2.4 Интерфейс системы

В режиме поиска источников радиоизлучений интерфейс пользователя должен обеспечивать задание оператором необходимых параметров поиска радиоизлучений (диапазон поиска, полосу пропускания, шаг перестройки радиоприемника, вид его детектора и уровень шумоподавления, вид и параметры модуляции интересующих сигналов). Результат сканирования указанного диапазона должен отображаться в графическом окне интерфейса в виде амплитудно-частотной характеристики. При необходимости диапазоны и параметры поиска источников радиоизлучений могут быть заданы заранее и храниться в формализованном виде в памяти компьютера. В процессе сканирования диапазона при обнаружении сигналов, уровень которых превышает заданный порог, или с интересующими значениями модуляционных параметров значения радиочастоты и параметры модуляции сигнала должны регистрироваться в ПЭВМ автоматически или после подтверждения оператором. Возможна приостановка сканирования для проведения регистрации сигнала на время установленной задержки или остановка на этой частоте до момента пропадания сигнала. Кроме этого, должна быть предоставлена возможность исключения повторно обнаруженных частот, отдельных заведомо неинформативных частот и участков анализируемого диапазона.

Таким образом, режим поиска должен позволять оператору получать полную информацию о загрузке рабочего диапазона в виде списка частот, на которых отмечены интересующие его сигналы, и графического отображения загруженности анализируемого диапазона в координатах «уровень излучения — частота». Эта информация также может храниться в компьютере в виде отдельных файлов.

В режиме контроля частоты сигналов, подлежащих мониторингу, результаты предварительно вводятся в память компьютера в любом режиме его функционирования, включая автоматическую запись в процессе сканирования. Каждая запись должна содержать информацию о номинале частоты, виде модуляции, скорости манипуляции, служебных параметрах источника излучения и поле дополнительной текстовой информации.

Вся накопленная информация о частотах и сигналах может быть сохранена в виде файлов, что позволяет считать память каналов приемного устройства неограниченной. В любой момент эта информация может быть целиком перезагружена из необходимого файла. Программное обеспечение должно давать возможность сортировки и классификации частот по видам модуляции и параметрам источников, кроме того, любая запись должна быть найдена по текстовому полю комментария.

Сканирование по каналам аналогично сканированию по диапазонам. Программа должна позволять выполнять выборочное сканирование частот по группам и видам модуляции. Кроме того, должен быть предусмотрен режим приоритетного сканирования. В качестве приоритетных могут быть выбраны любые частоты памяти каналов.

В режиме анализа параметров обнаруженных сигналов в автоматическом режиме в качестве инструмента технического анализа обнаруженных сигналов в реальном масштабе времени используемое в комплексе программное обеспечение должно осуществлять:

- графическое отображение значений амплитудных, фазовых и частотных параметров сигнала;

- получение мгновенного и усредненного частотных спектров сигнала;

- автоматическое, а также в режиме диалога с оператором определение модуляционных параметров сигнала (несущей частоты, разноса частот, скорости манипуляции и др.).

Результаты анализа сигнала должны позволять определять его технические параметры с точностью, необходимой для дальнейшей демодуляции. В режиме демодуляции заданных типов сигналов программное

обеспечение демодуляции основных типов сигналов, используемых в наземных системах радиосвязи, должно обеспечить:

- настройку демодулятора на модуляционные параметры входного сигнала в ручном или в автоматизированном режиме;

- демодуляцию заданных типов сигналов, при которой работоспособность демодулятора должна сохраняться при ошибке в установке значений несущей частоты или скорости манипуляции до 1%; установление и поддержание тактовой синхронизации при отношении сигнал/шум не ниже 3 дБ по мощности в диапазоне скоростей 10...2400 Бод;

- вывод в процессе демодуляции результатов обработки на монитор в виде номеров частотных позиций или позиций фаз, отображаемых различными цветами, что позволит производить визуальный анализ в реальном масштабе времени двух- и многопозиционных сигналов и оценку методов их двоичного сигналообразования;

- регистрацию демодулированного сигнала в цифровом или текстовом виде в файл на жестком магнитном диске ПЭВМ;

- возможность формирования по команде оператора дополнительного файла с информацией о модуляционных параметрах сигнала, времени начала и окончания его обработки.

В режиме регистрации сигналов запись принимаемых сигналов должна осуществляться при любом режиме работы системы радиомониторинга в звуковых файлах стандартных форматов (например, при использовании операционной системы Windows в файлах формата WAV). При этом необходимо обеспечить возможность автоматической регистрации сигнала в случае, когда он превышает установленный уровень обнаружения, соответствует по результатам автоматического анализа требуемым модуляционным параметрам или в любой момент по команде оператора. В ручном режиме оператор сам определяет моменты начала и остановки записи. Автоматический режим возможен в случае, когда система радиомониторинга работает в режиме сканирования диапазонов или каналов памяти. Для каждого обнаруженного сигнала параллельно с контролем в течение заданного времени должен формироваться отдельный звуковой файл. В служебных полях каждого файла должна содержаться информация о частоте, дате, времени и параметрах приема. Это позволяет формировать библиотеки звуковых файлов. В программе регистрации необходимо предусмотреть возможность управления форматом

записи WAV-файлов. Записанные звуковые файлы желательно прослушивать с помощью встроенного проигрывателя, обеспечивающего все необходимые операции по воспроизведению, шумоочистке, и т. д.

Связь с ПЭВМ требуется для отображения результатов обработки сигнала в одной из соответствующих программ и их сохранения. Для соединения прибора с компьютером можно использовать следующие интерфейсы [12]: — параллельное подключение — шины ISA, РСА, АОР; подключение – интерфейсы К8-232, К8-485, 118В. Интерфейсы параллельного подключения хороши большой скоростью передачи данных. Но использование этих интерфейсов сопряжено с некоторыми трудностями:

- для подключения необходимо вскрывать системный блок ПЭВМ, что не всегда удобно;

- поскольку цифровая система предусматривает работу также с другими устройствами, возникает проблема борьбы с помехами. Это осуществляется путем гальванической развязки системы и ПЭВМ. Для параллельных шин такую развязку тяжело сделать (необходимое количество изоляторов равно числу бит).

Поэтому предпочтительнее для разработанной системы использовать последовательный интерфейс передачи данных, а именно К8-232. Этот интерфейс самый дешевый, его легко развязать. Но необходимо отметить, что у этого интерфейса есть ограничение по скорости передачи данных. Это ограничение для разрабатываемой системы не существенно.

Принцип работы данного интерфейса заключается в следующем. Микропроцессор управляет работой системы и передает цифровой сигнал в ПЭВМ. Сигнал поступает в ПЭВМ в виде последовательного кода через устройство сопряжения (интерфейс) по протоколу Я8-232. Устройство преобразовывает уровень сигнала микроконтроллера ТТЬ в уровень сигнала персонального компьютера СМ08 и обратно. Разница между используемыми в интерфейсе К8-232 уровнями сигналов и уровнями сигналов, действующих в микроконтроллере показана на рисунке 2.10. На входе Я8-232 логический О (8РАСЕ) представляется положительным напряжением в диапазоне от +3 до +12 В, а логическая 1 (МАКК) — отрицательным напряжением в диапазоне от -3 до -12 В. На выходе интерфейса формат кадра одной посылки состоит из стартового бита, восьми битов информации и стопового бита.

В интерфейсе К8-232 используется асинхронная передача данных. Принцип асинхронной последовательной передачи заключается в следующем: данные передаются в любой момент времени, и используется специальный формат последовательной кодовой посылки.

Стартовый бит необходим для синхронного запуска приемника этой кодовой посылки. Стоповые биты предназначены для разделения одной кодовой посылки от другой, в случае, если они передаются непрерывно одна за другой. Эти кодовые посылки формирует микросхема УАПП - универсальный асинхронный приемник-передатчик (ПАКТ), в ней автоматически задается формирование этого формата.

Асинхронная передача является менее быстродействующей, чем синхронная. Это связано с наличием в кодовой посылки дополнительной служебной информации (стартовые и стоповые биты). В то же время асинхронная передача данных имеет преимущество в том, что допускается некоторое рассогласование частот синхронизации в приемнике и передатчике (в пределах длительности бита) и возможна передача в любой момент времени.

Поскольку уровни RS-232 не являются ТТЛ - совместимыми, необходим конвектор ТТЛ - 232 и 232 - ТТЛ. Его можно реализовать на дискретных элементах, но удобнее использовать готовую интегральную схему фирмы ANALOG DEVICE ADM3202, скорость передачи информации которой составляет 460 кБит/с. Она содержит две пары преобразователей ТТЛ - 232, 232 - ТТЛ. Один передатчик используется для формирования сигналов RxD 232, а приемник - для TxD 232.

Схема включения данной микросхемы представлена на рисунке 2.20

Выполнение перечисленных требований к перспективным средствам обработки радиосигналов позволит решать широкий круг задач по поиску и обнаружению источников радиоизлучений, по оценке загрузки диапазона частот и контролю наличия источников на фиксированных частотах, по выделению передаваемых сообщений и архивации полученных данных. Исходя из этого, структурная схема системы радиомониторинга будет выглядеть в соответствии с рисунком 2.12