CN103279082B - 一种航空综合数据采集和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空综合数据采集和控制系统，该系统包括有电源板、背板和接口板，所述电源板分别连接有数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板、第二模拟信号采集板和指示板；所述数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板和第二模拟信号采集板均通过CPCI总线连接至背板，所述数据控制处理板的输出端连接至指示板的输入端，所述数据控制处理板、数字信号采集板和第一、二模拟信号采集板均连接至接口板。该系统能够同时采集多种信号，并在采集设备内集成一个快取记录卡，实现了采集机上的快速高效的数据维护管理，有更高的实时性和并发能力。本发明作为一种航空综合数据采集和控制系统可广泛应用于航空电子设备领域。
Description
技术领域
本发明涉及航空电子设备领域，尤其是一种航空综合数据采集和控制系统。
背景技术
名词解释：
GJB289A：军用标准，数字式时分制/响应型多路传输数据总线；
ARINC429：数字式信息传输系统DITS（digitalinformationtransmissionsystem）；
HUMS：直升机健康与使用监控系统（HUMS）是一个集航空电子设备、地面支持设备及机载计算机监视诊断产品于一体的复杂系统。
随着航空技术的发展，飞机上的需要采集和记录的信号种类越来越多、数据量越来越大，现有飞行参数记录系统的采集和记录能力已经不能满足需求。
现有的飞行参数记录系统由于受限于硬件资源的限制，采集种类较少，不能采集AFDX和以太网数据，记录的容量和记录能力已经不能满足需求。现有的飞行参数采集系统都是面向资源比较有限的硬件平台，对于多计算和存储能力的高性能嵌入式硬件平台，需要有实时性和并发能力更高的系统，来充分发挥硬件的性能，实现多种类、高数据量数据的同步采集、接收、处理和存储功能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种能够同时采集多种信号、便于维护的具有更高实时性和并发能力的航空综合数据采集和控制系统。
本发明所采用的技术方案是：一种航空综合数据采集和控制系统，该系统包括有电源板、背板和接口板，所述电源板分别连接有数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板、第二模拟信号采集板和指示板；所述数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板和第二模拟信号采集板均通过CPCI总线连接至背板，所述数据控制处理板的输出端连接至指示板的输入端，所述数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板和第二模拟信号采集板均连接至接口板。
进一步，所述数据控制处理板通过SATA总线连接有用于向地面站提供记录数据的快速记录卡。
进一步，所述快速记录卡采用加固型FLASH硬盘。
进一步，所述电源板包括有正常电源输入端和应急电源输入端，所述电源板包括有至少三个用于系统内部供电的直流电压输出端。
进一步，所述接口板上设有GJB289A总线接口、以太网总线接口和RS422总线接口，所述数据控制处理板用于通过GJB289A总线接口接收航电系统传输的飞行参数和电子设备工作状态参数，所述数据控制处理板用于通过以太网总线接口接收HUMS系统的振动原始数据和振动告警信息，所述数据控制处理板用于通过以太网总线接口将采集的飞行参数传输至防护记录器，所述数据控制处理板用于通过RS422总线接口与便携式维护设备通信。
进一步，所述接口板上设有AFDX总线接口、ARINC429总线接口和RS422接口，所述数字信号采集板用于通过AFDX总线接口采集AFDX交换机的任务数据，所述数字信号采集板用于通过ARINC429总线接口采集ARINC429设备的飞行参数，所述数字信号采集板用于通过RS422总线接口采集RS422设备的飞行参数。
进一步，所述接口板上设有模拟信号总线接口、开关信号总线接口和频率信号总线接口；所述第一模拟信号采集板用于通过模拟信号总线接口采集汇流条电压信号，所述第一模拟信号采集板用于通过开关信号总线接口接收告警控制盒的开关信号，所述第一模拟信号采集板用于通过频率信号总线接口采集旋翼频率信号。
进一步，所述数据控制处理板包括有上电自检模块、周期自检模块和维护自检模块。
进一步，所述数据控制处理板使用PowerPC处理器和VxWorks操作系统。
本发明的有益效果是：本发明突破现有的面向资源比较有限的硬件平台的飞行参数采集系统，采用多计算和存储能力的高性能嵌入式硬件平台，充分发挥硬件的性能，实现多种类、高数据量数据的同步采集、接收、处理和存储功能通过使用接口板与数字信号和模拟信号的采集装置的有机结合，使得该系统能够采集多种信号，包括模拟信号、开关信号、RS422总线信号、ARINC429总线信号、AFDX总线信号、GJB289A总线信号、以太网信号等，在一个设备实现了采集功能的集成，同时在集成了采集功能的基础上，增加了通过总线连接的快取记录卡，以此增加数据读取的数量和速度，使系统的实时性和并发能力更高；同时，该系统实现了采集机上维护数据、状态数据和飞行参数数据。
附图说明
图1为本发明一种航空综合数据采集和控制系统的结构图；
图2为图1进一步具体实施例的结构图；
图3为图1中电源板的具体实施方式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
参照图1，一种航空综合数据采集和控制系统，该系统包括有电源板、背板和接口板，所述电源板分别连接有数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板、第二模拟信号采集板和指示板；所述数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板和第二模拟信号采集板均通过CPCI总线连接至背板，所述数据控制处理板的输出端连接至指示板的输入端，所述数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板和第二模拟信号采集板均连接至接口板。
该系统通过接口板统一与数据控制处理板以及各种信号采集板连接不仅能够采集多种信号，具有很强的扩展性，同时也能够简化接口；而该系统中的高速背板总线，即CPCI总线提高了数据交换能力，使得系统处理速度加快。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述数据控制处理板通过SATA总线连接有用于向地面站提供记录数据的快速记录卡。
该系统实现了采集和记录功能，集成一个快速记录卡，其容量不小于64G，实现采集数据和接收数据的记录，记录数据包括：飞行参数数据、维护数据、状态数据和音频数据。系统中快速记录卡的集成加快了数据读写速度，配合高速总线从而在整体上提高数据的处理能力。
进一步作为优选的实施方式，所述快速记录卡采用加固型FLASH硬盘。
快速记录卡采集和接收的数据量约为1.2GB/小时，所以记录25个小时需要的容量为30GB左右，因此采用64G的FLASH硬盘可以满足系统协议书的技术要求，并预留46%的存储空间。
由于快取记录卡经常需要卸载记录数据，需要频繁插拔快取记录卡，而普通的SATA连接器不具备这样的耐用性，所以SATA连接器通过转接板转成其它连接器，选择158厂的HJ30J-18高可靠性矩形连接器，HJ30J-18传输速度可达1.5Gbps，满足SATA信号传输要求。FLASH硬盘选择铝合金进行外壳加固，提高产品的可靠性。
参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述电源板包括有正常电源输入端和应急电源输入端，所述电源板包括有至少三个用于系统内部供电的直流电压输出端。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述接口板上设有GJB289A总线接口、以太网总线接口和RS422总线接口，所述数据控制处理板用于通过GJB289A总线接口接收航电系统传输的飞行参数和电子设备工作状态参数，所述数据控制处理板用于通过以太网总线接口接收HUMS系统的振动原始数据和振动告警信息，所述数据控制处理板用于通过以太网总线接口将采集的飞行参数传输至防护记录器，所述数据控制处理板用于通过RS422总线接口与便携式维护设备通信。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述接口板上设有AFDX总线接口、ARINC429总线接口和RS422接口，所述数字信号采集板用于通过AFDX总线接口采集AFDX交换机的任务数据，所述数字信号采集板用于通过ARINC429总线接口采集ARINC429设备的飞行参数，所述数字信号采集板用于通过RS422总线接口采集RS422设备的飞行参数。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述接口板上设有模拟信号总线接口、开关信号总线接口和频率信号总线接口；所述第一模拟信号采集板用于通过模拟信号总线接口采集汇流条电压信号，所述第一模拟信号采集板用于通过开关信号总线接口接收告警控制盒的开关信号，所述第一模拟信号采集板用于通过频率信号总线接口采集旋翼频率信号。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述数据控制处理板包括有上电自检模块、周期自检模块和维护自检模块。
进一步作为优选的实施方式，所述数据控制处理板使用PowerPC处理器和VxWorks操作系统。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：该系统包括有电源板、背板和接口板，所述电源板分别连接有数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板、第二模拟信号采集板和指示板；所述数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板和第二模拟信号采集板均通过CPCI总线连接至背板，所述数据控制处理板的输出端连接至指示板的输入端，所述数据控制处理板、数字信号采集板、第一模拟信号采集板和第二模拟信号采集板均连接至接口板；所述接口板上设有GJB289A总线接口、以太网总线接口和RS422总线接口，所述数据控制处理板用于通过GJB289A总线接口接收航电系统传输的飞行参数和电子设备工作状态参数，所述数据控制处理板用于通过以太网总线接口接收HUMS系统的振动原始数据和振动告警信息，所述数据控制处理板用于通过以太网总线接口将采集的飞行参数传输至防护记录器，所述数据控制处理板用于通过RS422总线接口与便携式维护设备通信。
2.根据权利要求1所述的一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：所述数据控制处理板通过SATA总线连接有用于向地面站提供记录数据的快速记录卡。
3.根据权利要求2所述的一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：所述快速记录卡采用加固型FLASH硬盘。
4.根据权利要求1所述的一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：所述电源板包括有正常电源输入端和应急电源输入端，所述电源板包括有至少三个用于系统内部供电的直流电压输出端。
5.根据权利要求1所述的一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：所述接口板上设有AFDX总线接口、ARINC429总线接口和RS422接口，所述数字信号采集板用于通过AFDX总线接口采集AFDX交换机的任务数据，所述数字信号采集板用于通过ARINC429总线接口采集ARINC429设备的飞行参数，所述数字信号采集板用于通过RS422总线接口采集RS422设备的飞行参数。
6.根据权利要求1所述的一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：所述接口板上设有模拟信号总线接口、开关信号总线接口和频率信号总线接口；所述第一模拟信号采集板用于通过模拟信号总线接口采集汇流条电压信号，所述第一模拟信号采集板用于通过开关信号总线接口接收告警控制盒的开关信号，所述第一模拟信号采集板用于通过频率信号总线接口采集旋翼频率信号。
7.根据权利要求1所述的一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：所述数据控制处理板包括有上电自检模块、周期自检模块和维护自检模块。
8.根据权利要求1所述的一种航空综合数据采集和控制系统，其特征在于：所述数据控制处理板使用PowerPC处理器和VxWorks操作系统。
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