￣２０％逡逑生产工艺复杂、寿命逦１0％￣１８％逡逑多晶硅太阳能电池转换效率高、成本低廉逦低、易碎逡逑非晶硅薄膜太阳能电成本低重量轻、可大规光电转换效率衰退逦８％￣１２％逡逑池逦模生产、发展潜力好严重、转换效率低逡逑转换效率高、抗福射性价格昂贵、污染环逦a桑玻
本文编号：2713631
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM914.4
【图文】：
密度分布不均匀，从而产生电力［１４－１５］。太阳能电池就是依据光伏效应输出电力的逡逑半导体器件，当有光照时产生直流电压或者电流，当光照消失后，输出的直流电逡逑压或者电流也会消失。图２－２为太阳能电池的工作原理示意图。逡逑光照逡逑金属正电极邋丨Ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｊ邋Ｉ邋ｉ逦减反膜逡逑（＋）？中！邋Ｉ邋？逦！逦！命！！逦／逡逑．邋ｔ邋ｔ邋ｔ邋ｔ＿逦逦１逡逑｜邋—邋ｍｉ逦ｍｈ｜逦ｓａｌ逦ｈｈｉ逦；逡逑Ｐ型层逦４逦逡逑碰层逦＋逦，，逡逑＼逡逑金属背电极逡逑（－）逡逑图２－２太阳能电池工作原理示意图逡逑太阳能电池按制作材料的不同可分为硅形、化合物半导体形和有机膜形［１６］。逡逑目前市场上生产应用的各太阳能电池性能分析如表２－１。逡逑表２－１常见太阳能电池性能分析逡逑[k逦？逦＾逦转换效率逡逑单晶硅太阳能电池￣￣转换效率高、技术成熟逦桂消耗量较大逦１６％￣２０％逡逑生产工艺复杂、寿命逦１0％￣１８％逡逑多晶硅太阳能电池转换效率高、成本低廉逦低、易碎逡逑非晶硅薄膜太阳能电成本低重量轻、可大规光电转换效率衰退逦８％￣１２％逡逑池逦模生产、发展潜力好严重、转换效率低逡逑转换效率高、抗福射性价格昂贵、污染环逦a桑玻
本文编号：2713631
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