一种基于单片机的障碍模拟考核系统的设计

一种基于单片机的障碍模拟考核系统的设计

龙文峰

武警警官学院　四川　成都　610213

【摘要】当前障碍训练采用的是人工考核模式，经常导致考核过程不严谨，容易出现误判、错判的情况。本文介绍了一种基于单片的智能检测考核系统。该系统的设计，实现了携枪障碍训练这个科目的考核测评从人工化到智能化的突破，实现了智能化和无人化，提高了障碍训练这个科目的科学性、严谨性、以及准确性。

【关键词】单片机；无线通信；考核系统

1.引言

目前的障碍训练考核与成绩判别均由人工完成，这样的训练模式存在效率低，记录精度差，准确率不高等问题，特别是障碍训练还没有科学的检测和计时计分手段，严重制约了障碍训练的开展。为了解决障碍训练检测和考评过程中存在的问题，设计了基于STC89C52RC单片机的智能化考评系统。应用自动控制技术、传感器技术和计算机技术，实现了携枪一百米障碍训练考评的自动化。系统由应变片BF1K-3EB模块、单片机的最小系统、语音模块、SR602微波感应模块、HX711模数转换模块、NRF24L01无线通信模块、按键模块、LCD显示模块组成。通过各种传感器采集数据并由单片机进行数据处理，实现考核人员经过起点、三步桩、跨深坑、飞跃矮墙、上高板、独木桥、爬高墙、低姿网和终点的整个过程实时监测与语音播报。同时对每个节点的合格性进行检测并及进反馈，当发生违规时，语音提示。训练或考评完成后对成绩进行汇总，通过NRF24L01无线模块将成绩传输给显示终端单片机进行显示和播报。极大地方便携枪一百米障碍训练考核的组织与实施，提高了训练严谨性和效率。

2、系统结构及组成

根据基于C52单片机的障碍考核系统的功能需求，选择了STC89C52RC单片机的硬件开发平台 。障碍考核系统采集端的主要部件为：热释电红外感应模块、微波感应模块、震动传感器、红外对射模块、HX711压力传感器模块、NRF24L01无线模块。系统监测节点单片机的设计方案总体框图如图1所示。起点采用SR06红外对射模块检测；三步桩、高板、独木桥采用BF1K-3EB压力传感器；深坑采用热释电红外传感器和压力传感器检测；高墙和矮墙采用微波传感器检测；低姿网采用震动传感器检测；终点采用SR06红外对射模块检测。

（a）

（b）

图1障碍训练考核系统结构框图

图1（a）为各传感器节点，将所获得信息传递给下位机，经下位机传递给上位机。图1（b）为上位机接收下位机上传的信息，经汇总处理，通过LED指示灯、TTS语音播报模块、LCD显示模块，将最终的成绩显示出来。

3、系统硬件电路设计

系统硬件电路主要包括单片机微处理器、通信电路、三步桩检测电路、深坑检测电路、矮墙检测电路、高板检测电路、独木桥检测电路、高墙检测电路、低姿网检测电路、电源电路组成，实现障碍训练的信号检测与处理。其电路如图2所示。

图2系统主要硬件电路图

如图所示，下位机单片机将起点、三步桩、深坑、矮墙、高板、独木桥、高墙、低姿网和终点的信息通过红外对射传感器、压力传感器、微波传感器、热释电红外传感器、振动传感器收集起来，通过无线通信模块，上传给上位机，经上位机汇总处理过后，通过液晶显示模块显示出来。

4、 实物功能展示

障碍训练模拟训练考核系统主要由单片机、热释电红外传感器、红外对射模块、压力传感器、微波传感器、振动传感器、显示模块、语音模块等组成。统实物图如图3所示。

图 3 整体实物图

红外对射传感器作为计时系统开关，在考核系统的出发点和终点各设置一个，当参考人员通过时遮挡红外线系统开始计时和结束计时。压力传感器设置在三步桩和高板的下面，参考人员通过时触碰压力传感器表示正常通过LED指示灯停止闪烁，若违规则语音播报“犯规”。微波传感器设置在高墙，正常通过触碰微波传感器则LED指示灯停止闪烁，若违规则语音播报“犯规”。振动传感器设置在低姿网触发传感器即犯规，体统则自动加时5秒。热释电红外传感器设置在深坑和矮墙位置，若触发传感器则LED指示灯亮起，且语音播报“犯规”。

5、结束语

本文介绍了一种基于单片机的障碍模拟训考核系统的设计，对于障碍训练这个科目，从起点、三步桩、深坑、矮墙、高板、独木桥、高墙、低姿网，到最后的终点，通过红外对射传感器、振动传感器、热释电红外传感器、微波传感器、压力传感器，实现了对该科目的犯规检测和考核测评。采用2.4G无线通信模块NRF24L01传递信息，将采集的信息传递到终端，由终端对采集的信息综合处理，方便管理同时极大的优化了训练效果并且实现考核人员的项目自动化监测。

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