[實(shí)用新型]基于ARM技術(shù)的無線激光通信中的APT系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920085311.7
• 申請(qǐng)日: 2009-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN201388201Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尚勇;董翔;張清;顏衛(wèi);熊思思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/10
• 分類號(hào): H04B10/10
• 代理公司: 武漢華旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 周宗貴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及無線激光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ARM技術(shù)的無線激光通信中的APT系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光通信與微波通信相比有傳輸容量大、光束窄、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但激光通信特點(diǎn)是信號(hào)光束比較窄、發(fā)散角小，因此要求發(fā)射機(jī)的場(chǎng)功率確實(shí)到達(dá)接收機(jī)的光檢測(cè)器，就需要準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)。接收機(jī)確定脈沖光束的到達(dá)方向稱為捕獲；把發(fā)射機(jī)對(duì)準(zhǔn)到正確的方向稱為瞄準(zhǔn)；在通信期間內(nèi)，維持瞄準(zhǔn)和跟蹤的任務(wù)稱為跟蹤；實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的系統(tǒng)就稱之為捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤(APT：Acquisition，Pointing，Tracking)系統(tǒng)。目前世界衛(wèi)星激光通信已經(jīng)從理論研究進(jìn)入到應(yīng)用基礎(chǔ)和試驗(yàn)階段，發(fā)展日新月異，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)做相關(guān)方面的研究并已經(jīng)取得一定的成績(jī)。我國(guó)在空間光通信技術(shù)方面的研究起步較晚，目前在這一領(lǐng)域的研究基本上還處于理論研究和地面實(shí)驗(yàn)階段。

在激光通信中，APT系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是進(jìn)行可靠的通信的前提，但激光信號(hào)光束窄、發(fā)散角小的特點(diǎn)使得較好的實(shí)現(xiàn)APT系統(tǒng)十分困難。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于ARM技術(shù)的無線激光通信中的APT系統(tǒng)，以ARM植入嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和DSP圖像處理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)APT。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

基于ARM技術(shù)的無線激光通信中的APT系統(tǒng)，包括圖像處理部分、電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分、二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分、光學(xué)系統(tǒng)，其中所述圖像處理部分通過UART端口和所述電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分電連接，所述圖像處理部分通過CCD視頻信號(hào)線和所述光學(xué)系統(tǒng)電連接，所述電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分通過控制信號(hào)線與所述二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分電連接，并且所述光學(xué)系統(tǒng)安置在所述二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上面。

所述圖像處理部分主要為視頻通訊模塊，該視頻通訊模塊主要采用圖像處理芯片TMS320DM642構(gòu)成。

所述電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分主要部分為ARM控制板，主要采用Phillips?LPC2000系列ARM芯片構(gòu)成。

所述二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分主要由經(jīng)緯儀式電控萬向架平臺(tái)構(gòu)成，該經(jīng)緯儀式電控萬向架平臺(tái)為二維精密轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，該經(jīng)緯儀式電控萬向架平臺(tái)上可以搭建光學(xué)天線和激光收發(fā)光學(xué)部分。

所述光學(xué)系統(tǒng)主要由光學(xué)天線和激光收發(fā)光學(xué)部分組成，所述光學(xué)天線由反射式或透射式望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成，所述激光收發(fā)光學(xué)部分由信標(biāo)激光發(fā)射器和CCD探測(cè)器組成，其中CCD探測(cè)器采用Unican?HV-9961構(gòu)成。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

①無線激光通信過程中，跟蹤精度較高；

②基于DSP和ARM實(shí)現(xiàn)、完全脫離PC機(jī)、高實(shí)時(shí)、高集成度、小型化。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型的控制流程圖。

其中，

1-圖像處理部分、2-電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分、3-二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分、4-光學(xué)系統(tǒng)、5-URAT端口、6-控制信號(hào)、7-CCD視頻信號(hào)、8-傳輸線路；S1-主程序開始、S2-轉(zhuǎn)到指定位置、S3-通過串口獲取信息、S4-信標(biāo)光位于視場(chǎng)內(nèi)、S5-光柵螺旋掃描一步長(zhǎng)、S6-控制轉(zhuǎn)臺(tái)使信標(biāo)光位于CCD中心、S7-PID跟蹤過程、S8-信標(biāo)光位于CCD中心。

具體實(shí)施方式

下面以具體實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

本實(shí)用新型提供的基于ARM技術(shù)的無線激光通信中的APT系統(tǒng)，具體采用如下的技術(shù)方案，參見圖1，該系統(tǒng)包括圖像處理部分1、電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分2、二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分3、光學(xué)系統(tǒng)4，其中圖像處理部分1通過UART端口5和電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分2相連，圖像處理部分1通過CCD視頻信號(hào)線7和光學(xué)系統(tǒng)4相連，以對(duì)來自CCD攝像頭的每一幀視頻信號(hào)進(jìn)行捕獲并解碼，電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)部分2通過控制信號(hào)線6與二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分3相連，以實(shí)時(shí)調(diào)整與控制二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分3執(zhí)行掃描或跟蹤捕獲，二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分3通過信號(hào)傳輸線路8與光學(xué)系統(tǒng)4連接，并且光學(xué)系統(tǒng)4安置在二軸電控轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)部分3之上。

具體來說，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成為：