光电的科技论文
光电的科技论文
光电信息摇摇棒包括显示部分和控制部分。学习啦小编为大家整理的光电的科技论文，希望你们喜欢。
光电的科技论文篇一
光电信息摇摇棒
摘 要：光电信息摇摇棒包括显示部分和控制部分。控制部分的移动端可控制模块，使其按照使用者的需求来产生信息，并通过蓝牙传输模块使信息在显示部分显示。手动摇摇棒主要用于娱乐场景以及指示、警示、宣传等场景。电动机转动摇摇棒可以代替小型宣传、指示屏幕。该摇摇棒制作工艺简单，成本较低，且摇摇棒市场需求很大，而且产品优势明显，方便推向市场且利润可观。
关键词：视觉暂留;手机控制;蓝牙传输;全彩显示
1 作品详细介绍
本作品可以实现娱乐、警示、广告提示功能。
1.1 娱乐功能
显示文字：可以通过手机自定义想要显示的文字、选择字体颜色，传到摇摇棒上显示。在演唱会打上自己喜欢歌星的名字，欢迎会写上欢迎语等都是不错的选择。
显示图片：手机里无论是自己照的，还是下载的图片，只要通过蓝牙传到摇摇棒上就可以显示。破除了传统摇摇棒只能显示单色图像的弊端，具有更强的视觉效果。多张图片可以方便的通过手机音量键切换，图片切换快速、便捷。
1.2 警示功能
工作人员在执行任务时，难免会出现一些复杂的情况，这时，可把预先存好的一些交通标志图标、警示图标通过摇摇棒显示出来，用以指挥事故现场，不仅方便了工作人员，也可以迅速解决小的事故，不造成更大伤害。
1.3 广告提示
广告宣传现在已经成为影响销售额的重要因素，电动机驱动的摇摇棒就可以起到宣传的作用，用在一些如发廊、店铺等地方。在起到宣传提示作用的同时，还增添了环境气氛。同时，宣传的信息可随时更换，而且比一般的宣传屏幕用电量少，也更环保，也是非常省电的。
2 工作原理
2.1 总体描述
该摇摇棒分为显示部分和控制部分。显示部分主要由驱动模块、成像模块构成。控制部分主要由PIC单片机控制模块、移动端控制模块、传感器开关模块、蓝牙传输模块、数据存储模块构成。传感器开关模块负责整个摇摇棒的供电，摇动时开关打开。控制部分的移动端控制模块按照使用者的需求来产生信息，通过蓝牙传输模块使信息在存储模块与移动端模块完成传输并将信息存储到存储芯片中，PIC单片机控制模块则是通过程序来调用存储芯片中的信息，并且控制显示部分中的驱动模块产生不同电流，通过成像模块来显示多彩的信息。
2.2 显示部分原理
显示部分由LED灯、译码器、驱动芯片、三极管、电阻组成。主要运用的是视觉暂留原理。当摇摇棒进行摇动时，由于人的视觉暂留现象，会在发光二极管摇动区域产生一个视觉平面，在视觉平面内的二极管通过不同频率的刷新，在摇动区域内产生图像，从而达到在该视觉平面上传达信息的作用。
在电路设计过程中，我们有64个LED灯，每个LED灯有3个二极管。我们把LED分为16组，每组4个LED、12个二级管。由于每一时刻只有一个灯亮，我们同时控制阴极、阳极均选通则灯亮。阳极用两片3～8译码器74HC238级联成4～16译码器来连接LED灯，由于译码器输出的电流很小不能直接用来驱动LED灯，所以需要驱动芯片74LS244来驱动发光二极管，这样把译码器每次译出的电平与驱动的输入连接，驱动的输出与每组当中4个LED灯的12个发光二极管的共阳极连接，然后把每一组中编号相同的发光二极管连在一起，通过一个限流电阻与三级管组成的开关电路相连实现对阴极的控制。至此，显示部分实现。
2.3 控制部分原理
用户控制主要通过Android手机进行控制，可以传输图片至摇摇棒，可以选择要显示的图片，客户端具有基础的图片处理工具，可以个性化的制作需要的图片，也可以选择外部图片导入，添加文本，还内置了精美的模板供使用。
数据存储。Android客户端上存储于手机ROM内，摇摇棒上数据存储于I2C协议的E2PROM的，AT24C256芯片中，该芯片具有32 KB 空间，可存储8张图片，掉电也可保存数据，AT24C256控制电路如图1所示。
数据传输使用的是蓝牙，其具有高速，低功耗，低成本的特点。直接使用蓝牙的Socket协议，自定义了传输方式，保障了稳定性和安全性，并且保留可扩展性，可与多种终端设备连接，提高作品的市场适应性。
3 作品创新点
3.1 显示部分创新点
(1)我们采用了RGB三色LED灯，对摇摇棒而言，克服了市面上摇摇棒仅仅为单色调的问题。真彩图可以反映出更加丰富的信息。
(2)显示部分由于每一时刻只允许一个灯亮，在LED灯的控制方面，我们采用了同时控制阳极、阴极选通的方法，这样可以减少译码器等控制芯片的使用。
(3)在三色灯的色彩调试过程中，由于LED灯中的三个二极管的制作材料不同，所以额定电流等参数不同，共阳极加相同电压三色显示亮度不同。我们在显示时通过增加较弱光的显示时间来达到目的。这样可以很方便的调色。
3.2 控制部分创新点
(1)移动控制端可以通过蓝牙模块更改摇摇棒的显示信息。这个克服了传统摇摇棒信息固定更改麻烦的缺点。只要手机有我们开发的软件，有蓝牙，用户就可以随时随地的控制摇摇棒的显示信息，这样既方便又快捷。
(2)由于PIC单片机在数据处理等方面受到一定的制约，因此我们尽可能减少工作量，因为手机与摇摇棒绑定，所以我们选择用手机来承担大部分工作，将加工过的信息传给单片机。以此保证系统高效的运行。
(3)控制部分内含有存储芯片，本身可以存储图片，也就是说，手机可以提前用蓝牙将需要的图片传入，然后在需要的时候直接用手机的音量键控制图片切换即可。
(4)摇摇棒对于文字的处理方面。由于直接显示文字需要字库存在，所以我们将手机编辑要生成的文字在手机上转化成图片的方式传输到摇摇棒上显示。不但解决了没有字库的问题，而且文字的效果更丰富。
4 市场前景
4.1 手动摇摇棒市场前景
在市场需求方面，手动摇摇棒在娱乐器材市场上占有量很高，需求量大。现在多用于演唱会、欢迎会、酒吧等娱乐场所，用于营造气氛等。该产品也可以用于交警暂时性交通指挥等场景。现在市场上的摇摇棒功能无法满足用户需求，我们设计的手动摇摇棒突破了市场上普通摇摇棒色彩单一、储存内容固定、无法方便更换信息的缺点。摇摇棒的多彩，以及可以根据手机等指令迅速更换所需信息等特点，可以更大程度上满足娱乐者的需求。我们在本市做过一个简易的问卷调查，很多人对有这种强大功能的摇摇棒有购买倾向。摇摇棒市场需求量大，新产品功能强大，本款摇摇棒很容易推向市场。
在生产方面，该款摇摇棒PCB制作以及焊接工艺简单，便于机械化生产，生产成本方面比较贵重的是蓝牙传输模块，其余的元器件以及PCB版机械化生产后成本较低，预计摇摇棒生产成本在30～35元左右。这样低廉成本、方便的生产，可以使该产品迅速占有市场，我们的调查显示，愿意购买的人群认为该功能摇摇棒价位在70元以内有86.7%人愿意接受。由此看来，该摇摇棒的利润很可观。
4.2 电机转动摇摇棒市场前景
在市场需求方面，现在器材市场上并没有类似产品，该产品可以取代显示屏用于店铺宣传、电子公告栏、应急指挥显示屏等，该类产品的市场上需求量巨大。若用一条发光二极管代替一整块显示屏，虽然显示效果有所下降，但是生产成本却降低了80%以上，在使用过程中耗电量也大幅度下降，同时还有移动端可以对内容进行迅速更换等优势。我们对本市一些商业街店铺进行简易调查，大部分店铺都倾向于购买该类产品。所以本款电机转动的摇摇棒需求量很大，也很容易推向市场。该摇摇棒便于生产，成本低，总体来看，该款产品有不错的经济效益。
光电的科技论文篇二
无源光电对抗浅析
【摘要】随着导弹精确制导技术的飞速发展，反舰导弹日益成为威胁水面舰艇生存的最大威胁。分析了雷达制导、红外制导、激光制导、复合制导等多种精确制导技术的发展概况。在此基础上提出了今后需要开发面源型红外诱饵弹、宽频段箔条弹、复合型诱饵弹、雷达有缘诱饵弹、角反射器、激光诱饵弹等电子对抗装备。
【关键词】电子对抗;反舰导弹;精确制导
1.引言
随着导弹精确制导技术的高速发展，反舰导弹日益成为水面舰艇生存的最大威胁。为了顺应这种形式，提高水面舰艇的生存能力，西方各国相继发展出了一系列的舰载电子对抗装备。舰船电子对抗系统的主要作用是使用有源、无源干扰来同时对抗来自空中或者海上发射平台发射的多方向、多批次的多种制导方式的反舰导弹的攻击，从而保护舰船的安全。
2.反舰导弹制导模式探讨
反舰导弹具有体积小，重量轻，掠海飞行、可多平台发射、命中精度高，速度快，射程远，威力大等特点，并且正在向隐身化、智能化、精确化、数字化、通用化方向发展。正因为反舰导弹的这些特点，它在近现代的多次海战中被多次应用，并且立下赫赫战功。如何对抗反舰导弹的攻击也成为各国海军在保护己方舰船安全时面对的最为头疼的问题。尤其是进入到20世纪六七十以后，导弹精确制导技术得到了迅猛的发展。
从各国研制反舰导弹的发展趋势看，现在和未来一段时间的反舰导弹基本上是采用雷达、红外、激光、电视等多种制导体制。据统计，在多种导弹制导技术中，采用雷达和红外制导的反舰导弹仍是主流，其总量基本占到了各国现有导弹总数的80%-90%。特别是在导弹末制导环节，雷达和红外制导更是被广泛的应用。而激光和双(多)模复合制导也是未来反舰导弹制导技术的发展方向。
2.1 雷达制导
雷达制导受天气情况的影响较小，在晴天、雨天都有较好的工作状态，探测距离较远。一般包括大、中、小三种搜索状态。导引头的搜索范围会随着导弹与舰船目标距离的减小而增大。目前反舰导弹的末制导雷达基本上都是KU，X波段的“频率捷变”和“单脉冲”雷达体制。另外，末制导中还包括接近目标的偏置比例高低制导，使导弹能进行突然跃升机动飞行，因而具有良好的抗干扰能力。
合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率的二维成像雷达，它在军事观察方面有广泛的应用。SAR技术是雷达技术的一个重大突破，它不但使得雷达遥感具有全天候、全日时、高分辨力性能，并且还有多频段、多极化、多视向和多俯角等优点，特别适于大面积的地表成像。多频段、多极化、多视角、InSAR、超宽带SAR、FM—CW SAR以及动目标检测等新技术仍然处于不断发展完善之中。可以预见，将来合成孔径雷达技术的研究和应用必定会取得更大的突破。
除此之外，雷达在经历了无线电、微波的发展阶段之后，目前已进入光波发展阶段，出现了激光雷达。激光雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物，也是未来雷达制导的发展方向。
2.2 红外制导
红外制导是利用红外探测器捕获目标自身的红外辐射能量来实现寻的制导。红外制导技术的发展至今从大的方面大致可以分为两个时期：即点源时期和成像面源时期，经历过四个阶段。上世纪60年代中期以前为第一阶段，上世纪60年代中期到70年代为第二阶段。这两个阶段的红外制导武器主要工作在1-3μm波段，红外元件大都用PbS和InSb元件，后期曾对PbS元件运用致冷技术，提高它的灵敏度。这两个阶段红外制导武器都是采用非成像制导系统，都是把被攻击的目标视为点源。这种系统有许多优点，在各种军事装备上得到了广泛的应用。但是也存在明显的缺点，抗干扰能力比较差，难以应对比较复杂的背景环境，也非常容易被干扰。
上世纪70年代中期以后进入到红外制导技术的成像面源时期。通常，红外成像制导本身又可分为两个阶段，也就是红外制导技术发展的第三和第四阶段。在成像制导技术发展前期，出现了一种特殊方案是，采用双色(红外/紫外或双色红外)多瓣梅花图形扫描的成像制导体制。上世纪80年代后，出现了采用凝视型红外焦平面阵(IRFPA)探测器，用电子扫瞄代替机械扫描的第二代红外成像制导武器。不但分辨率高、动态范围大、抗干扰能力强，而且具有自主捕获目标，在复杂情况下自动决策及比较好的昼夜工作能力。同时8-14μm的红外辐射透过能力强，作用距离也得到了很大的提高。
2.3 激光制导
激光制导是60年代开始发展的新技术，以激光为信息载体引导弹头，实施跟踪及精确打击。激光制导是由弹上或弹外的激光束照射在目标上，弹上的激光导引头等制导装置利用目标漫反射或敏感发射光束，跟踪目标导引导弹或制导导弹命中目标的制导技术。按工作原理不同，激光制导分为“寻的式”和“视线式”两大类，寻的式制导可分为半主动式和全主动式，视线式制导又分为波束式和指令式。弹上导引头与激光照射器配置于两地的激光制导方式被称为半主动式。激光器照射目标，导引头接收出射激光或目标反射激光，测量弹的飞行误差，实现自动控制，最终使战斗部击中目标。这种制导方式应用的最多，但优点和缺点都同样明显。全主动式将照射器和寻的器集成于弹体内，弹体发射激光照射目标，寻的器自动接收目标反射光，通过控制系统导引弹头精确打击。全主动式发射后不用人工干预，目标的激光成像特征装订在弹体中，获得其三维图像后自动识别型号和毁伤程度，进行选择性攻击。
激光制导具有制导精度高、目标分辨率高、抗干扰能力强、体积小、质量轻等优点。但激光光束易受云、雾和烟尘的影响，不能全天候使用，如它与其它制导系统组合，将具有更加广泛的用途。
2.4 复合制导
随着电子战战场环境越来越复杂和各种电子对抗装备的完善发展，采用单一制导模式的反舰导弹已经很难适应战场的需要，因而出现了双模和多模复合寻的制导技术，并且越来越受到各国的高度重视。进入20世纪80年代以来，得到了迅速的发展。目前，在世界上的一些国家中，已有多种双模制导导弹装备部队，还有一些正在研制和发展之中。它们主要是基于红外的双模复合制导，其中有：紫外/红外、可见光/红外、激光/红外、雷达/红外、毫米波/红外等。另外还有激光/激光雷达等双模制导。随着光电技术、微电子技术和超大规模集成技术的发展，复合寻的制导将向更多模式的复合形式发展。例如日本三菱公司正在研制的中程地空导弹，就是采用雷达/毫米波/红外3种模式相结合的制导导弹。双模和多模寻的制导发挥了各单一模式制导的优点，取长补短，具有综合优势，因而具有广泛的应用前景和发展前途。 3.新型电子对抗装备的发展需求
舰载电子对抗装备与精确制导的反舰导弹本身就是矛与盾的关系。它们相互制约，同时又互相推动着彼此向前发展。例如，面源型红外诱饵弹、宽频箔条弹、复合型干扰弹、雷达有源诱饵弹、角反射器、激光诱饵弹等。
1)面源型红外干扰弹
早期的点源型红外干扰弹对现今正在推广使用的红外成像制导导弹尚无较有效的干扰对抗效果。因此，发展一种面源型红外干扰弹，在中波和长波两个波段模拟舰船的成像辐射特性会大大提高舰船在面对面源型红外制导导弹时的生存能力。
2)宽频段箔条干扰弹
随着制导雷达的覆盖波段由7～18GHz的厘米波段向处于毫米波段的35GHz和94GHz这两个大气窗口延伸。早期的厘米波箔条弹和毫米波箔条弹都已经不能单独完成作战任务，实现对宽频段制导雷达的干扰。而且从作战使用的需要和提高发射装置利用效率的角度考虑，用单发的宽频段箔条弹代替原有的厘米波箔条弹和毫米波箔条弹，从而在厘米和毫米两个波段对多频段制导雷达实施干扰，提高舰船的生存能力。
3)复合型干扰弹
反舰导弹由单一模式制导向复合型双(多)模制导发展已经是大势所趋。在多国海军的现役装备中已经出现了双(多)模制导的反舰导弹，同时还有一些正在研制过程中。对抗单一制导模式的干扰弹已经很难适应未来电子战的需要。在美国已经出现了采用激光/红外探测器的双模制导导弹，采用双波段毫米波/红外光纤制导导弹，双模式雷达/红外制导导弹，双模式半主动激光/激光雷达制导导弹的相关专利文献。针对这些新形式，我们只有及时有针对性的开展相关光电对抗装备即复合型干扰弹的研发才能在未来的战场上立于不败之地。
4)雷达有源诱饵弹
随着新型反舰导弹的出现和发展，传统的防御反舰导弹电子战方法的有效性大大降低。舷外有源诱饵通过放大和转发敌方雷达的信号，与水面舰艇的真实回波信号共同作用来完成对反舰导弹的诱骗。与箔条云相比，有源诱饵具有多方面的优势：反射截面更大、欺骗性更强、不存在天线波束切割箔条云的现象、可以很容易的生成具有多种不同调制波形的假目标，具有反辐射导弹的能力等等。同时，相关研究表明，使用有源干扰和无源干扰相结合，配合一定的战术方法可以使箔条云的有效反射面积提高很多倍。
5)角反射器
随着电子技术的发展，采用新型雷达制导的导弹(如：毫米波雷达制导、抗箔条雷达制导导弹)智能化程度在不断提高，使得靠布放箔条形成箔条云假目标的传统无源对抗技术，已不能完全满足未来舰艇对抗新体制雷达制导导弹的需求，特别是在对抗象毫米波这样角分辨率高的雷达制导导弹中，由于毫米波雷达波束窄，雷达分辨单元小，在质心干扰作战时，大面积布放箔条，箔条云极易出毫米波雷达的波束角，达不到预期的干扰效果，若采用角反射器干扰技术，则可弥补箔条干扰的不足。角反射器体积小、反射频段宽、雷达反射截面积大、有效干扰持续时间长，在进行无源干扰作战时频率的适应性好，能够对付新频段、新体制雷达，具有同时干扰不同频率、不同方式工作的多部雷达的能力;方向适应性强，角反射器可做成全向的，以适应不同方位雷达的搜索;几何尺寸小，同时具有较大的雷达截面，可适合对抗窄波束雷达的要求;目标特性好，由于角反射器布放后其目标特性(极化特性、RCS变化规律)与舰船相近，制导雷达难以识别。另外，角反射器在重要目标的区域防护和演习过程中可以作为海上或地面假目标使用，发挥重要作用。
6)激光诱饵弹
激光技术应用于军事领域后，激光探测及激光制导技术得到了飞速发展，未来海战中激光制导武器对舰船将形成严重威胁。如美国的“海尔法”、“幼畜”AGM-65C/E、法国的AS-30L都采用了激光制导的方法。现在较常规的对付激光制导导弹的方法是在制导导弹和被保护舰船之间布放烟幕干扰弹，以使激光的反射和散射被遮蔽和消弱，从而达到保护舰船的目的。弹烟幕干扰受风影响较大，干扰效果十分有限。而有源激光干扰技术复杂，设备昂贵，核心解码技术一时难以掌握，且解码后的假目标反射特征易失真，干扰成功率有限。激光诱饵弹直接反射激光目标指示器的入射激光，不改变激光的特征(编码、相位等)，假目标特征好。对激光的反射率比舰船高得多，在进行激光引偏质心干扰时，易引偏激光制导武器，作战使用成功率高。成本低，干扰作战时使用方法灵活，武器效费比高。因此，激光诱饵弹是未来我们在应对激光制导反舰导弹时的最佳选择。
4.结束语
反舰导弹的威胁日益严重，但它并不是不可战胜的。只要我们认真研究最新的导弹制导技术的发展方向，并及时的采取相应的干扰对抗措施，开发与之相适应的电子对抗装备。在未来海战中，舰船的反导自我保护能力一定会大大提高。
作者简介：董士崔 (1980—)，毕业于吉林大学，工程师，现供职于中船重工第七一○研究所，研究方向：电子对抗。
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