專利名稱：光纖陀螺儀參數(shù)配置器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖陀螺儀產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域，具體來說就是一種在光纖陀螺生產(chǎn) 過程中調(diào)節(jié)參數(shù)的光纖陀螺儀參數(shù)配置器。
背景技術(shù)：
光纖陀螺儀是一種角速率傳感器，廣泛應(yīng)用于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，是目前確定運(yùn)動體 空間運(yùn)動姿態(tài)的主要傳感器。隨著數(shù)字電路的不斷發(fā)展，可編程芯片的日益成熟，使得基于可編程芯片的數(shù)字 閉環(huán)光纖陀螺得以產(chǎn)生，源于其開發(fā)、升級方便快捷，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)勢，逐漸占據(jù)光纖陀 螺領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。閉環(huán)光纖陀螺儀主要由光源、Y波導(dǎo)、耦合器、光纖環(huán)等光學(xué)器件和基于可編程芯 片的電子系統(tǒng)和嵌入式軟件構(gòu)成。由于目前以上光學(xué)器件國內(nèi)生產(chǎn)工藝技術(shù)還不完善，器 件的參數(shù)一致性不佳，導(dǎo)致光纖陀螺儀的系統(tǒng)參數(shù)變動范圍比較大，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品性能 的穩(wěn)定性、一致性。因此在光纖陀螺的生產(chǎn)調(diào)試和應(yīng)用現(xiàn)場(比如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的總裝時)， 都要對光纖陀螺儀的初始定位坐標(biāo)等參數(shù)進(jìn)行調(diào)試設(shè)定，而參數(shù)的設(shè)定需要根據(jù)當(dāng)前實際 應(yīng)用的光器件參數(shù)重新修改光纖陀螺儀的內(nèi)部軟件。光纖陀螺儀在生產(chǎn)調(diào)試過程中主要在 計算機(jī)系統(tǒng)上完成的軟件參數(shù)的調(diào)測，且基于可編程芯片的數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺程序?qū)ι衔?機(jī)要求很高，平均每次編譯時間在正常模式下時長為25分鐘，每只陀螺有半波電壓、本征 頻率、采集周期、采樣點(diǎn)數(shù)，一次閉環(huán)系數(shù)、累加次數(shù)、二次閉環(huán)系數(shù)、SLD恒流、濾波深度、零 位初值設(shè)定等10個參數(shù)，正常情況下調(diào)試好一只陀螺需要3天左右，這嚴(yán)重制約了陀螺的 生產(chǎn)效率，而且在陀螺的應(yīng)用現(xiàn)場進(jìn)行實地調(diào)節(jié)時，現(xiàn)有的生產(chǎn)調(diào)試方式將導(dǎo)致軟件源代 碼不可控，還涉及到技術(shù)保密等問題，這就極大限制了數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種光纖陀螺儀參數(shù)配 置器，該配置器外置，其基本特點(diǎn)是在原有陀螺軟件的基礎(chǔ)上建構(gòu)一個參數(shù)提取模塊，把陀 螺相關(guān)運(yùn)行的可配置參數(shù)綜合起來，通過接插件的方式，從外部構(gòu)建一個新的操作裝置，直 接從外部選定模式，利用特定的操作方法對光纖陀螺儀可編程芯片進(jìn)行參數(shù)配置，調(diào)節(jié)相 對應(yīng)參數(shù)，并在液晶屏幕上同步實時顯示出來，通過上位機(jī)采集軟件，觀察陀螺輸出數(shù)據(jù)， 確認(rèn)合格后將參數(shù)固化存儲到EEPR0M，作為手持式操作儀器，可以完全脫離計算機(jī)的參與， 能在實際的應(yīng)用環(huán)境下進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)。本實用新型的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成—種光纖陀螺儀參數(shù)配置器，對光纖陀螺儀進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)定，該配置器包括外 殼與內(nèi)置控制芯片，所述外殼上設(shè)置有若干參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵，通過所述參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵對光纖 陀螺基本參數(shù)進(jìn)行配置；所述外殼上設(shè)置有一微顯示屏，通過所述微顯示屏實現(xiàn)參數(shù)的菜 單化選擇，并實時回送調(diào)節(jié)后參數(shù)。[0008]所述控制芯片使用“respi，，端口協(xié)議進(jìn)行陀螺實時化參數(shù)配置，所述“respi，，端 口協(xié)議特征為特征碼邀約與響應(yīng)型，所述光纖陀螺儀參數(shù)配置器對光纖陀螺儀響應(yīng)參數(shù)的 操作為單一指令。所述內(nèi)置控制芯片中包括參數(shù)固化存儲模塊，控制參數(shù)固化存儲于光纖陀螺儀 中。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是，該參數(shù)配置器以外部插件方式實現(xiàn)了對光纖陀螺儀的參數(shù) 調(diào)節(jié)，使用方便、實用，大大提高了工作、生產(chǎn)效率。
圖1為參數(shù)配置儀外觀圖；圖2為參數(shù)配置器PCB布局圖；圖3為配置器與系統(tǒng)關(guān)系圖；圖4為系統(tǒng)軟件代碼運(yùn)作流程圖。具休實施方式
以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明， 以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解附圖1-4中標(biāo)號1-14表示的是按鈕開關(guān)1-5、微顯示屏6、供電選擇開關(guān)7，電池 組8、電源供電芯片9、單片機(jī)10、外設(shè)接口 11、內(nèi)部按鈕接口 12，陀螺13、EEPR0M14。光纖陀螺儀參數(shù)配置器是為了調(diào)試、實時配置陀螺參數(shù)而發(fā)明的，基于可編程芯 片實現(xiàn)，帶有液晶顯示控制，實現(xiàn)菜單式參數(shù)選擇、調(diào)節(jié)控制。應(yīng)用硬件條件是帶有FGP模塊的光纖陀螺，響應(yīng)和接受陀螺工作的具體參數(shù)，而 后將陀螺相關(guān)數(shù)據(jù)存儲于固定存儲媒介中，便于下次啟動時調(diào)用。由于光纖陀螺的運(yùn)行方式為閉環(huán)操作方式，操作參數(shù)變化會急劇影響陀螺的表現(xiàn) 特性，參數(shù)短時間變化過大，甚至造成陀螺閉環(huán)工作失敗，為有效降低誤操作危險，對參數(shù) 的調(diào)節(jié)以指令方式進(jìn)行，操作局部參數(shù)時，單次可調(diào)節(jié)范圍控制在一個極小數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)。為此，配置器與陀螺之間通訊采用新設(shè)的協(xié)議“FSPI (FogSerialProgrammablelnt erface) ”，其物理載體和電氣標(biāo)準(zhǔn)可以基于UART，SMBUS，SPI等任何傳輸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。“FSPI” 的主要特征在于“操作指令控制，數(shù)據(jù)回送”。握手協(xié)議配置器首先發(fā)送對陀螺的邀約信號，陀螺接收后發(fā)送響應(yīng)信號進(jìn)行確 認(rèn)，配置器接收后，連接確立。之后，配置器每發(fā)送一組操作指令，陀螺將響應(yīng)當(dāng)前的操作數(shù) 并回送至配置器上，顯示于屏幕，實現(xiàn)實時調(diào)節(jié)陀螺工作參數(shù)的目的。在本實施例中，如圖3所示，采用SiliconLab公司的8051F單片機(jī)為開發(fā)核心，結(jié) 合結(jié)構(gòu)設(shè)計了相適應(yīng)布局的PCB，陀螺采用的是Altera公司的CyclonelFPGA為核心來驅(qū)動 實現(xiàn)。為了保證陀螺內(nèi)部信號與配置器的電平一致性，配置器參考地與陀螺的參考地是 通過一個4腳的接插件相連的，這樣配置器在使用時可以使用陀螺PCB的電源工作，也可以 使用電池組提供的電源進(jìn)行工作。結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，為力求簡約和易用，構(gòu)建了整個參數(shù)配置器的外觀圖如附圖1所 示。由圖1可見，該配置器包括外殼與內(nèi)置控制芯片，外殼上設(shè)置有若干參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵，通 過參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵對光纖陀螺基本參數(shù)進(jìn)行配置；外殼上設(shè)置有一微顯示屏，通過微顯示屏
4實現(xiàn)參數(shù)的菜單化選擇，并實時回送調(diào)節(jié)后參數(shù)。參數(shù)配置儀硬件部分即內(nèi)置控制芯片的基本構(gòu)成如圖2所示，分為電池組8，電源 供電芯片9，單片機(jī)10，外設(shè)接口 11，按鈕接口 12，OLED屏幕6以及相應(yīng)的按鈕開關(guān)1 5 組成。當(dāng)陀螺13處于工作狀態(tài)時，可以由配置器的按鈕開關(guān)1-5控制里面的單片機(jī)10 通過三態(tài)門11實時控制和調(diào)試陀螺13的基本參數(shù)，如一次閉環(huán)系數(shù)、二次閉環(huán)系數(shù)、零位 初值等共計10類參數(shù)，調(diào)節(jié)時可根據(jù)需要選擇按鈕開關(guān)1、2、3、4進(jìn)行加、減和上、下滾屏操 作，控制結(jié)構(gòu)如圖3所述方式進(jìn)行配置器以單片機(jī)10為核心，為保證參數(shù)配置的安全可靠 性，發(fā)送和接受數(shù)據(jù)前，均需與陀螺13進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗操作，當(dāng)校驗和握手協(xié)議完成后，單片 機(jī)10才可以通過控制陀螺13的接口部分，操縱陀螺13進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)調(diào)節(jié)操作，例如數(shù) 據(jù)回送讀取，數(shù)據(jù)參數(shù)控制，數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲器等等，并實時把反饋回傳的數(shù)據(jù)顯示 到OLED屏幕6上。當(dāng)陀螺13數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)節(jié)完畢后，如果對參數(shù)滿意，通過配置器的按鈕開關(guān)SE T5鍵 控制單片機(jī)10發(fā)送指令，內(nèi)置控制芯片中包括參數(shù)固化存儲模塊，控制參數(shù)固化存儲于光 纖陀螺儀中，即將現(xiàn)參數(shù)固化于陀螺13的EEPR0M14中，陀螺13下次啟動時直接調(diào)用即可。而當(dāng)配置器沒有使用時，陀螺13將直接通過FGP模塊調(diào)用EEPR0M14中的數(shù)據(jù)，進(jìn) 行閉環(huán)操作。
權(quán)利要求一種光纖陀螺儀參數(shù)配置器，對光纖陀螺儀進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)定，其特征在于該配置器包括外殼及其內(nèi)置控制芯片，所述外殼上設(shè)置有若干參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵，通過所述參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵對光纖陀螺基本參數(shù)進(jìn)行配置；所述外殼上設(shè)置有一微顯示屏，通過所述微顯示屏實現(xiàn)參數(shù)的菜單化選擇，并實時回送調(diào)節(jié)后參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖陀螺儀參數(shù)配置器，其特征在于所述內(nèi)置控制芯片中包括 參數(shù)固化存儲模塊，控制參數(shù)固化存儲于光纖陀螺儀中。
專利摘要本實用新型涉及光纖陀螺儀產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域，具體來說就是一種在光纖陀螺生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)參數(shù)的光纖陀螺儀參數(shù)配置器，可對光纖陀螺儀進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)定，該配置器包括外殼與內(nèi)置控制芯片，外殼上設(shè)置有若干參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵，通過參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵對光纖陀螺基本參數(shù)進(jìn)行配置；外殼上設(shè)置有一微顯示屏，通過所述微顯示屏實現(xiàn)參數(shù)的菜單化選擇，并實時回送調(diào)節(jié)后參數(shù)?？刂菩酒褂谩癋GSPI”端口協(xié)議進(jìn)行陀螺實時化參數(shù)配置。內(nèi)置控制芯片中包括參數(shù)固化存儲模塊，控制參數(shù)固化存儲于光纖陀螺儀中。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是，該參數(shù)配置器以外部插件方式實現(xiàn)了對光纖陀螺儀的參數(shù)調(diào)節(jié)，使用方便、實用，大大提高了工作、生產(chǎn)效率。
文檔編號G01C19/72GK201593980SQ20092031463
公開日2010年9月29日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者代春光, 吳海林, 虞翔, 顧興華 申請人:上海亨通光電科技有限公司