超声波定位系统.doc

第二章坦克模型对战系统整体设计
天津大学仁爱学院2011届本科生毕业设计（论文）
第一章绪论
1.1实景数字游戏的提出意义
随着IT技术的发展，游戏已从传统游戏发展为当今流行的数字游戏。近年来国际上数字游戏行业迅猛发展以及欧美、日本、韩国等游戏产业项目大量进入中国，使国人感受到了游戏产业的巨大魅力。从早期的电子游戏到近年来风靡一时的网络游戏，嘉年华、迪斯尼等国外各类经典游戏，使我们清楚看到了中国数字游戏产业与国际的差距。据估计，中国目前数字游戏产业总规模至少有几百亿元的巨大市场，其中相当一部分流行的游戏模式来源于国外，这就进一步促使我们奋起直追，而实景数字游戏模式则是缩小与国外差距，并超越他们的一个很好的机会。因为当今世界游戏的发展已经进入了一个崭新的时期，平面游戏由于其单一的表现形式，逐步趋近于其瓶颈，而对游戏多元化的体验的追求，成为现今游戏发展的必然出路。
实景数字游戏是指在真实的环境中，通过计算机、电子、通信、网络、自动控制、航空航天、人机智能交互与软件等技术，共同构建了一个基于实景的游戏环境，游戏参与者利用运营商提供的PDA、特殊电子装备、服装以及电子化道具等设备，完成由运营商提供的丰富多彩的基于真实环境的真人任务，也可以尝试自己设计的各种剧本和角色，真实地体验角色扮演游戏和互动游戏的魅力。
在游戏中，PDA、手机、电脑以及大量的电子设备都变成了游戏实景世界中的游戏设备与道具。GPS定位技术、卫星定位技术、计算机网络技术、移动通信技术以及智能化数字终端技术等多种技术被整合在一起。实景数字游戏是对传统游戏的又一次革命，是电视游戏、网络游戏之后的一项全新数字化娱乐方式[1]。
1.2实景数字游戏的国内外发展现状
迪斯尼公园创立于1922年，经过多年的发展已成为一个跨国集团，其业务涉及电影，主题公园，房地产以及其他娱乐事业等各个领域。它在2005年初成立实景数字游戏开发机构，计划利用计算机新技术开发新游戏，目前已经有新项目问市。
中国目前的数字娱乐产业总规模至少在几百亿元，但其中相当一部分流行的娱乐模式来自于国外。面对迪斯尼、HYPERLINK"http://info.it.hc360.com/zt/wowchina_bug/index.shtml"\t"_blank"魔兽世界等国外各类经典娱乐模式的冲击，业内人士曾发出感慨：“中国的数字娱乐产业，还有很长的路要走。”这其中，深厚的技术实力，悠久的历史文化背景等，形成了最主要的差距。
在2006年底由中国时代远望科技有限公司下属的北京爱航工业公司宣布“Majoy真人实景数字游戏”正式问世，首个开放地点位于北京市石景山区国际雕塑公园内。这也是国内首个自主研发的真人实景数字游戏项目。它一经出现就吸引了众多顾客的光顾，市场潜力很大。
1.3本文主要研究内容
本课题研究的重点是模型坦克对战系统的超声波定位。模型坦克的超声波定位是实景数字游戏与遥控游戏的最大区别，同时也是实景数字游戏的一大亮点。通过软硬件的结合，实现具体的控制方案。
在超声波定位系统中，对定位信号的控制，应用了射频收发模块（J04V、F05P），编解码的功能完全采用复杂可编程逻辑控制器（CPLD）完成，这样的超声波定位系统较应用无线编解码模块（2262，2272）的定位系统极大的缩短了延时时间，从而提高了定位精度。
本文主要工作如下：
学习无线局域网技术，利用无线网卡、嵌入式无线设备服务器和无线接入点建立无线局域网。
学习FPGA/CPLD技术，在可编程控制器上，利用Verilog语言实现模型坦克控制指令的接收和坦克模型状态信息的回传。
学习无线射频编解码模块的原理及功能，恰当的应用与本设计。
学习超声波定位和时分复用技术，用Verilog语言实现超声波定位系统中模型坦克端、及接收端程序的编写。
学习硬件设计和PCB技术，设计坦克模型控制、无线射频收发和超声波定位系统的硬件电路，并绘制PCB板。
本文共分为六章，结构如下：
第一章：绪论。这一章主要阐述了本课题的选题背景、研究意义，并说明了本文的主要工作任务。
第二章：系统整体设计。本章介绍系统的整体功能，整体构架、各模块的功能和系统开发平台及相关工具。
第三章：系统的相关原理。本章总共分5节。第一节介绍无线局域网技术，首先从无线局域网标准、拓扑结构等介绍无线局域网基本技术，最后介绍无线局域网的构建。第二节从超声波定位原理和时分复用实现多辆坦克模型的定位两个方面来介绍超声波技术。第三节介绍的是介绍接收器参考点的选取的基本原则和示例。第四节阐述的是EDA技术，该节介绍了FPGA/CPLD、硬件描述语言Verilog和FPGA/CPLD开发常用工具。最后一节说的是PCB，该节从PCB设计原则、抗干扰处理及平时PCB设计经验方面，对PCB做了简单的叙述。
第四章：系统