基于OpenHarmony的智能電磁（炮）
基于OpenHarmony的智能電磁炮
本項目由寧德師范學院吳政杰、許梓陽、葉啟彬同學完成，作品獲得福建省首屆開源鴻蒙開發者大賽一等獎，感謝楊烈君老師傾情供稿!
1、項目背景
20世紀70年代以后，世界各國的軍事部門和武器專家發現并研究了以電子載體技術為特征的新型武器。到本世紀初，這些研究進展得非常迅速。電磁大炮是將電能以一定方式轉換為電磁能，并利用電磁力將彈丸射出，從而獲得超高速。比起傳統武器，電磁炮可以明顯地提高射擊速度和射程距離。
在國內外，已經開始了這方面的人才培養，特別是在各種重大創新比賽中，比如電子設計競賽、智能汽車競賽和大創項目等都能很好地培養大學生對于微電子硬件和微電腦軟件的興趣，強化微電子硬件和微電腦軟件的相關知識。此項技術被越來越多的人使用，覆蓋領域廣泛，傳播速度迅速。微電子硬件和微機軟件在電磁系統中的應用，可以完美地實現電磁武器的智能化和小尺寸化，成為一種智能化的個體武器概念。
2、項目簡介
（1）項目描述
項目主要使用國產芯片RK2206搭載OpenHarmony操作系統實現舵機云臺、激光測距、電磁炮發射、按鍵屏幕交互等功能。
（2）功能說明
系統底層采用兩個舵機，下舵機為水平橫軸運動，上舵機為垂直豎軸運動，電磁炮口架設在上舵機，激光模塊架設在電磁炮口之上，電磁炮口，激光和平臺支撐板使用銅柱進行有效固定，形成牢固的、分工明確的上中下層結構。主控和升壓板隔離電路主要由UC3843BN、KTLP250、繼電器以及耐壓值為500V/1000uF的充能電容組成的升壓電路板以來控制電磁炮擊發的距離和力道，并做了電壓隔離，避免主控受到高壓環境之下的影響而損壞。
（3）系統功能模塊劃分
系統主要分為五個模塊：激光測距模塊、顯示模塊、舵機云臺模塊、充能模塊。
（4）項目展示
智能電磁炮模型實物
按鍵交互屏
TW10S激光模塊
電磁炮云臺
電磁炮管
電磁炮珠
3、硬件方案
（1）硬件總體框架
（2）主控芯片
采用小凌派RK2206 OpenHarmony開發板，主控為瑞芯微RK2206芯片，200MHz主頻，RAM 256KB、ROM16KB、PSRAM 8M、FLASH 8M。板載NFC Tag芯片及天線，可實現OpenHarmony“碰一碰”功能。支持 IEEE 802.11b/g/n 制式，AP 模式。USB 2.0 、SDcard /SPI/I2C 接口、麥克風接口、E53 接口(包含 UART、 I2C、ADC、DAC、PWM、5 個 GPIO)。一根TypeC USB線，即可實現供電、下載等功能。一根TypeC USB線，可支持串口調試功能。
（3）TW10S激光測距模塊
TW10S激光測距模塊北斗模塊采用3.3V-5V電源供電，支持串口通信，可以與小凌派直接使用串口通信。
（4） TFT顯示屏
顯示屏采用2.4寸TFT液晶，支持5V或者3.3V供電，通信協議采用spi協議。
（5） 舵機
舵機采用MG955舵機，支持5V或者3.3V供電。使用小凌派的PWM進行驅動。
（6）UC3848充能電路
充能模塊通過一個UC3843芯片控制BOOST升壓電路實現。考慮到電感電流紋波等因素，BOOST電路選擇了1.5mA的電感。開關管選擇的是IERP460，這是一款500V/20A的MOSFET。在充能電路中，可以通過在端口加入PWM控制，調節UC3843芯片的VFB引腳的電壓，從而調節UC3843的控制信號，控制BOOST升壓電路的輸出。
（7）電磁炮部分
我們采用的是外徑8mm，內徑7.4mm長150mm的不銹鋼炮管，線圈采用銅材質線。最后將銅線兩端引出，刮花外層后露出內部銅線后，將此兩端焊接在升壓板輸出端引出的耐高壓線上，焊接完成后進行萬用表蜂鳴檔的測試，兩端均有連通即可。
4、 軟件方案
（1）電磁炮充能功能設計
通過控制PWM的輸出占空比對電磁炮進行充能。
（2） 舵機云臺控制
使用PWM控制舵機云臺。
（3）發射程序
5、項目總結和展望
本項目設計硬件選用小凌派開發板搭載瑞芯微低功耗、高集成的無線局域網處理器RK2206，搭載OpenHarmony操作系統，開發了一塊智能電磁炮設備。通過模型演示充分體現項目的實用性。在以上的實驗中，我們所選取的材料簡單，容易購買并且經濟實惠。可以達到本次比賽的目的，實現了優化作用也起到了學習的作用。后續可通過加入遠程控制和視頻，來達到打擊目標后計分獎勵功能;可以添加更加靈敏的視覺識別模塊來加強識別的速度和能力，還有使用SIFT等算法提高識別物體的正確率，提高打擊的命中率。相信在不斷完善的情況下，可以實現一個完美的智能電磁炮。
