CN103818560B - 一种直升机综合信息显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空电子技术领域，特别是涉及一种直升机综合信息显示系统。本系统由2台多功能显示器和1个多功能控制器组成，其中，2台完全相同的多功能显示器通过数据总线、离散量、模拟量接口与数据/信号源交联，2台多功能显示器之间通过数据总线连接，多功能控制器通过数据总线与多功能显示器连接。该综合信息显示系统是针对单驾驶或双驾驶直升机设计的，系统航线可更换单元数量少、成本低、接口数量丰富、可配置、具有更加适合中国驾驶员的人机界面。由于系统仅由3个航线可更换单元组成，产品数量少，因此系统造价低廉，维护成本低；系统预留丰富的数据总线、模拟量、离散量等接口，可通过软件配置实现接口的灵活应用。

Description

一种直升机综合信息显示系统

技术领域

本发明涉及航空电子技术领域，特别是涉及一种直升机综合信息显示系统。

背景技术

现在，直升机座舱已经全面进入玻璃座舱时代，而玻璃座舱的核心设备之一就是拥有丰富信息显示功能和综合控制功能的综合信息显示系统。目前，众多国际大型航空电子设备制造商均有直升机综合信息显示系统产品，且产品构型各不相同：柯林斯公司的MFD-255系统由2台主飞行显示器、2台导航显示器和2个显示控制器组成；霍尼韦尔公司的APEX系统由4台多功能显示器、2个显示器控制器、1个（或2个，由用户选择）多功能控制器和模块化航电单元组成。上述产品均可实现直升机综合信息显示功能，但均主要面向英语用户，中国用户识别和操作存在一定难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题：

本发明的目的是创造一种全新的直升机综合信息显示系统，该系统可以满足单驾驶或双驾驶、4吨级及以下直升机对综合信息显示系统的需求，同时尽可能具有最少的航线可更换单元的数量，降低生产成本和维护成本，并具有中文显示界面，使之满足中国用户的需求及使用习惯。

本发明的技术方案：

直升机综合信息显示系统，本系统由2台多功能显示器和1个多功能控制器组成，其中，

2台完全相同的多功能显示器通过数据总线、离散量、模拟量接口与数据/信号源交联，2台多功能显示器之间通过数据总线连接，多功能控制器通过数据总线与多功能显示器连接；

所述的多功能显示器包括底板总线、键码扫描电路、EMI滤波单元、电源模块、数据采集模块、数据处理模块、显示处理模块、液晶显示单元及控制键，从数据/信号源采集的信号通过数据总线/模拟量/离散量接口进入底板总线，再从底板总线传输给数据采集模块，经数据采集模块采集后通过底板总线传输给数据处理模块，数据处理模块进行数据处理和信息融合后将信息通过以太网发送给显示处理模块，显示处理模块将信息转换成为视频信号后通过LVDS接口发送到液晶显示单元显示；同时液晶显示单元的控制键接收驾驶员发出的控制指令，指令由键码扫描电路识别后经底板总线传给数据处理模块，数据处理模块将有效的指令经底板总线传给数据采集模块，数据采集模块将指令转换成控制指令经底板总线发送给交联设备。直接在显示画面上叠加的视频信号经底板总线直接传输给显示处理模块，通过显示处理模块转换成视频信号经LVDS接口直接传输给液晶显示单元显示。

多功能控制器包括EMI滤波单元、电源模块、数据处理模块、导光板键盘，导光板键盘将驾驶员的控制指令转换成键码值发送给数据处理模块，经处理后通过数据总线发送给多功能显示器；多功能显示器的控制指令通过数据总线传输给数据处理模块，数据处理模块将控制指令转换成控制信号后发送给导光板键盘。

所述的数据/信号源包括大气数据系统、航姿基准系统、无线电高度表、无线电罗盘、GPS、伏尔导航系统、测距机、气象雷达、自动飞行控制系统、近地警告系统、光电吊舱、飞参记录系统、视频记录仪、机电系统。

所述的2台多功能显示器分别工作在主、从模式下，对外默认由主从关系为主的显示器向外发出控制指令，显示器的主从模式通过多功能控制器进行选择切换。

本发明的有益效果：

该综合信息显示系统是针对单驾驶或双驾驶直升机设计的，系统航线可更换单元数量少、成本低、接口数量丰富、可配置、具有更加适合中国驾驶员的人机界面。由于系统仅由3个航线可更换单元组成，产品数量少，因此系统造价低廉，维护成本低；系统预留丰富的数据总线、模拟量、离散量等接口，可通过软件配置实现接口的灵活应用，使系统可配置成与多种系统交联、执行不同任务需要的工作方式，可适用于不同用途直升机；同时系统的显示界面均采用中文，便于中国驾驶员接受和掌握。

附图说明

图1：系统框图

图2：显示器结构框图

图3：多功能控制器结构框图

具体实施方式

直升机综合信息显示系统，本系统由2台多功能显示器和1个多功能控制器组成，其中，

2台完全相同的多功能显示器通过数据总线、离散量、模拟量接口与数据/信号源交联，2台多功能显示器之间通过数据总线连接，多功能控制器通过数据总线与多功能显示器连接；

所述的数据/信号源包括大气数据系统、航姿基准系统、无线电高度表、无线电罗盘、GPS、伏尔导航系统、测距机、气象雷达、自动飞行控制系统、近地警告系统、光电吊舱、飞参记录系统、视频记录仪、机电系统。

多功能显示器基于综合化和一体化理念设计，将数据采集电路、显控处理电路和液晶显示屏集成为一体化设备，使其具有数据采集、数据处理、信息融合、图形生成和显示等功能。

所述的多功能显示器包括底板总线、键码扫描电路、EMI滤波单元、电源模块、数据采集模块、数据处理模块、显示处理模块、液晶显示单元及控制键，从数据/信号源采集的信号通过数据总线/模拟量/离散量接口进入底板总线，再从底板总线传输给数据采集模块，经数据采集模块采集后通过底板总线传输给数据处理模块，数据处理模块进行数据处理和信息融合后将信息通过以太网发送给显示处理模块，显示处理模块将信息转换成为视频信号后通过LVDS接口发送到液晶显示单元显示；同时液晶显示单元的控制键接收驾驶员发出的控制指令，指令由键码扫描电路识别后经底板总线传给数据处理模块，数据处理模块将有效的指令经底板总线传给数据采集模块，数据采集模块将指令转换成控制指令经底板总线发送给交联设备。直接在显示画面上叠加的视频信号经底板总线直接传输给显示处理模块，通过显示处理模块转换成视频信号经LVDS接口直接传输给液晶显示单元显示。

实施例多功能显示器中显示部件包括：液晶显示单元、控制键及导光板、显示处理模块和显卡模块（显卡模块以PMC背板的形式安装在显示处理模块上）；数据采集和处理功能部件包括：数据采集模块1、数据采集模块2和数据处理模块；此外还包括机箱、托架、底板（含键码扫描电路）和电源模块（含EMI滤波单元）。

液晶显示单元采用10英寸液晶显示屏，宽6英寸，高8英寸，分辨率为768×1024，液晶显示屏接收显卡模块的LVDS数字视频信号进行显示。

显示处理模块完成图形图像的生成和显示视频信号的输出，处理器采用MPC8245处理器，主频300MHz，内存512MB，支持IDE接口，程序FLASH容量16MB，数据FLASH容量32MB，2路100M/s以太网接口，并有PMC-PCI总线插座，16位数据操作。

显卡模块GPU采用ATIMOBILITYRADEON9000，显存64MB，具有硬件加速，支持OPENGL1.3图形库，1路LVDS视频信号输出，1路PAL-D视频信号输入，1路PAL-D信号输出，标准PMC背板模块，安装在显示处理模块上。

数据采集模块1包括与外部设备交联的14路ARINC429总线输入接口、3路ARINC429总线输出接口、3路模拟量输入接口和3路输入离散量接口。模块的控制器采用DSPSM320F2812PGFMEP处理器，处理器主频150MHz，集成128K字容量程序FLASH，16K字容量SARAM；数据采集模块1作为底板数据总线的从设备通过16k字节的双口存储器与从数据处理模块进行数据交换。

数据采集模块2包括与外部设备交联的2路ARINC453总线输入接口、ARINC407输入接口和ARINC583输出接口。模块的控制器采用DSPTMS2812处理器，处理器主频150MHz，集成128K字容量程序FLASH，16K字容量SARAM。数据采集模块2作为底板数据总线的从设备通过16k字节的双口存储器与从数据处理模块进行数据交换。

数据处理模块完成外部交联设备输入数据的处理和系统任务数据流的控制，处理器采用MPC8245处理器，主频300MHz，内存512MB，程序FLASH容量16MB，数据FLASH容量32MB，2路以太网接口，8路RS422接口。数据处理模块作为底板数据总线的主设备与从设备数据采集模块进行数据交换。

键码扫描电路实时捕获驾驶员通过显示器边键发出的画面切换指令和控制指令，然后通过底板总线发给数据处理模块，对画面的控制通过数据处理模块反馈给显示处理模块，对交联设备的控制指令可通过底板发送出去。

电源模块提供+5V和±12V输出，给多功能显示器的所有模块供电。

多功能控制器包括EMI滤波单元、电源模块、数据处理模块、导光板键盘，导光板键盘将驾驶员的控制指令转换成键码值发送给数据处理模块，经处理后通过数据总线发送给多功能显示器；多功能显示器的控制指令通过数据总线传输给数据处理模块，数据处理模块将控制指令转换成控制信号后发送给导光板键盘。

实施例多功能控制器由数据加载卡数据接口、导光板键盘、其它操纵装置、数据处理模块和电源模块（含EMI滤波单元）组成。

数据处理模块完成导光板键码和其他操纵装置状态的采集发送，并完成与数据加载卡的数据传输。

数据处理模块处理器采用MPC8245处理器，主频300MHz，内存128MB，支持SD电子盘接口，2路以太网接口、2路RS422收发接口，程序FLASH容量16MB。

电源模块提供+5V电源输出电流3A，给多功能控制器所有模块供电。

所述的2台多功能显示器分别工作在主、从模式下，对外默认由主从关系为主的显示器向外发出控制指令，显示器的主从模式通过多功能控制器进行选择切换。

2台显示器间实时通过以太网交换数据并比较，判断系统工作状态并提示驾驶员故障信息。当其中一台显示器的数据采集模块发生故障，另一台显示器可将数据通过以太网发给故障显示器的数据处理模块，使故障显示器可以正常进行画面显示和画面切换，从而提高了系统的安全性和可靠性。

Claims (2)

1.一种直升机综合信息显示系统，本系统由2台多功能显示器和1个多功能控制器组成，其中，

2台完全相同的多功能显示器通过数据总线、离散量接口、模拟量接口与数据/信号源交联，2台多功能显示器之间通过数据总线连接，多功能控制器通过数据总线与多功能显示器连接；

所述的多功能显示器包括底板总线、键码扫描电路、EMI滤波单元、电源模块、数据采集模块、第一数据处理模块、显示处理模块、液晶显示单元及控制键，从数据/信号源采集的信号通过数据总线、模拟量接口、离散量接口进入底板总线，再从底板总线传输给数据采集模块，经数据采集模块采集后通过底板总线传输给第一数据处理模块，第一数据处理模块进行数据处理和信息融合后将信息通过以太网发送给显示处理模块，显示处理模块将信息转换成为视频信号后通过LVDS接口发送到液晶显示单元显示；同时液晶显示单元的控制键接收驾驶员发出的指令，指令由键码扫描电路识别后经底板总线传给第一数据处理模块，第一数据处理模块将有效的指令经底板总线传给数据采集模块，数据采集模块将有效的指令转换成控制指令经底板总线发送给交联设备；直接在显示画面上叠加的视频信号经底板总线直接传输给显示处理模块，通过显示处理模块转换成视频信号经LVDS接口直接传输给液晶显示单元显示；

多功能控制器包括EMI滤波单元、电源模块、第二数据处理模块、导光板键盘，导光板键盘将驾驶员的控制指令转换成键码值发送给第二数据处理模块，经处理后通过数据总线发送给多功能显示器；多功能显示器的控制指令通过数据总线传输给第二数据处理模块，第二数据处理模块将控制指令转换成控制信号后发送给导光板键盘；

所述的数据/信号源包括大气数据系统、航姿基准系统、无线电高度表、无线电罗盘、GPS、伏尔导航系统、测距机、气象雷达、自动飞行控制系统、近地警告系统、光电吊舱、飞参记录系统、视频记录仪、机电系统。

2.如权利要求1所述的一种直升机综合信息显示系统，其特征是，所述的2台多功能显示器分别工作在主、从模式下，对外默认由主从关系为主的显示器向外发出控制指令，显示器的主从模式通过多功能控制器进行选择切换。