CN104571997A - 液晶显示屏控制模块、显示器及多语言显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示屏控制模块、显示器及多语言显示方法，涉及显示装置和方法技术领域。所述显示器包括液晶显示模块、主处理模块、电源模块和机箱，所述电源模块和主处理模块位于所述机箱内，所述液晶显示模块镶嵌在所述机箱上，所述主处理器与所述液晶显示模块双向数据交互，所述电源模块为所述液晶显示模块和主处理模块提供电源。所述综合飞行显示器具有多语言功能，可以显示多种语言文字，可以很好的满足不同语言人群的需要，避免了非英语人群使用英文显示界面的种种不便。

Description

液晶显示屏控制模块、显示器及多语言显示方法

技术领域

本发明涉及显示装置和方法技术领域，尤其涉及一种液晶显示屏控制模块、显示器及多语言显示方法。

背景技术

国内外CCAR-23部飞机现在主要安装美国Garmin公司G1000航电系统中的GDU1040显示器。GDU1040显示器在实际使用中存在以下问题：GDU1040显示器仅支持英文显示不支持多语言显示，影响了非英语国家飞行员的使用，特别是对一些学习英语困难的飞行员的学习和使用造成了困难；GDU1040显示器上预选航道/气压拨正值调节旋钮(CRS→BARO)位于显示器右侧，预选航向调节旋钮(HDG)位于显示器左侧,违反了功能相同或相近的旋钮就近放置方便记忆和操作的原则，妨碍了飞行员的学习和操作；GDU1040显示器上飞管调节旋钮(FMS)位于显示器右侧，因此右侧显示器上FMS旋钮距离主驾驶较远，影响主驾驶对右侧显示器上FMS旋钮的操作；GDU1040显示器右侧旋钮按键布置过密使飞行员容易产生误操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶显示屏控制模块、显示器及多语言显示方法，所述显示屏控制模块可以根据需要切换多种语言使用方便。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种液晶显示屏控制模块，其特征在于所述控制模块包括：软件自检模块：用于读取显示器硬件的自检结果，验证软件系统配置的正确性和数据文件的完整性，并且显示检查结果；软件初始化模块，根据软件配置数据和处理器的初始化引脚的状态完成软件的初始化；图形化显示界面模块，用于提供图形化的用户接口，与操作人员进行各种数据和信息的交互；数据收发模块，用于通过各种接口，完成各个功能模块与系统外部的其它综合显控设备之间的数据信息传递和转换；飞行仪表指示模块，通过图形和数字的方式，显示飞行器的飞行仪表数据；通信导航指示与设置模块，用于管理和显示通信导航相关信息；机体/引擎信息指示模块，用于显示飞机接口单元采集的信息；设备状态指示模块，用于检测和判断各个设备报告的数据信息，如果发现异常数据和错误的状态，通过告警向操作人员进行反馈；提醒与告警模块，用于通过显示界面向操作人员提供飞行信息提醒和异常情况的告警；视景合成模块，用于演示视景合成，提供三维飞行视景显示；显示模式管理模块，管理显示界面的模式，提供PFD，MFD两种显示模式，如果飞行显示设备发生故障，可以通过手动或者系统自动的方式使剩余的显示设备切换到降级模式进行显示；多种语言显示模块，用于将综合飞行显示器显示语言切换至飞行员所需语言。

进一步的技术方案在于：所述自检结果包括CPU，GPU，内存，SD卡，闪存的状态信息。

进一步的技术方案在于：所述各种接口包括以太网接口、RS-232接口以及ARNIC-429接口。

进一步的技术方案在于：所述飞行器的仪表信息包括姿态、速度和高度。

进一步的技术方案在于：所述通信导航相关信息包括无线电管理、移动地图演示和应答机指示与设置信息。

进一步的技术方案在于：所述机体/引擎信息包括飞行器歧管压力、引擎转速和燃油量信息。

本发明还公开了一种包含上述液晶显示屏控制模块的综合飞行显示器，其特征在于：所述显示器包括液晶显示模块、主处理模块、电源模块和机箱，所述电源模块和主处理模块位于所述机箱内，所述液晶显示模块镶嵌在所述机箱上，所述主处理器与所述液晶显示模块双向数据交互，所述电源模块为所述液晶显示模块和主处理模块提供电源；所述液晶显示模块包括液晶显示屏控制模块、液晶屏、导光面板、按键模块以及光传感器，所述液晶显示屏控制模块与所述主处理模块双向连接，所述液晶屏与液晶显示屏控制模块的信号输出端连接，所述按键模块与液晶显示屏控制模块的信号输入端连接，所述光传感器与液晶显示屏控制模块的信号输入端连接，所述导光板固定在所述液晶屏的上表面。

进一步的技术方案在于，所述按键模块包括按钮式按键和旋钮式按键，功能相同或相近的按键在同一个区域。

进一步的技术方案在于，综合飞行显示器飞管调节旋钮FMS位于飞行显示器左侧。

本发明还公开了一种上述综合飞行显示器的多语言显示方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)生成综合飞行显示器需要显示的若干文字的数据包；

(2)在综合飞行显示器中安装已生成的数据包；

(3)选择不同语言文字时综合飞行显示器搜索需要显示的文字所对应的内码，通过内码与位图的映射关系搜索到显示的文字的位图；

(4)显示输出需要显示的文字的位图。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：综合飞行显示器具有多语言功能，可以显示多种语言文字，可以很好的满足不同语言人群的需要，避免了非英语人群使用英文显示界面的种种不便；综合飞行显示器对按键和旋进行分类，将功能相同或相近的按键放置在相近的位置，极大地方便了飞行员的记忆和操作；综合飞行显示器飞管调节旋钮FMS位于综合和飞行显示器左侧，方便主驾驶对右侧综合飞行显示器上飞管调节旋钮FMS的操作；综合飞行显示器增大了旋和按键之间的间距，极大地降低了误操作的可能性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明所述显示器的原理框图；

图2-5是本发明所述显示器的外观结构示意图；

图6是综合飞行显示器的软件外部接口结构示意图；

图7是本发明所述综合飞行显示器的软件架构图；

图8是本发明所述显示器的图形界面代码结构示意图；

图9是本发明所述显示方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明公开了一种综合飞行显示器，所述显示器包括液晶显示模块、主处理模块、电源模块和机箱。所述电源模块和主处理模块位于所述机箱内，所述液晶显示模块镶嵌在所述机箱上，所述主处理器与所述液晶显示模块双向数据交互，所述电源模块为所述液晶显示模块和主处理模块提供电源。所述液晶显示模块包括液晶显示屏控制模块、液晶屏、导光面板、按键模块以及光传感器。所述液晶显示屏控制模块与所述主处理模块双向连接，所述液晶屏与液晶显示屏控制模块的信号输出端连接，所述按键模块与液晶显示屏控制模块的信号输入端连接，所述按键模块包括按钮式按键和旋钮式按键，功能相同或相近的按键在同一个区域。综合飞行显示器飞管调节旋钮FMS位于飞行显示器左侧。所述光传感器与液晶显示屏控制模块的信号输入端连接，所述导光板固定在所述液晶屏的上表面。

导光面板设计:导光面板作为人机交互的输入设备，采集环境光强度、操作人员调节的开关状态、显示屏亮度值、增益值以及其他工作状态值，传输给飞行显示器相关系统。导光面板采用封闭式铝合金结构加工，采用符合飞机座舱照明与显示光学标准要求的导光按键进行设计，按键手感舒适，满足人机工效要求。共设有2个切换按键、6个周边键、10个软按键、8个旋钮和2个光传感器。根据功能相同或相近旋钮就近放置方便记忆和操作和保证旋钮按键合理间距减少误操作的原则，综合飞行显示器面板布置如下图2所示。

按键的名称和功能如下表所示：

表1

综合飞行显示器的整体外观如图2-5所示，外形尺寸为：299.7mm(宽)×195.6mm(高)×77mm(厚),其中厚度方向尺寸为最大尺寸。

设备主要由两部分组成：显示器模块和后壳体模块，显示器模块包括前面板和液晶显示器，前面板布置按键、旋钮、显示窗口等人机交互模块，前面板采用非金属导光材料，所有按键及旋钮均有可导光标识，方便夜间操作；液晶显示器采用成熟工艺进行绑定。后壳体结构外形如上图5所示，后表面设计有散热片，主要功率芯片均采用贴机壳内壁的方式将热量传递到机壳。设备采用面板安装，在设备四角采用4颗1/4快锁螺钉进行安装，快锁螺钉选用索斯科成熟产品。设备采用后出线方式，采用矩形连接器，矩形连接器位置如上图所示。

综合飞行显示器软件设计：

综合飞行显示器软件实现向外界反馈飞行器的关键飞行参数(如姿态、空速，高度等)、对飞行过程中出现的部分异常情况，进行提示和告警等功能。综合飞行显示器软件通过捕获飞行显示器面板上的按键和旋钮产生的中断，实现人机界面的交互操作；通过嵌入式计算机的以太网接口、RS-232接口和ARNIC-429接口实时地获取综合显控系统中其它设备报送的飞行数据与状态参数，并通过这些接口向其他设备发送相关的命令与参数。

软件外部接口：与综合飞行显示器交互的设备主要有大气数据计算机、航姿航向参考设备、综合无线电设备、飞机接口单元、另一台综合飞行显示器等，综合飞行显示器软件外部接口关系如下图6所示。

操作人员通过操作飞行显示器面板上的按键和旋钮向综合飞行显示器软件发送操作命令，综合飞行显示器软件根据捕获各种按键和旋钮的中断事件，调用对应的处理代码，实现命令的处理并且通过显示界面反馈处理结果。

综合飞行显示器软件通过ARNIC 429接口接收来自大气数据计算机的速度、高度、温度数据和来自姿态航向参考设备的航姿、磁航向数据；通过以太网接口向大气数据计算机和姿态航向参考设备发送设置参数和命令。

综合飞行显示器软件和综合无线电设备之间通过以太网传递数据。这些数据包括通信导航数据、设置参数以及飞机接口单元参数。

软件架构:

如图7所示为软件架构图，综合飞行显示器软件处理套接字、ARNIC 429、RS 232接口收发的数据和显示器按键和旋钮产生的中断信息，调用OpenGL的API绘制用户图形界面。软件的功能模块通过调用数据收发模块和GUI的接口实现数据的处理和显示。

综合飞行显示器软件主要包括以下功能：

a)软件自检：读取显示器硬件的自检结果(包括CPU，GPU，内存，SD卡，闪存等部件的状态)，验证软件的系统配置的正确性和数据文件的完整性，并且显示检查结果；

b)软件初始化：根据软件配置数据和CDU引脚的状态完成软件的初始化；

c)图形化显示界面：提供图形化的用户接口，能够形象且具体地与操作人员进行各种数据和信息的交互；

d)数据收发管理：通过以太网、RS-232接口以及ARNIC-429接口，完成各个功能模块与系统外部的其它综合显控设备之间的数据信息传递和转换；

e)飞行仪表指示：通过图形和数字的方式，显示飞行器的姿态、速度、高度等飞行仪表数据；

f)通信导航指示和设置：管理和显示通信导航相关信息，包括无线电管理、移动地图演示和应答机指示与设置等；

g)机体/引擎信息指示：显示飞机接口单元采集的信息,包括歧管压力、引擎转速、燃油量等设备指示参数；

h)设备状态指示：检测和判断各个设备报告的数据信息，如果发现异常数据和错误的状态，需要通过告警等手段向操作人员进行反馈；

i)提醒与告警：通过显示界面向操作人员提供飞行信息的提醒和异常情况的告警；

j)视景合成：演示视景合成功能，提供简易的三维飞行视景显示；

k)显示模式管理：管理显示界面的模式，提供PFD，MFD两种显示模式。如果飞行显示设备发生故障，可以通过手动或者系统自动的方式使剩余的显示设备切换到降级模式进行显示；

l)多语言设计：在MFD的配置界面上使用FMS大旋钮选择语言设置选项，使用FMS小旋钮进行设置并使用ENTER键确认设置，将综合飞行显示器显示语言切换至飞行员所需语言。

软件运行环境：综合飞行显示器软件使用VxWorks操作系统，同时采用OpenGL-SC作为图形界面的基础运行库。

开发方法

综合飞行显示器软件使用SCADE Display实现图形界面的开发。完成图形界面的绘制和建模后，再通过SCADE Display将整个界面的模型转换成相应的实现代码。然后将图形界面代码和功能代码按照SCADE Display的代码结构(如下图所示)整合到一起，通过IDE生成最终的执行文件，放到运行环境中进行调试和验证。

图形界面开发工具SCADE Display已经通过适航认证。该工具遵从DO-178B标准，支持OpenGL-SC。通过封装OpenGL的API，SCADE Display向开发者提供图形化的开发界面，同时具有图形建模、逻辑建模和设计检查的能力，最终能够生成满足适航标准的图形界面代码供开发者调用。图形界面代码结构如下图8所示。

多语言设计：

对于民用机载综合飞行显示器这种对安全要求极高，适航取证非常严格的应用场合，通常采用通过适航认证的嵌入式实时操作系统，如Vxworks等。然而，这类操作系统本身不支持中文或其他小语种语言，因此，也不包含相应字库，要实现多语言显示必须首先将相应字库文件下载到目标机上，程序执行中需要输出显示其他语言时就根据其内码到字库(通常使用点阵字库)中找到对应字模进行输出显示。这种方式存在的缺陷在于多种语言包通常占用的存储空间较大,应用编程较为复杂，同时在飞机上的显示器显示调用语言时，对不同的字库的加载亦较为复杂，面临着适航取证方面的难题。为解决上述技术问题，在综合飞行显示器的设计中使用位图的方式实现多语言的设计。

设计原理：

在综合飞行显示器中安装包含多语言文字的数据包，数据包中包含不同语言文字与不同位图建立映射关系的内码。需要显示不同语言文字时可以在综合飞行显示器中搜索需要显示的语言文字的内码，通过内码与位图的映射关系搜索到需要显示的语言文字的位图，并显示输出需要显示的语言文字的位图，多语言工作流程如图9所示。

综合飞行显示器具有多语言功能，可以显示多种语言文字，可以很好的满足不同语言人群的需要，避免了非英语人群使用英文显示界面的种种不便；综合飞行显示器对按键和旋进行分类，将功能相同或相近的按键放置在相近的位置，极大地方便了飞行员的记忆和操作；综合飞行显示器飞管调节旋钮FMS位于综合和飞行显示器左侧，方便主驾驶对右侧综合飞行显示器上飞管调节旋钮FMS的操作；综合飞行显示器增大了旋和按键之间的间距，极大地降低了误操作的可能性。

Claims (10)

1.一种液晶显示屏控制模块，其特征在于所述控制模块包括：软件自检模块：用于读取显示器硬件的自检结果，验证软件系统配置的正确性和数据文件的完整性，并且显示检查结果；软件初始化模块，根据软件配置数据和处理器的初始化引脚的状态完成软件的初始化；图形化显示界面模块，用于提供图形化的用户接口，与操作人员进行各种数据和信息的交互；数据收发模块，用于通过各种接口，完成各个功能模块与系统外部的其它综合显控设备之间的数据信息传递和转换；飞行仪表指示模块，通过图形和数字的方式，显示飞行器的飞行仪表数据；通信导航指示与设置模块，用于管理和显示通信导航相关信息；机体/引擎信息指示模块，用于显示飞机接口单元采集的信息；设备状态指示模块，用于检测和判断各个设备报告的数据信息，如果发现异常数据和错误的状态，通过告警向操作人员进行反馈；提醒与告警模块，用于通过显示界面向操作人员提供飞行信息提醒和异常情况的告警；视景合成模块，用于演示视景合成，提供三维飞行视景显示；显示模式管理模块，管理显示界面的模式，提供PFD，MFD两种显示模式，如果飞行显示设备发生故障，可以通过手动或者系统自动的方式使剩余的显示设备切换到降级模式进行显示；多种语言显示模块，用于将综合飞行显示器显示语言切换至飞行员所需语言。

2.根据权利要求1所述的液晶显示屏控制模块，其特征在于：所述自检结果包括CPU，GPU，内存，SD卡，闪存的状态信息。

3.根据权利要求1所述的液晶显示屏控制模块，其特征在于：所述各种接口包括以太网接口、RS-232接口以及ARNIC-429接口。

4.根据权利要求1所述的液晶显示屏控制模块，其特征在于：所述飞行器的仪表信息包括姿态、速度和高度。

5.根据权利要求1所述的液晶显示屏控制模块，其特征在于：所述通信导航相关信息包括无线电管理、移动地图演示和应答机指示与设置信息。

6.根据权利要求1所述的液晶显示屏控制模块，其特征在于：所述机体/引擎信息包括飞行器歧管压力、引擎转速和燃油量信息。

7.一种综合飞行显示器，其特征在于：所述显示器包括液晶显示模块、主处理模块、电源模块和机箱，所述电源模块和主处理模块位于所述机箱内，所述液晶显示模块镶嵌在所述机箱上，所述主处理器与所述液晶显示模块双向数据交互，所述电源模块为所述液晶显示模块和主处理模块提供电源；所述液晶显示模块包括液晶显示屏控制模块、液晶屏、导光面板、按键模块以及光传感器，所述液晶显示屏控制模块与所述主处理模块双向连接，所述液晶屏与液晶显示屏控制模块的信号输出端连接，所述按键模块与液晶显示屏控制模块的信号输入端连接，所述光传感器与液晶显示屏控制模块的信号输入端连接，所述导光板固定在所述液晶屏的上表面。

8.根据权利要求7所述的综合飞行显示器，其特征在于：所述按键模块包括按钮式按键和旋钮式按键，功能相同或相近的按键在同一个区域。

9.根据权利要求7所述的综合飞行显示器，其特征在于：综合飞行显示器飞管调节旋钮FMS位于飞行显示器左侧。

10.一种综合飞行显示器多语言显示方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)生成综合飞行显示器需要显示的若干文字的数据包；

(2)在综合飞行显示器中安装已生成的数据包；

(3)选择不同语言文字时综合飞行显示器搜索需要显示的文字所对应的内码，通过内码与位图的映射关系搜索到显示的文字的位图；

(4)显示输出需要显示的文字的位图。