基于CAN總線的模擬射擊訓練系統設計
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1 引 言
本文引用地址：http://www.104case.com/article/188736.htm在軍隊的訓練項目中CONTROL ENGINEERING China版權所有，野戰的射擊姿勢訓練是一個重要的部分。要求學員對在復雜環境中突然出現的目標，能夠根據距離遠近和目標大小等特點迅速作出判斷
為此，本文設計了基于紅外接收管和激光發射器的激光靶模擬訓練系統。在這個系統中，以靶面上安裝紅外光敏接收元件的光電靶代替傳統的靶子，將紅外激發射光器安裝在步槍頭部，激光發射開關安裝在槍機上，扳動槍機則發射一次激光脈沖代替子彈，此激光脈沖擊中光電靶時將被靶上由單片機構成的檢測器檢測到，單片機計算出擊中的行列坐標，通過CAN現場總線發送到監控計算機，在計算機上顯示打靶成績，并對訓練結果進行統計和管理，從而構成了完整的模擬射擊訓練系統。
2 系統功能與硬件設計
激光模擬訓練系統主要由監控計算機或筆記本電腦、通訊模塊和光電靶3大部分構成，其中計算機放置在訓練場地起點
計算機為主控制單元，監測著100m范圍內的射擊情況
光電靶由通訊板和檢測板2大部分組成。由于實際訓練中要求目標的大小和形狀都有不同，就使得靶子的形狀不一致，因此設計了幾種標準形狀的檢測板，根據每個光電靶子外形的不同進行拼裝，以滿足訓練的需要www.cechina.cn，最大的一塊光電靶需要由4塊形狀不同的檢測板組成。
檢測板結構示意圖如圖2所示，檢測板上正面每隔2cm放置一個光電二極管，若光電二極管被擊中則導通，單片機檢測到被擊中點坐標后控制工程網版權所有，通過485串行總線發送到通訊板，由通訊板負責統一將整個光電靶的擊中信息和工作情況傳送給通訊模塊。
每塊個光電靶都由多個檢測板構成，為了提高系統效率，加入一塊通訊板，負責整理本光電靶信息，統一與上位機進行數據交換。通訊板主要就是統計并計算本靶的打中點坐標送到上位機，接受上位機的消息后傳給檢測板，使得同一靶子中多塊檢測板同步動作;其次還有故障檢測的功能。通訊板與檢測板之間要求通訊即時、可靠，用485串行總線進行工作。這樣的結構使單個光電靶工作相對獨立，方便以后系統節點的擴展。通訊板的結構示意圖如圖3所示。
3 系統的軟件設計
3.1 CAN總線的通訊設計
3.1.1 CAN 總線簡介
控制器局部網（CAN――Controller Area Network）是一種現場總線，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。它以半雙工的方式工作，同一時間內只能有一個節點發送信息，多個節點接受信息，可以實現全分布式多機系統，提高數據在網絡中傳輸的可靠性。在各種現場總線中，它以其結構簡單、應用靈活方便而在工業控制和車輛中得到廣泛應用。
CAN總線的信息存取采用廣播式的存取工作方式，信息可以在任何時候由任何節點發送到空閑的總線上，每個節點的CAN總線借口必須接受總線上出現的所有信息，因此各接點都設置由一個接收寄存器，接收寄存器首先將信息接收，然后根據接收信息的標示符決定是否讀取信息包中的數據，即判定是否使用這一信息。CAN總線協議的一個最大特點就是廢除了傳統的地址編碼，代之以對通信數據塊進行編碼。CAN總線面向數據而不是面向節點，采用這種方法的優點是可使網絡內的節點個數在理論上不受限制，假如和減少設備不影響系統的工作。因此，基于CAN總線的射擊模擬訓練系統可以根據實際要求增加或減少光電靶的數量。
CAN總線每幀收發數據的長度最多為8個字節，因而不存在占用總線時間過長的問題，可以保證通信的實時性，通信速率最高可達1Mb/s（通信距離40m時），通信距離最遠可達10km（傳輸速率為5kb/s）.通信介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維。
3.1.2 CAN總線通訊的實現
在本系統中，采用PHILIPS公司的SJA1000芯片，通過對SJA1000的位定時寄存器進行設置來實現不同通信波特率的要求，CAN總線的通信撥特率與通信距離有密切的關系，距離越短，允許的波特率越高，反之亦然。系統采用多主方式工作，其任意節點任意時刻都可向總線發送信息，各節點通過ACR、AMR進行報文濾波。
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