光電的科技論文
光電的科技論文
光電信息搖搖棒包括顯示部分和控制部分。學習啦小編為大家整理的光電的科技論文，希望你們喜歡。
光電的科技論文篇一
光電信息搖搖棒
摘 要：光電信息搖搖棒包括顯示部分和控制部分?？刂撇糠值囊苿佣丝煽刂颇K，使其按照使用者的需求來產生信息，并通過藍牙傳輸模塊使信息在顯示部分顯示。手動搖搖棒主要用于娛樂場景以及指示、警示、宣傳等場景。電動機轉動搖搖棒可以代替小型宣傳、指示屏幕。該搖搖棒制作工藝簡單，成本較低，且搖搖棒市場需求很大，而且產品優(yōu)勢明顯，方便推向市場且利潤可觀。
關鍵詞：視覺暫留;手機控制;藍牙傳輸;全彩顯示
1 作品詳細介紹
本作品可以實現娛樂、警示、廣告提示功能。
1.1 娛樂功能
顯示文字：可以通過手機自定義想要顯示的文字、選擇字體顏色，傳到搖搖棒上顯示。在演唱會打上自己喜歡歌星的名字，歡迎會寫上歡迎語等都是不錯的選擇。
顯示圖片：手機里無論是自己照的，還是下載的圖片，只要通過藍牙傳到搖搖棒上就可以顯示。破除了傳統搖搖棒只能顯示單色圖像的弊端，具有更強的視覺效果。多張圖片可以方便的通過手機音量鍵切換，圖片切換快速、便捷。
1.2 警示功能
工作人員在執(zhí)行任務時，難免會出現一些復雜的情況，這時，可把預先存好的一些交通標志圖標、警示圖標通過搖搖棒顯示出來，用以指揮事故現場，不僅方便了工作人員，也可以迅速解決小的事故，不造成更大傷害。
1.3 廣告提示
廣告宣傳現在已經成為影響銷售額的重要因素，電動機驅動的搖搖棒就可以起到宣傳的作用，用在一些如發(fā)廊、店鋪等地方。在起到宣傳提示作用的同時，還增添了環(huán)境氣氛。同時，宣傳的信息可隨時更換，而且比一般的宣傳屏幕用電量少，也更環(huán)保，也是非常省電的。
2 工作原理
2.1 總體描述
該搖搖棒分為顯示部分和控制部分。顯示部分主要由驅動模塊、成像模塊構成。控制部分主要由PIC單片機控制模塊、移動端控制模塊、傳感器開關模塊、藍牙傳輸模塊、數據存儲模塊構成。傳感器開關模塊負責整個搖搖棒的供電，搖動時開關打開?？刂撇糠值囊苿佣丝刂颇K按照使用者的需求來產生信息，通過藍牙傳輸模塊使信息在存儲模塊與移動端模塊完成傳輸并將信息存儲到存儲芯片中，PIC單片機控制模塊則是通過程序來調用存儲芯片中的信息，并且控制顯示部分中的驅動模塊產生不同電流，通過成像模塊來顯示多彩的信息。
2.2 顯示部分原理
顯示部分由LED燈、譯碼器、驅動芯片、三極管、電阻組成。主要運用的是視覺暫留原理。當搖搖棒進行搖動時，由于人的視覺暫留現象，會在發(fā)光二極管搖動區(qū)域產生一個視覺平面，在視覺平面內的二極管通過不同頻率的刷新，在搖動區(qū)域內產生圖像，從而達到在該視覺平面上傳達信息的作用。
在電路設計過程中，我們有64個LED燈，每個LED燈有3個二極管。我們把LED分為16組，每組4個LED、12個二級管。由于每一時刻只有一個燈亮，我們同時控制陰極、陽極均選通則燈亮。陽極用兩片3～8譯碼器74HC238級聯成4～16譯碼器來連接LED燈，由于譯碼器輸出的電流很小不能直接用來驅動LED燈，所以需要驅動芯片74LS244來驅動發(fā)光二極管，這樣把譯碼器每次譯出的電平與驅動的輸入連接，驅動的輸出與每組當中4個LED燈的12個發(fā)光二極管的共陽極連接，然后把每一組中編號相同的發(fā)光二極管連在一起，通過一個限流電阻與三級管組成的開關電路相連實現對陰極的控制。至此，顯示部分實現。
2.3 控制部分原理
用戶控制主要通過Android手機進行控制，可以傳輸圖片至搖搖棒，可以選擇要顯示的圖片，客戶端具有基礎的圖片處理工具，可以個性化的制作需要的圖片，也可以選擇外部圖片導入，添加文本，還內置了精美的模板供使用。
數據存儲。Android客戶端上存儲于手機ROM內，搖搖棒上數據存儲于I2C協議的E2PROM的，AT24C256芯片中，該芯片具有32 KB 空間，可存儲8張圖片，掉電也可保存數據，AT24C256控制電路如圖1所示。
數據傳輸使用的是藍牙，其具有高速，低功耗，低成本的特點。直接使用藍牙的Socket協議，自定義了傳輸方式，保障了穩(wěn)定性和安全性，并且保留可擴展性，可與多種終端設備連接，提高作品的市場適應性。
3 作品創(chuàng)新點
3.1 顯示部分創(chuàng)新點
(1)我們采用了RGB三色LED燈，對搖搖棒而言，克服了市面上搖搖棒僅僅為單色調的問題。真彩圖可以反映出更加豐富的信息。
(2)顯示部分由于每一時刻只允許一個燈亮，在LED燈的控制方面，我們采用了同時控制陽極、陰極選通的方法，這樣可以減少譯碼器等控制芯片的使用。
(3)在三色燈的色彩調試過程中，由于LED燈中的三個二極管的制作材料不同，所以額定電流等參數不同，共陽極加相同電壓三色顯示亮度不同。我們在顯示時通過增加較弱光的顯示時間來達到目的。這樣可以很方便的調色。
3.2 控制部分創(chuàng)新點
(1)移動控制端可以通過藍牙模塊更改搖搖棒的顯示信息。這個克服了傳統搖搖棒信息固定更改麻煩的缺點。只要手機有我們開發(fā)的軟件，有藍牙，用戶就可以隨時隨地的控制搖搖棒的顯示信息，這樣既方便又快捷。
(2)由于PIC單片機在數據處理等方面受到一定的制約，因此我們盡可能減少工作量，因為手機與搖搖棒綁定，所以我們選擇用手機來承擔大部分工作，將加工過的信息傳給單片機。以此保證系統高效的運行。
(3)控制部分內含有存儲芯片，本身可以存儲圖片，也就是說，手機可以提前用藍牙將需要的圖片傳入，然后在需要的時候直接用手機的音量鍵控制圖片切換即可。
(4)搖搖棒對于文字的處理方面。由于直接顯示文字需要字庫存在，所以我們將手機編輯要生成的文字在手機上轉化成圖片的方式傳輸到搖搖棒上顯示。不但解決了沒有字庫的問題，而且文字的效果更豐富。
4 市場前景
4.1 手動搖搖棒市場前景
在市場需求方面，手動搖搖棒在娛樂器材市場上占有量很高，需求量大?，F在多用于演唱會、歡迎會、酒吧等娛樂場所，用于營造氣氛等。該產品也可以用于交警暫時性交通指揮等場景?，F在市場上的搖搖棒功能無法滿足用戶需求，我們設計的手動搖搖棒突破了市場上普通搖搖棒色彩單一、儲存內容固定、無法方便更換信息的缺點。搖搖棒的多彩，以及可以根據手機等指令迅速更換所需信息等特點，可以更大程度上滿足娛樂者的需求。我們在本市做過一個簡易的問卷調查，很多人對有這種強大功能的搖搖棒有購買傾向。搖搖棒市場需求量大，新產品功能強大，本款搖搖棒很容易推向市場。
在生產方面，該款搖搖棒PCB制作以及焊接工藝簡單，便于機械化生產，生產成本方面比較貴重的是藍牙傳輸模塊，其余的元器件以及PCB版機械化生產后成本較低，預計搖搖棒生產成本在30～35元左右。這樣低廉成本、方便的生產，可以使該產品迅速占有市場，我們的調查顯示，愿意購買的人群認為該功能搖搖棒價位在70元以內有86.7%人愿意接受。由此看來，該搖搖棒的利潤很可觀。
4.2 電機轉動搖搖棒市場前景
在市場需求方面，現在器材市場上并沒有類似產品，該產品可以取代顯示屏用于店鋪宣傳、電子公告欄、應急指揮顯示屏等，該類產品的市場上需求量巨大。若用一條發(fā)光二極管代替一整塊顯示屏，雖然顯示效果有所下降，但是生產成本卻降低了80%以上，在使用過程中耗電量也大幅度下降，同時還有移動端可以對內容進行迅速更換等優(yōu)勢。我們對本市一些商業(yè)街店鋪進行簡易調查，大部分店鋪都傾向于購買該類產品。所以本款電機轉動的搖搖棒需求量很大，也很容易推向市場。該搖搖棒便于生產，成本低，總體來看，該款產品有不錯的經濟效益。
光電的科技論文篇二
無源光電對抗淺析
【摘要】隨著導彈精確制導技術的飛速發(fā)展，反艦導彈日益成為威脅水面艦艇生存的最大威脅。分析了雷達制導、紅外制導、激光制導、復合制導等多種精確制導技術的發(fā)展概況。在此基礎上提出了今后需要開發(fā)面源型紅外誘餌彈、寬頻段箔條彈、復合型誘餌彈、雷達有緣誘餌彈、角反射器、激光誘餌彈等電子對抗裝備。
【關鍵詞】電子對抗;反艦導彈;精確制導
1.引言
隨著導彈精確制導技術的高速發(fā)展，反艦導彈日益成為水面艦艇生存的最大威脅。為了順應這種形式，提高水面艦艇的生存能力，西方各國相繼發(fā)展出了一系列的艦載電子對抗裝備。艦船電子對抗系統的主要作用是使用有源、無源干擾來同時對抗來自空中或者海上發(fā)射平臺發(fā)射的多方向、多批次的多種制導方式的反艦導彈的攻擊，從而保護艦船的安全。
2.反艦導彈制導模式探討
反艦導彈具有體積小，重量輕，掠海飛行、可多平臺發(fā)射、命中精度高，速度快，射程遠，威力大等特點，并且正在向隱身化、智能化、精確化、數字化、通用化方向發(fā)展。正因為反艦導彈的這些特點，它在近現代的多次海戰(zhàn)中被多次應用，并且立下赫赫戰(zhàn)功。如何對抗反艦導彈的攻擊也成為各國海軍在保護己方艦船安全時面對的最為頭疼的問題。尤其是進入到20世紀六七十以后，導彈精確制導技術得到了迅猛的發(fā)展。
從各國研制反艦導彈的發(fā)展趨勢看，現在和未來一段時間的反艦導彈基本上是采用雷達、紅外、激光、電視等多種制導體制。據統計，在多種導彈制導技術中，采用雷達和紅外制導的反艦導彈仍是主流，其總量基本占到了各國現有導彈總數的80%-90%。特別是在導彈末制導環(huán)節(jié)，雷達和紅外制導更是被廣泛的應用。而激光和雙(多)模復合制導也是未來反艦導彈制導技術的發(fā)展方向。
2.1 雷達制導
雷達制導受天氣情況的影響較小，在晴天、雨天都有較好的工作狀態(tài)，探測距離較遠。一般包括大、中、小三種搜索狀態(tài)。導引頭的搜索范圍會隨著導彈與艦船目標距離的減小而增大。目前反艦導彈的末制導雷達基本上都是KU，X波段的“頻率捷變”和“單脈沖”雷達體制。另外，末制導中還包括接近目標的偏置比例高低制導，使導彈能進行突然躍升機動飛行，因而具有良好的抗干擾能力。
合成孔徑雷達(SAR)是一種高分辨率的二維成像雷達，它在軍事觀察方面有廣泛的應用。SAR技術是雷達技術的一個重大突破，它不但使得雷達遙感具有全天候、全日時、高分辨力性能，并且還有多頻段、多極化、多視向和多俯角等優(yōu)點，特別適于大面積的地表成像。多頻段、多極化、多視角、InSAR、超寬帶SAR、FM—CW SAR以及動目標檢測等新技術仍然處于不斷發(fā)展完善之中?？梢灶A見，將來合成孔徑雷達技術的研究和應用必定會取得更大的突破。
除此之外，雷達在經歷了無線電、微波的發(fā)展階段之后，目前已進入光波發(fā)展階段，出現了激光雷達。激光雷達是激光技術和雷達技術相結合的產物，也是未來雷達制導的發(fā)展方向。
2.2 紅外制導
紅外制導是利用紅外探測器捕獲目標自身的紅外輻射能量來實現尋的制導。紅外制導技術的發(fā)展至今從大的方面大致可以分為兩個時期：即點源時期和成像面源時期，經歷過四個階段。上世紀60年代中期以前為第一階段，上世紀60年代中期到70年代為第二階段。這兩個階段的紅外制導武器主要工作在1-3μm波段，紅外元件大都用PbS和InSb元件，后期曾對PbS元件運用致冷技術，提高它的靈敏度。這兩個階段紅外制導武器都是采用非成像制導系統，都是把被攻擊的目標視為點源。這種系統有許多優(yōu)點，在各種軍事裝備上得到了廣泛的應用。但是也存在明顯的缺點，抗干擾能力比較差，難以應對比較復雜的背景環(huán)境，也非常容易被干擾。
上世紀70年代中期以后進入到紅外制導技術的成像面源時期。通常，紅外成像制導本身又可分為兩個階段，也就是紅外制導技術發(fā)展的第三和第四階段。在成像制導技術發(fā)展前期，出現了一種特殊方案是，采用雙色(紅外/紫外或雙色紅外)多瓣梅花圖形掃描的成像制導體制。上世紀80年代后，出現了采用凝視型紅外焦平面陣(IRFPA)探測器，用電子掃瞄代替機械掃描的第二代紅外成像制導武器。不但分辨率高、動態(tài)范圍大、抗干擾能力強，而且具有自主捕獲目標，在復雜情況下自動決策及比較好的晝夜工作能力。同時8-14μm的紅外輻射透過能力強，作用距離也得到了很大的提高。
2.3 激光制導
激光制導是60年代開始發(fā)展的新技術，以激光為信息載體引導彈頭，實施跟蹤及精確打擊。激光制導是由彈上或彈外的激光束照射在目標上，彈上的激光導引頭等制導裝置利用目標漫反射或敏感發(fā)射光束，跟蹤目標導引導彈或制導導彈命中目標的制導技術。按工作原理不同，激光制導分為“尋的式”和“視線式”兩大類，尋的式制導可分為半主動式和全主動式，視線式制導又分為波束式和指令式。彈上導引頭與激光照射器配置于兩地的激光制導方式被稱為半主動式。激光器照射目標，導引頭接收出射激光或目標反射激光，測量彈的飛行誤差，實現自動控制，最終使戰(zhàn)斗部擊中目標。這種制導方式應用的最多，但優(yōu)點和缺點都同樣明顯。全主動式將照射器和尋的器集成于彈體內，彈體發(fā)射激光照射目標，尋的器自動接收目標反射光，通過控制系統導引彈頭精確打擊。全主動式發(fā)射后不用人工干預，目標的激光成像特征裝訂在彈體中，獲得其三維圖像后自動識別型號和毀傷程度，進行選擇性攻擊。
激光制導具有制導精度高、目標分辨率高、抗干擾能力強、體積小、質量輕等優(yōu)點。但激光光束易受云、霧和煙塵的影響，不能全天候使用，如它與其它制導系統組合，將具有更加廣泛的用途。
2.4 復合制導
隨著電子戰(zhàn)戰(zhàn)場環(huán)境越來越復雜和各種電子對抗裝備的完善發(fā)展，采用單一制導模式的反艦導彈已經很難適應戰(zhàn)場的需要，因而出現了雙模和多模復合尋的制導技術，并且越來越受到各國的高度重視。進入20世紀80年代以來，得到了迅速的發(fā)展。目前，在世界上的一些國家中，已有多種雙模制導導彈裝備部隊，還有一些正在研制和發(fā)展之中。它們主要是基于紅外的雙模復合制導，其中有：紫外/紅外、可見光/紅外、激光/紅外、雷達/紅外、毫米波/紅外等。另外還有激光/激光雷達等雙模制導。隨著光電技術、微電子技術和超大規(guī)模集成技術的發(fā)展，復合尋的制導將向更多模式的復合形式發(fā)展。例如日本三菱公司正在研制的中程地空導彈，就是采用雷達/毫米波/紅外3種模式相結合的制導導彈。雙模和多模尋的制導發(fā)揮了各單一模式制導的優(yōu)點，取長補短，具有綜合優(yōu)勢，因而具有廣泛的應用前景和發(fā)展前途。 3.新型電子對抗裝備的發(fā)展需求
艦載電子對抗裝備與精確制導的反艦導彈本身就是矛與盾的關系。它們相互制約，同時又互相推動著彼此向前發(fā)展。例如，面源型紅外誘餌彈、寬頻箔條彈、復合型干擾彈、雷達有源誘餌彈、角反射器、激光誘餌彈等。
1)面源型紅外干擾彈
早期的點源型紅外干擾彈對現今正在推廣使用的紅外成像制導導彈尚無較有效的干擾對抗效果。因此，發(fā)展一種面源型紅外干擾彈，在中波和長波兩個波段模擬艦船的成像輻射特性會大大提高艦船在面對面源型紅外制導導彈時的生存能力。
2)寬頻段箔條干擾彈
隨著制導雷達的覆蓋波段由7～18GHz的厘米波段向處于毫米波段的35GHz和94GHz這兩個大氣窗口延伸。早期的厘米波箔條彈和毫米波箔條彈都已經不能單獨完成作戰(zhàn)任務，實現對寬頻段制導雷達的干擾。而且從作戰(zhàn)使用的需要和提高發(fā)射裝置利用效率的角度考慮，用單發(fā)的寬頻段箔條彈代替原有的厘米波箔條彈和毫米波箔條彈，從而在厘米和毫米兩個波段對多頻段制導雷達實施干擾，提高艦船的生存能力。
3)復合型干擾彈
反艦導彈由單一模式制導向復合型雙(多)模制導發(fā)展已經是大勢所趨。在多國海軍的現役裝備中已經出現了雙(多)模制導的反艦導彈，同時還有一些正在研制過程中。對抗單一制導模式的干擾彈已經很難適應未來電子戰(zhàn)的需要。在美國已經出現了采用激光/紅外探測器的雙模制導導彈，采用雙波段毫米波/紅外光纖制導導彈，雙模式雷達/紅外制導導彈，雙模式半主動激光/激光雷達制導導彈的相關專利文獻。針對這些新形式，我們只有及時有針對性的開展相關光電對抗裝備即復合型干擾彈的研發(fā)才能在未來的戰(zhàn)場上立于不敗之地。
4)雷達有源誘餌彈
隨著新型反艦導彈的出現和發(fā)展，傳統的防御反艦導彈電子戰(zhàn)方法的有效性大大降低。舷外有源誘餌通過放大和轉發(fā)敵方雷達的信號，與水面艦艇的真實回波信號共同作用來完成對反艦導彈的誘騙。與箔條云相比，有源誘餌具有多方面的優(yōu)勢：反射截面更大、欺騙性更強、不存在天線波束切割箔條云的現象、可以很容易的生成具有多種不同調制波形的假目標，具有反輻射導彈的能力等等。同時，相關研究表明，使用有源干擾和無源干擾相結合，配合一定的戰(zhàn)術方法可以使箔條云的有效反射面積提高很多倍。
5)角反射器
隨著電子技術的發(fā)展，采用新型雷達制導的導彈(如：毫米波雷達制導、抗箔條雷達制導導彈)智能化程度在不斷提高，使得靠布放箔條形成箔條云假目標的傳統無源對抗技術，已不能完全滿足未來艦艇對抗新體制雷達制導導彈的需求，特別是在對抗象毫米波這樣角分辨率高的雷達制導導彈中，由于毫米波雷達波束窄，雷達分辨單元小，在質心干擾作戰(zhàn)時，大面積布放箔條，箔條云極易出毫米波雷達的波束角，達不到預期的干擾效果，若采用角反射器干擾技術，則可彌補箔條干擾的不足。角反射器體積小、反射頻段寬、雷達反射截面積大、有效干擾持續(xù)時間長，在進行無源干擾作戰(zhàn)時頻率的適應性好，能夠對付新頻段、新體制雷達，具有同時干擾不同頻率、不同方式工作的多部雷達的能力;方向適應性強，角反射器可做成全向的，以適應不同方位雷達的搜索;幾何尺寸小，同時具有較大的雷達截面，可適合對抗窄波束雷達的要求;目標特性好，由于角反射器布放后其目標特性(極化特性、RCS變化規(guī)律)與艦船相近，制導雷達難以識別。另外，角反射器在重要目標的區(qū)域防護和演習過程中可以作為海上或地面假目標使用，發(fā)揮重要作用。
6)激光誘餌彈
激光技術應用于軍事領域后，激光探測及激光制導技術得到了飛速發(fā)展，未來海戰(zhàn)中激光制導武器對艦船將形成嚴重威脅。如美國的“海爾法”、“幼畜”AGM-65C/E、法國的AS-30L都采用了激光制導的方法。現在較常規(guī)的對付激光制導導彈的方法是在制導導彈和被保護艦船之間布放煙幕干擾彈，以使激光的反射和散射被遮蔽和消弱，從而達到保護艦船的目的。彈煙幕干擾受風影響較大，干擾效果十分有限。而有源激光干擾技術復雜，設備昂貴，核心解碼技術一時難以掌握，且解碼后的假目標反射特征易失真，干擾成功率有限。激光誘餌彈直接反射激光目標指示器的入射激光，不改變激光的特征(編碼、相位等)，假目標特征好。對激光的反射率比艦船高得多，在進行激光引偏質心干擾時，易引偏激光制導武器，作戰(zhàn)使用成功率高。成本低，干擾作戰(zhàn)時使用方法靈活，武器效費比高。因此，激光誘餌彈是未來我們在應對激光制導反艦導彈時的最佳選擇。
4.結束語
反艦導彈的威脅日益嚴重，但它并不是不可戰(zhàn)勝的。只要我們認真研究最新的導彈制導技術的發(fā)展方向，并及時的采取相應的干擾對抗措施，開發(fā)與之相適應的電子對抗裝備。在未來海戰(zhàn)中，艦船的反導自我保護能力一定會大大提高。
作者簡介：董士崔 (1980—)，畢業(yè)于吉林大學，工程師，現供職于中船重工第七一○研究所，研究方向：電子對抗。
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