CN104183032A - 一种座舱音频快取记录器 - Google Patents

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本发明属于航空电子技术领域，涉及一种座舱音频快取记录器。本发明采集来自机长语音面板、副驾驶语音面板、其他机组成员位置和驾驶舱区域麦克风的四路音频信号，通过ARINC429总线获取机上UTC时间信息，音频数据加密后，进行数据的时间同步处理和组包，将数据记录在数据卡中。飞行结束后能够快速地取出数据卡，通过数据卸载设备进行数据卸载。本发明利用机上现有音频信号源和UTC时间信息源，并按要求的数据文件格式进行音频数据的记录，记录时间长达300小时，并采用数据卸载设备和软件进行数据回放，充分考虑和保护飞行员人权、隐私和对记录的通话信息，满足“不能随便下载，不能随便回放”的原则，使记录信息的非授权提取和回放减少到最低可能性。

Description

一种座舱音频快取记录器
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，涉及一种座舱音频快取记录器。
背景技术
目前，国际和国内航空飞行器上，民航局已强制要求安装了具备抗坠毁能力的座舱音频记录器(Cockpit Voice Recorder，简称：CVR)，其记录时间要求至少满足30分钟或2个小时。由于CVR记录时间较短，不利于一些事故症候和差错的事后调查，达不到对机组人员进行考核和监管的目的；同时CVR价格昂贵，每次进行维护时都需要将其从机上拆下，容易结构损坏；另外，需要通过复杂设备对CVR进行音频数据下载和地面回放处理，给产品维护和使用工作带来诸多不便。
飞机在飞行过程中，对飞机内部舱音和驾驶员话音的记录和复现是提高陆空通话水平的有效和重要手段，是对飞机驾驶舱环境各要素之间的匹配程度有价值的评价依据和科学管理方法。
目前，飞机所使用记录音频的设备/系统采用U盘、CF卡、SD卡等通用存储介质，对所记录的舱音数据和话音数据能够任意下载和随便回放，未能够充分保护飞行员的人权和隐私，不能够满足飞行安全管理要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够进行长时间记录，并且能够充分保护飞行员的人权和隐私，满足飞行安全管理要求的座舱音频快取记录器。
本发明的技术方案是：座舱音频快取记录器由电源模块、数据管理模块和数据卡构成，电源模块将交流115V或直流28V电压转换为直流5V电压，给数据管理模块及数据卡提供电源，数据管理模块将处理后的实时音频信号送入数据卡存储；数据管理模块进行音频数据处理的步骤是：
(1)形成文件头
文件头包括：文件头标志、文件创建时间和飞机航班信息，其中，文件头标志的内容为：0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8个字节、文件创建时间的内容为当前UTC时间信息、飞机航班信息为10个字节；
(2)将形成的文件头存储在数据卡内；
(3)形成数据包
数据包包括：数据包标志、音频通道标识、数据长度、当前UTC时间、时标、实时音频数据和包尾。其中，数据包标志的内容为：0xEB25 0xEB25，共4个字节、音频通道标识共两个字节、五种标识，五种标识分别为：机长语音面板音频数据、副驾驶语音面板音频数据、其他机组成员位置音频数据、驾驶舱区域麦克风音频数据和混合音频数据，数据长度为两个字节，值为0x0800、时标为8个字节，单位为1ms的计数值，实时音频数据为与音频通道标识五种标识数据相对应的数据并且长度为2048字节，包尾为上述各字节的累加值，长度为2个字节；
(4)将形成的数据包按照时间顺序通过伪并行总线依次存储在数据卡中，形成一个完整的数据文件。
本发明具有的优点和有益效果，本发明采集来自机长语音面板、副驾驶语音面板、其他机组成员位置和驾驶舱区域麦克风的四路音频信号，通过ARINC429总线获取机上UTC时间信息，音频数据加密后，进行数据的时间同步处理和组包，将数据记录在数据卡中。飞行结束后能够快速地取出数据卡，通过数据卸载设备进行数据卸载。
本发明利用机上现有音频信号源和UTC时间信息源，并按要求的数据文件格式进行音频数据的记录，记录时间长达300小时，并采用数据卸载设备和软件进行数据回放，充分考虑和保护飞行员人权、隐私和对记录的通话信息，满足“不能随便下载，不能随便回放”的原则，使记录信息的非授权提取和回放减少到最低可能性。
附图说明：
图1为本发明组成框图；
图2为本发明电源模块原理框图；
图3为本发明数据管理模块原理框图；
图4为本发明数据卡原理框图；
图5为本发明数据记录文件格式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述，参阅图1至图5。
参阅图1：
座舱音频快取记录器采用模块化设计，由电源模块1、数据管理模块2和数据卡3三部分组成。
参阅图2：
电源表决电路4实现对交流115V电源转换为直流28V，并当有交流115V电源或直流28V电源输入时，该模块将输出直流28V。
过流保护5使用自复熔丝实现。当输入的电流大于1.0A时，切断供电输入，当输入电流恢复为0.5A时，接通供电输入，以保证后端的电路不会因电流过大而失效。
过压保护6使用浪涌抑制器，保证后端的电路不会因电压过大失效或损坏。
电源滤波器7用于满足电路的电磁兼容性要求和去除电源纹波。
储能电路8为功率型负载，根据电容放电特性，保证产品在200ms掉电中断时间之内能够正常工作。
DC/DC模块9负责将直流28V电源转换为直流5V电源并输出，为各模块供电。
参阅图3：
音频采集模块10以FPGA逻辑器件作为处理器，负责将机上的四路音频信号(机长语音面板，副驾驶语音面板，其他机组成员位置、驾驶舱区域麦克风，)转换为数字信号并将数据发送给数据处理模块13。
UTC接收模块11通过ARINC429总线信号接收机上时间信息，并将时间信息数据发送给数据处理模块13；
供电模块12负责向数据处理模块13和数据卡3提供所需工作电压。
数据处理模块13通过地址/数据总线与音频采集模块10和UTC接收模块11进行数据交互，并完成对音频数据的数据压缩和加密处理，同时按固定格式进行数据组包和加密处理，将打包好的数据通过伪并行总线写入数据卡3。
参阅图4：
伪并行总线14是数据处理模块13和数据存储模块16的通道，完成数据的写入。
供电模块15是向数据存储单元16提供工作3.3V的工作电压。
数据存储模块16由大容量NANDFLASH芯片组成，实现数据的存储。
参阅图5：
每个音频数据的记录文件由一个文件头17和多个数据包18(每个数据包格式一样)组成。
文件头17为音频数据文件的开始标记，由文件头标志19、文件创建时间20和飞机航班信息21组成。
数据包18由数据包标志22、音频通道标识23、数据长度24、UTC时间25、时标26、音频数据27和包尾(包校验和)28组成。
数据文件的形成过程是：
(1)形成文件头17
文件头17包括：文件头标志19、文件创建时间20和飞机航班信息21，其中，文件头标志19的内容为：0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8个字节、文件创建时间的内容为当前UTC时间信息，飞机航班信息21为10个字节；
(2)将形成的文件头存储在数据卡(3)内；
(3)形成数据包(18)
数据包(18)包括：数据包标志(22)、音频通道标识(23)、数据长度(24)、当前UTC时间(25)、时标(26)、实时音频数据(27)和包尾(28)，其中，数据包标志(22)的内容为：0xEB25 0xEB25，共4个字节、音频通道标识23共为两个字节、五种标识，五种标识分别为：机长语音面板，副驾驶语音面板，其他机组成员位置、驾驶舱区域麦克风，混合音频数据，数据长度(24)为两个字节，值为0x0800、当前UTC时间(25)的信息、时标(26)为8个字节，单位为1ms的计数值，实时音频数据(27)为与音频通道标识23五种标识数据相对应的数据并且长度为2048字节，包尾(28)为上述各字节的累加值，长度为2个字节；
(4)将形成的数据包(18)按照时间顺序采用伪并行总线依次存储在数据卡(3)中，形成一个完整的数据文件。

Claims (1)

1.一种座舱音频快取记录器，其特征在于：记录器由电源模块(1)、数据管理模块(2)和数据卡(3)构成，电源模块(1)将115V或28V电压转换为5V给数据管理模块(2)及数据卡(3)提供电源，数据管理模块(2)将处理后的实时音频信号送入数据卡(3)存储；数据管理模块(2)进行音频数据文件处理的步骤是，
(1)形成文件头(17)，
文件头(17)包括：文件头标志(19)、文件创建时间和飞机航班信息(21)，其中，文件头标志(19)的内容为：0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8个字节、文件创建时间的内容为当前UTC时间信息，飞机航班信息(21)为10个字节；
(2)将形成的文件头存储在数据卡(3)内；
(3)形成数据包(18)
数据包(18)包括：数据包标志(22)、音频通道标识23、数据长度(24)、当前UTC时间(25)、时标(26)、实时音频数据27和包尾(28)，其中，数据包标志22的内容为：0xEB25 0xEB25，共4个字节、音频通道标识23共为两个字节、五种标识，五种标识分别为：机长语音面板，副驾驶语音面板，其他机组成员位置、驾驶舱区域麦克风，混合音频数据，数据长度(24)为两个字节，值为0x0800、当前UTC时间(25)的信息、时标(26)为8个字节，单位为1ms的计数值，实时音频数据(27)为与音频通道标识23五种标识数据相对应的数据并且长度为2048字节，包尾(28)为上述各字节的累加值，长度为2个字节；
(4)将形成的数据包(18)按照时间顺序采用伪并行总线依次存储在数据卡(3)中，形成一个完整的数据文件。
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