Ứng dụng giao thức truyền dữ liệu trên các tổ hợp tên lửa tiên tiến để cải tiến giao thức truyền dữ liệu cho hệ thống điều khiển nổ từ xa thế hệ mới

khí, khí tài công nghệ cao. Với giao thức truyền dữ liệu này cho phép nâng cao độ tin cậy và khả năng kiểm soát hệ thống nhằm nâng cao độ an toàn khi sử dụng hệ thống điều khiển nổ từ xa. Từ khóa: Sosna; Accular; Extra; RS 485; RS 422; Điều khiển nổ từ xa. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống điều khiển nổ từ xa là tổ hợp trang thiết bị thu phát vô tuyến, điều khiển, dùng để gây nổ các khối thuốc nổ từ xa phục vụ các nội dung trong huấn luyện diễn tập của bộ đội. Hệ thống điều khiển nổ từ xa có lịch sử và quá trình phát triển trải qua nhiều năm với nhiều thế hệ sản phẩm. Sản phẩm của thế hệ này là kết quả của quá trình kế thừa, phát triển từng phần của thế hệ trước. Hệ thống điều khiển nổ từ xa trước đây cơ bản đã đáp ứng được các yêu cầu nhiệm vụ ở các hình thái diễn tập, tuy nhiên, còn có một số hạn chế như: giao tiếp giữa máy phát và máy thu (thiết bị kích nổ) là giao tiếp một chiều (điểm – đa điểm) nên chưa có tính năng thông mạch kíp; chưa kiểm soát số lượng quả nổ trong quá trình gây nổ; quá trình bật máy thu, người sử dụng phải đi trong bãi nổ. Trước yêu cầu nhiệm vụ trong tình hình mới, rất cần thiết phải ứng dụng những công nghệ truyền số liệu mới để cải tiến, nâng cấp và hoàn thiện hệ thống khắc phục những hạn chế trên. Quá trình nghiên cứu một số hệ thống truyền số liệu trên các khí tài quân sự tiên tiến của Nga [4] và Israel [1, 2], nhóm nghiên cứu nhận thấy, bài toán giao tiếp giữa thiết bị điều khiển bắn và tên lửa cùng với hệ thống điều khiển nổ có nhiều điểm tương đồng. Chúng đều là các thiết bị điều khiển từ xa yêu cầu độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy cực cao vì liên quan đến vấn đề an toàn. Vì thế bài báo này tập trung nghiên cứu ứng dụng giao thức truyền dữ liệu trên các tổ hợp tên lửa tiên tiến để cải tiến giao thức truyền dữ liệu cho hệ thống điều khiển nổ từ xa thế hệ mới. Phần còn lại của bài báo được cấu trúc như sau. Phần 2 trình bày về giao thức truyền dữ liệu thực tế giữa thiết bị điều khiển bắn và một số loại tên lửa. Chúng được khảo sát, tổng hợp và xây dựng từ thực nghiệm. Phần 3 mô tả cấu hình hệ thống điều khiển nổ từ xa thế hệ mới; cấu trúc dữ liệu giám sát và điều khiển; và cách thức giao tiếp giữa thiết bị điều khiển trung tâm, các thiết bị giám sát theo từng khu vực, và các khối kích nổ. Phần 4 mô tả kết quả thử nghiệm. Phần 5 trình bày các kết luận. 2. GIAO THỨC TRUYỀN DỮ LIỆU GIỮA THIẾT BỊ KIỂM TRA, ĐIỀU KHIỂN BẮN VÀ MỘT SỐ LOẠI TÊN LỬA 2.1. Tên lửa SOSNA thuộc tổ hợp PALMA trên tàu Gepard 3.9 của Nga Tên lửa SOSNA khi nằm trên giá phóng giao tiếp với máy bắn bằng đường truyền số liệu RS485. Để xác định cụ thể các thông số về cấu trúc dữ liệu và tốc độ Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 251 truyền dữ liệu, nhóm nghiên cứu đã thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm. Cụ thể chúng tôi đã trích xuất dữ liệu trên đường truyền này bằng thiết bị chuyên dụng với các giá trị bit start, bit stop, bit chẵn lẻ khác nhau, tốc độ đọc dữ liệu cũng thay đổi từ thấp đến cao trong toàn dải tốc độ của đường truyền RS 485. Qua nhiều lần thử nghiệm và phân tích các dữ liệu nhận được, chúng tôi nhận thấy, dữ liệu là ổn định và có quy luật rõ ràng nhất với cấu hình đường truyền như sau: 8 bít data, 1 bit start, 2 bit stop, tốc độ truyền 115200 Baud. Một đoạn dữ liệu trong quá trình khởi tạo trên đường truyền như sau [5]: Bảng 1. Dữ liệu trích xuất trên đường truyền trong quá trình khởi tạo. STT Thời gian Nội dung 1 10:31:13.044 F0 00 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 00 6B 33 66 9E AF 2 10:31:13.059 65 00 6A 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 6B 33 66 9E AF 3 10:31:13.111 65 00 6A DE F8 00 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 6B 33 4 10:31:13.111 9E AF 65 00 6A 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 6B 33 5 10:31:13.123 66 9E AF 65 00 6A 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 6B 33 6 10:31:13.139 66 9E AF 65 00 6A 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 6B 33 7 10:31:13.155 66 9E AF 65 00 6A 8B 04 00 33 66 9E AF 65 00 8E 8 10:31:13.155 E0 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 8B 04 00 33 66 9E AF 9 10:31:13.171 65 00 8E E0 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 8B 04 00 33 10 10:31:13.207 66 9E AF 65 00 8E E0 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 8B 11 10:31:13.207 04 00 33 66 9E AF 65 00 8E E0 6B 33 66 9E AF 12 10:31:13.207 00 6A 8B 04 00 33 66 9E AF 65 00 8E E0 6B 33 13 10:31:13.207 9E AF 65 00 6A 8B 04 00 33 66 9E AF 65 00 8E E0 14 10:31:13.219 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 8B 04 00 33 66 9E AF 65 15 10:31:13.219 00 8E F0 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 8B 04 00 33 Phân tách các cụm dữ liệu có thể nhận thấy, các gói dữ liệu lặp lại như sau: (6B 33 66 9E AF 65 00 6A) – 12 lần; 8B 04 00 33 66 9E AF 65 00 8E FC 6B 33 66 9E AF 65 00 6A 8B 04 00 33 66 9E AF 65 00 8E FE 6B 33 66 9E AF 65 00 6A Lặp lại hỏi và trả lời tiếp tục 156 lần; Theo logic làm việc của quá trình kiểm tra tên lửa, máy tính của thiết bị điều khiển bắn sẽ gửi dữ liệu lên trước để kích hoạt quá trình kiểm tra trạng thái các mạch. Do đó, có thể nhận thấy rằng gói dữ liệu gửi từ máy tính lên thiết bị giả đạn là "6B 33 66 9E AF 65 00 6A", còn gói dữ liệu gửi từ thiết bị giả đạn về để thông báo về trạng thái các mạch thành phần trong thiết bị giả đạn là "8B 04 00 33 66 9E AF 65 00 8E". Thiết bị điều khiển bắn trên tổ hợp gửi lên thiết bị giả đạn liên tục 12 lần cho đến khi các mạch thành phần trên tên lửa tự kiểm tra xong và đóng gói dữ liệu gửi trả lời. Kể từ đó, mỗi lần có câu hỏi từ tổ hợp lên thì sẽ có một câu trả lời gửi về, liên tục như vậy 156 lần thì bước kiểm tra này được thông qua. Quá trình hỏi đáp liên tục như vậy có ý nghĩa kiểm tra độ ổn định của các thành phần trong tên lửa sau khi khởi động xong. Kỹ thuật điện tử P. T. Công, N. N. Thái, H. H. Cường, “Ứng dụng giao thức truyền từ xa thế hệ mới.” 252 Để phân tích cấu trúc khung tin gửi lên và gửi xuống cần phải xem xét tới hoạt động của quá trình kiểm tra trên máy tính kiểm tra và máy bắn. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế chế tạo thiết bị giả tên lửa để trả lời các câu hỏi từ máy kiểm tra và máy bắn. Quá trình thay đổi nội dung các câu trả lời, khung dữ liệu trả lời luôn kết hợp với thống kê lại các kết quả phản ứng của máy kiểm tra và máy bắn. Tổng hợp các kết quả đó, nhóm nghiên cứu đã dựng lại được cấu trúc lệnh, câu hỏi, câu trả lời trên các thành phần của tổ hợp như nêu trong bảng 2 và bảng 3 [5]. Bảng 2. Cấu trúc dữ liệu của máy bắn và máy kiểm tra trên Palma. Ký hiệu byte Các bit dữ liệu tron byte 7 6 5 4 3 2 1 0 Dự trữ Số hiệu gói Hướng truyền Địa chỉ КС 0 1 1 0 0 (hoặc 1) 0 1 1 СД1 Trạng thái Uпрт СД2 Trạng thái Uпрк СД3 НЦ Tham số thời gian з СД4 П-ПП РЕЖИМ-Т Tham số thời gian зг СД5 П-ТР П-КРЛ РП Tham số thời gian tв СД6 Dự trữ Dự trữ Dự trữ DT DT DT DT DT Checksum Bảng 3. Cấu trúc dữ liệu của tên lửa Sosna. Ký hiệu byte Chuỗi bit 7 6 5 4 3 2 1 0 Dự trữ Số hiệu gói Hướng truyền Địa chỉ ОС 0 1 1 1 1 0 1 1 СД1 Контр.Ис п НКВ- Гот КРЛ- Гот ЛЛКУ -Гот БЭ- Гот ПЗ- Прин . резер в ОК -И СД2 Испр.Деш . Испр.П р. Испр. ВРУ Phản hồi отсчет Эхо- Б2 Эхо- Б1 Эхо- Б0 ПК -И СД3 Phản hồi -Uпрт СД4 Phản hồi -Uпрк СД5 Phản hồi НЦ Phản hồi -з СД6 Phản hồi П-ПП Эхо-РЕЖИМ-Т Phản hồi - зг СД7 Phản hồi П-ТР Phản hồi П-КРЛ Phản hồi РП Phản hồi - tв Checksum Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng, trong cấu trúc dữ liệu truyền nhận của các thành phần trong tổ hợp, ngoài nội dung các gói tin, phần đầu của các khung tin đều có số hiệu gói. Số hiệu này tăng dần theo các gói, số hiệu bắt đầu từ một số Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 253 ngẫu nhiên được tạo ra từ bộ tạo số ngẫu nhiên. Kỹ thuật này vừa để chống “tấn công phát lại” vừa có thể yêu cầu chính xác đối tượng gửi lại khung tin nào bị lỗi. Số ngẫu nhiên chỉ được tạo ra từ máy bắn và kiểm tra, sau khi quá trình bắt tay ban đầu được thiết lập, số ngẫu nhiên được dùng chung cho 1 phiên làm việc. Khi kết thức phiên làm việc, một số ngẫu nhiên khác được tạo ra và quá trình đánh dấu số hiệu khung tin ở bên hỏi và bên trả lời được bắt đầu từ số ngẫu nhiên mới này. 2.2. Tên lửa Accular và Extra trong tổ hợp tên lửa bờ Lynx của Israel Tên lửa Accular và Extra giao tiếp với máy bắn và thiết bị kiểm tra thông qua một cáp 32 chân với nhiều tín hiệu tương tự, nguồn cung cấp và đường truyền số liệu. Quá trình kiểm tra tên lửa, phóng bắn được tiến hành bằng giao tiếp RS 485 (ở tên lửa Accular), RS422 (ở tên lửa Extra) cùng với một loạt các tín hiệu dạng xung. Đối với quá trình kiểm tra, dữ liệu kiểm tra chỉ ra trạng thái dòng ngắn mạch, dòng hở mạch, RAM của máy tính trên tên lửa, bộ nhớ tạm của máy tính (trên khoang), cảm biến tiệm cận, trạng thái ngòi nổ, đường truyền thông giữa card điều khiển xung với máy tính bay, nguồn ngoài, pin nhiệt, kiểm tra xung tín hiệu, anten trước mũi, anten bên sườn và việc đồng bộ đồng hồ của khối định vị vệ tinh của tên lửa. Các kết quả này sẽ được đóng gói dữ liệu và truyền về thiết bị kiểm tra trên đường truyền RS 485 (ở tên lửa Accular), RS422 (ở tên lửa Extra). Tất cả những tham số trên các giao thức truyền thông này là hoàn toàn chưa biết như: số lượng bit dữ liệu, bit START, bit STOP, bit chẵn lẻ, tốc độ truyền dữ liệu, và đặc biệt là nội dung cụ thể của các khung dữ liệu. Bên cạnh đó, các xung tín hiệu, xung đồng bộ tương quan về thời gian với các khung dữ liệu được gửi lên từ máy kiểm tra lên tên lửa và từ tên lửa gửi xuống máy kiểm tra. Tất cả thông tin đó sẽ được tổng hợp lại từ máy kiểm tra và đưa ra kết luận về tình trạng kỹ thuật của từng cụm khối chức năng trên tên lửa. Qua nghiên cứu đo đạc kiểm tra phần cứng của các máy kiểm tra ACT (cho tên lửa Accular) và ERT (cho tên lửa Extra), nhóm nghiên cứu đã phân tích, thử nghiệm và kết luận cấu hình truyền thông của các đường RS485 và RS422 trên 2 loại tên lửa này như sau [6]: - Tốc độ baud: 115200 Baud; - Bit dữ liệu: 8; - Bit chẵn lẻ: Odd; - Bit Start: 1; - Bit Stop: 1. Cấu trúc của khung truyền dữ liệu trên đường truyền RS485 và RS422 được cho trong hình 1. Hình 1. Cấu trúc khung truyền dữ liệu. Cấu trúc bộ dữ liệu hỏi từ máy kiểm tra ACT tới tên lửa Accular được mô tả như trên hình 2, và một ví dụ về quá trình hỏi của máy kiểm tra ACT được liệt kê trong bảng 4 [6]. Kỹ thuật điện tử P. T. Công, N. N. Thái, H. H. Cường, “Ứng dụng giao thức truyền từ xa thế hệ mới.” 254 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Byte 5 Byte 6 Byte 7 Byte 8 Byte 9 Byte 10 Byte 11 Hướng truyền Thứ tự khung Địa chỉ bộ phận trên tên lửa được hỏi kiểm tra Nội dung câu hỏi kiểm tra Check sum Hình 2. Cấu trúc câu hỏi từ máy ACT. Bảng 4. Câu hỏi của máy kiểm tra ACT. STT Thời gian Nội dung 1 16:23:07.525 41 42 43 2 16:23:40.128 AA 25 00 00 00 00 00 00 00 00 CF 3 16:23:42.399 AA 26 00 00 00 00 00 00 00 00 D0 ... ... ... 6 16:23:46.575 AA 29 00 01 00 00 00 00 00 00 D4 ... ... ... 11 16:23:51.662 AA 2E 00 02 00 00 00 00 00 00 DA ... ... ... 17 16:24:04.685 AA 34 00 02 00 00 00 00 00 00 E0 ... ... ... 20 16:24:34.761 41 42 43 Cấu trúc bộ dữ liệu trả lời từ tên lửa Accular về máy kiểm tra ACT được mô tả như trên hình 3, và một ví dụ về quá trình trả lời của tên lửa Accular được liệt kê trong bảng 5 [6]. Hướng truyền STT khung Địa chỉ bộ phận trong tên lửa trả lời máy kiểm tra Byte 7 Byte 8 Byte 9 Byte 10 Byte 11 Byte 12 Byte 13 Byte 14 Byte 15 Byte 16 Byte 17 Byte 18 Byte 19 Byte 20 Byte 21 Byte 22 Byte 23 Byte 24 Byte 25 Byte 26 Byte 27 Byte 28 Byte 29 Byte 30 Byte 31 Byte 32 Byte 33 Byte 34 Byte 35 Byte 36 Byte 37 Byte 38 Byte 39 Byte 40 Byte 41 Check sum Hình 3. Cấu trúc câu trả lời từ tên lửa Accular. Bảng 5. Câu trả lời của tên lửa Accular. STT Thời gian Nội dung 4 16:43:03.483 55 A3 00 00 00 01 70 72 75 00 00 00 00 24 5 16:43:03.499 70 00 00 00 00 00 23 FF A9 FF 00 00 00 00 6 16:43:03.499 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 11 00 C2 ... ... ... 16 16:43:09.930 55 A7 00 01 00 01 70 72 75 00 00 00 00 24 17 16:43:09.930 70 00 00 00 00 00 27 FF 9B FF 00 00 00 00 18 16:43:09.930 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 11 00 BD ... ... ... 31 16:43:15.018 55 AC 00 02 00 01 70 72 75 00 00 00 00 24 32 16:43:15.018 70 00 00 00 00 00 27 FF A9 FF 00 00 00 00 33 16:43:15.018 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 11 00 D1 Cấu trúc bộ dữ liệu hỏi từ máy kiểm tra ERT tới tên lửa Extra được mô tả như trên hình 4, và một ví dụ về quá trình hỏi của máy kiểm tra ERT được liệt kê trong bảng 6 [6]. Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 255 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Byte 5 Byte 6 Byte 7 Byte 8 Byte 9 Hướng truyền Số hiệu bộ phận trên tên lửa được hỏi kiểm tra Nội dung câu hỏi kiểm tra Hình 4. Cấu trúc câu hỏi từ máy ERT. Bảng 6. Câu hỏi của máy kiểm tra ERT. STT Thời gian Nội dung 1 07:42:06.111 55 CC A4 01 00 00 00 32 5B 2 07:42:06.527 55 CC 10 00 00 00 00 33 EF 3 07:42:12.829 55 CC 10 00 00 00 00 33 EF 4 07:42:17.261 55 CC 20 00 00 00 00 33 DF 5 07:42:19.708 55 CC 60 00 00 00 00 33 9F 6 07:42:22.141 55 CC 50 00 00 00 00 33 AF 7 07:42:24.556 55 CC 70 00 00 00 00 33 8F 8 07:42:27.884 55 CC A4 00 00 00 00 33 5B Cấu trúc bộ dữ liệu trả lời từ tên lửa Extra về máy kiểm tra ERT được mô tả như trên hình 5: Hướng truyền Địa chỉ bộ phận trong tên lửa trả lời máy kiểm tra Số thứ tự khung Mã hiệu tên lửa do nhà sản xuất quy định Mã số nhà sản xuất Dấu cách Tháng Dấu cách Năm B41 B42 B43 B44 B45 B46 B47 B48 B49 B50 B51 B52 B53 B54 B55 B56 B57 B58 B59 B60 B61 B62 B63 B64 B65 B66 B67 B68 B69 B70 B71 B72 B73 B74 B75 B76 B77 B78 B79 B80 B81 B82 B83 B84 B85 B86 B87 B88 B89 B90 B91 B92 B93 B94 B95 B96 B97 B98 B99 B100 B101 B102 B103 B104 B105 B106 B107 B108 B109 B110 B111 B112 B113 B114 B115 B116 B117 B118 B119 B120 B121 B122 B123 B124 B125 B126 B127 B128 B129 B130 B131 B132 B133 B134 B135 B136 B137 B138 Check sum Hình 5. Cấu trúc câu trả lời từ tên lửa Extra. Dưới đây là câu trả lời của bộ phận động cơ điều khiển cánh lái của tên lửa SERVO trả lời máy kiểm tra thông báo các tham số chính và từng bộ phận của nó ở trạng thái tốt: 55 CC 50 80 00 00 00 00 4E 54 30 47 2E 31 39 4C 30 30 2E 30 36 00 4E 54 31 2E 34 34 00 44 65 63 20 30 34 20 32 30 31 32 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 00 00 03 00 00 00 00 00 00 00 40 65 55 FD 99 99 37 40 00 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 C1 A6 Kỹ thuật điện tử P. T. Công, N. N. Thái, H. H. Cường, “Ứng dụng giao thức truyền từ xa thế hệ mới.” 256 Như vậy, trong cấu trúc dữ liệu truyền nhận của các thành phần trong tổ hợp Lynx gồm: tên lửa Accular, tên lửa Extra, máy kiểm tra ACT, máy kiểm tra ERT, ngoài nội dung các gói tin, các khung tin đều có số hiệu gói. Số hiệu này tăng dần theo các gói, số hiệu bắt đầu từ một số ngẫu nhiên được tạo ra từ bộ tạo số ngẫu nhiên đối với tên lửa Accular và máy kiểm tra ACT, được tạo ra từ thời gian hệ thống đối với tên lửa Extra và máy kiểm tra ERT. Cũng như đối với hệ thống PALMA ở phần 2.1, kỹ thuật này vừa để chống “tấn công phát lại” vừa có thể yêu cầu chính xác đối tượng gửi lại khung tin nào bị lỗi. Số ngẫu nhiên chỉ được tạo ra từ máy bắn và kiểm tra, sau khi quá trình bắt tay ban đầu được thiết lập, số ngẫu nhiên được dùng chung cho 1 phiên làm việc. Khi kết thức phiên làm việc, một số ngẫu nhiên khác được tạo ra và quá trình đánh dấu số hiệu khung tin ở bên hỏi và bên trả lời được bắt đầu từ số ngẫu nhiên mới này. 3. XÂY DỰNG GIAO THỨC TRUYỀN SỐ LIỆU CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỔ THẾ HỆ MỚI Xét cấu hình hệ thống điều khiển nổ thế hệ mới được xác định như mô tả trên hình 6: Khối điều khiển, giám sát trung tâm Khối điều khiển, giám sát cơ sở 1 Khối kích nổ 1 Khối kích nổ 2 Khối kích nổ n Khối Thu phát trung tâm Khối Thu phát cơ sở 1 Bãi nổ 1 Khu vực điều khiển, giám sát trung tâm Khối hiển thị Khu vực điều khiển, giám sát cơ sở 1 Khu vực bố trí thuốc nổ Khối điều khiển, giám sát cơ sở 2 Khối kích nổ 1 Khối kích nổ 2 Khối kích nổ n Khối Thu phát cơ sở 2 Bãi nổ 2 Khu vực điều khiển, giám sát cơ sở 2 Khu vực bố trí thuốc nổ Khối điều khiển, giám sát cơ sở n Khối kích nổ 1 Khối kích nổ 2 Khối kích nổ n Khối Thu phát cơ sở n Bãi nổ n Khu vực điều khiển, giám sát cơ sở n Khu vực bố trí thuốc nổ Hình 6. Cấu hình hệ thống điều khiển nổ thế hệ mới. Toàn bộ đường truyền lệnh cũng như giám sát trạng thái của các thành phần trong hệ thống sử dụng giao thức RS485. Đối với một bãi thuốc nổ, chúng ta có thể thấy module điều khiển, giám sát cơ sở phải trực tiếp giao tiếp với nhiều thành phần (các modul kích nổ) tương tự như máy tính trên tên lửa phải giao tiếp với nhiều bộ phận trên khoang. Các modul kích nổ trực tiếp giám sát các kíp nổ và thực hiện gây nổ, do đó đường truyền số liệu phải tuyệt đối tin cậy và cấu trúc dữ liệu phải kết hợp nhiều kỹ thuật chống phá hỏng dữ liệu, loại bỏ điều khiển nhầm. Ngoài việc mã hóa các câu lệnh theo các tiêu chuẩn mã hóa khóa bí mật, cần có Thông tin khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Điện tử, 9 - 2020 257 những kỹ thuật chống “tấn công phát lại” như đã phân tích ở đường truyền số liệu của các loại tên lửa tiên tiến trong phần 1 và 2. Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu xây dựng cấu trúc dữ liệu giám sát và điều khiển cho hệ thống điều khiển nổ thế hệ mới như sau: Định dạng câu hỏi từ modul giám sát cơ sở: - Tốc độ: 115200; - 8 bits data,1 bit start, 1 bit stop, không kiểm tra chẵn lẻ; - Câu hỏi từ modul giám sát cơ sở gồm 8 byte. Hướng truyền 0x1A ID modul được hỏi Số hiệu khung Nội dung đã mã hóa Nội dung đã mã hóa Nội dung đã mã hóa Dự phòng 0x0A Check sum Hình 7. Cấu trúc dữ liệu từ modul điều khiển, giám sát cơ sở. Số hiệu khung được đánh theo thứ tự, bắt đầu bằng 1 số ngẫu nhiên từ bộ tạo giả số ngẫu nhiên PRN được lập trình trong khối MCU của modul giám sát cơ sở hoặc số ngẫu nhiên này được nhập thủ công từ trung tâm điều khiển qua modul điều khiển giám sát hiển thị qua đường truyền vô tuyến xuống tới modul giám sát cơ sở. Nếu được truyền qua đường vô tuyến từ trung tâm xuống, số ngẫu nhiên này được bảo mật bởi khóa bí mật. Định dạng câu trả lời của modul giám sát kích nổ: Hướng truyền 0xC0 ID modul trả lời Số hiệu khung Dạng câu trả lời đã mã hóa Chân 1,2 Chân 3,4 Chân 5,6 Chân 7,8 Chân 9,10 Chân 11,12 Dự phòng 0x0B Check sum Hình 8. Cấu trúc dữ liệu từ modul giám sát, kích nổ. Số hiệu khung được đánh theo thứ tự, bắt đầu bằng số ngẫu nhiên lấy được từ câu hỏi của modul giám sát cơ sở theo thuật toán biến đổi bí mật được thống nhất trong phần cứng của cả hai bên. Số hiệu khung này khi truyền về module giám sát cơ sở được giải ra và so sánh với số ngẫu nhiên ban đầu mà nó đã gửi đi. Như vậy, ngoài khả năng chống “tấn công phát lại”, có thể yêu cầu chính xác gửi lại khung nào bị lỗi, kỹ thuật này còn cung cấp khả năng xác thực cho hệ thống (bên gửi và bên nhận dựa vào số hiệu khung truyền xác thực lẫn nhau, tránh nhận nhầm khung có số hiệu khung không đúng với tiến trình có thể được gửi từ bên thứ 3). 4. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM Hệ thống điều khiển nổ từ xa thế hệ mới với giao thức truyền dữ liệu được cải tiến đã được thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm. Cụ thể: 01 thiết bị giám sát trung tâm được kết nối với 01 thiết bị giám sát cơ sở bằng kết nối hữu tuyến RS485; thiết bị giám sát cơ sở được kết nối với 32 khối kích nổ; mỗi khối kích nổ điều khiển 12 kíp nổ. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện kích nổ từng quả nổ riêng biệt với độ chính xác 100%, có kiểm soát được các tình huống tình trạng quả nổ trước và sau khi được kích hoạt, tình trạng thông mạch kíp. Kỹ thuật điện tử P. T. Công, N. N. Thái, H. H. Cường, “Ứng dụng giao thức truyền từ xa thế hệ mới.” 258 5. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu và khảo sát trên đây cho thấy rằng, trong các hệ thống vũ khí hiện đại ngày nay, đa số các thành phần đã được modul hóa. Việc truyền các số liệu giữa các thành phần trong hệ thống đó luôn được thực hiện theo các giao thức tiêu chuẩn và được mã hóa. Tuy nhiên, khi sử dụng các giao thức tiêu chuẩn đó, nhà thiết kế luôn có những kỹ thuật nâng cao độ tin cậy cũng như bảo mật nhất định cho cấu trúc dữ liệu. Việc nghiên cứu, xác định cụ thể các đặc điểm đó giúp nắm bắt được các thuật toán điều khiển trong hệ thống và ứng dụng các cấu trúc đó vào nghiên cứu thiết kế các trang thiết bị mới. Xây dựng cấu trúc dữ liệu cho giao thức của hệ thống điều khiển nổ từ xa thế hệ mới ứng dụng những kỹ thuật nghiên cứu từ các hệ thống hiện đại hoàn toàn có thể thực hiện được giúp nâng cao độ tin cậy và độ an toàn của hệ thống. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Israel Military Industries, “Accular Missile Tester Operational and Maintenance Manual”, 2013. [2]. Israel Military Industries, “Extra Missile Tester Operational and Maintenance Manual”, 2013. [3]. American Dynamics, “RS-422/RS-485 Communications Protocol”. [4]. Боевая машина 9А34МЛ - ПРОТОКОЛ №7 - Стыковка блока электроники изделия 9М340 с ЦВМ изделия 9А34МЛ. [5]. Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, "Báo cáo tổng hợp đề tài nghiên cứu thiết kế và chế thử thiết bị giả đạn tên lửa Sosna-R cho tàu Gepard 3.9", 2015 [6]. Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, "Báo cáo tổng hợp đề tài nghiên cứu thiết kế và chế thử thiết bị giả đạn tên lửa Accular và Extra phục vụ công tác huấn luyện trắc thủ kiểm tra tại lữ đoàn 685, Quân chủng Hải quân", 2018. ABSTRACT APPLICATION OF DATA TRANSFER PROTOCOL IN ADVANCED MISSILE COMBINATIONS TO IMPROVE DATA TRANSMISSION FOR A NEW GENERATION OF REMOTE EXPLOSIVE DETONATION CONTROL SYSTEM In this paper, a data transfer protocol design for a new generation of remote explosive detonation control system based on survey results of data transfer protocols in some high-tech army weapons and equipment is presented. This design improves the reliability and control of the system to enhance safety when using the remote explosive detonation control system. Keywords: Missile; Accular; Extra; RS 485; RS 422. Nhận bài ngày 6 tháng 4 năm 2020 Hoàn thiện ngày 21 tháng 8 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 28 tháng 8 năm 2020 Địa chỉ: 1Viện Điện tử, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự; 2Học viện Hải quân. *Email: thanhcongvdt@gmail.com.