CN106597939A - 一种模块化的无人机飞行控制与管理系统 - Google Patents

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郁健萍
李梓衡
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Abstract

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种模块化的无人机飞行控制与管理系统。所述系统包含两台飞行控制与管理计算机以及最多14个接口模块；所述总线模块包括FlexRay总线A/B通道、两个主动星形连接器以及多达16个总线连接器，采用星形、总线型混合拓扑结构；所述飞行控制与管理计算机具有FlexRay总线接口，同时具有4路离散量专门用于采集地址编码信息；所述接口模块具有FlexRay总线接口，同时具有4路离散量专门用于采集地址编码信息；所述的飞行控制与管理计算机和接口模块通过总线连接器挂接到FlexRay总线上，并根据地址编码信息确定自身的功能区域，并运行相应的应用软件。提供一种互换性和维护性好的无人机飞行控制与管理系统。

Description

一种模块化的无人机飞行控制与管理系统
技术领域
本发明涉及无人机领域，具体涉及一种模块化的无人机飞行控制与管理系统。
背景技术
目前无人机的飞行控制与管理系统一般通过RS422或RS485总线实现与其他设备的交联，这种方式一般以飞行控制与管理计算机为核心，采用星形布局，对飞行控制与管理计算机的可靠性、接口性能要求较高，且不易于实现余度控制，也不便于进行系统扩展。尤其对于大型无人机，由于设备多且分散，导致机载线缆多且重，飞行控制与管理计算机难以有效管理或负担太重。
发明内容
本发明的目的：提供一种互换性和维护性好的无人机飞行控制与管理系统。
本发明的技术方案：一种模块化的无人机飞行控制与管理系统，其特征为：所述系统包括总线模块、飞行控制与管理计算机和接口模块；
所述系统包含两台飞行控制与管理计算机以及最多14个接口模块；
所述总线模块包括FlexRay总线A/B通道、两个主动星形连接器以及多达16个总线连接器，采用星形、总线型混合拓扑结构；
所述飞行控制与管理计算机具有FlexRay总线接口，同时具有4路离散量专门用于采集地址编码信息；
所述接口模块具有FlexRay总线接口，同时具有4路离散量专门用于采集地址编码信息；
所述两台飞行控制与管理计算机中运行的软件相同；
所述的每个接口模块中运行的软件相同；
所述的飞行控制与管理计算机和接口模块通过总线连接器挂接到FlexRay总线上，并根据地址编码信息确定自身的功能区域，并运行相应的应用软件。
优选地，所述系统包括两台飞行控制与管理计算机，采用主备工作方式，其中一台为主控计算机，另一台为备用计算机。
优选地，所述飞行控制与管理计算机采用mpc8245作为处理器，具有RS422/RS485接口，离散量接口和模拟量接口。
优选地，所述接口模块采用mpc5644作为处理器，具有RS422/RS485接口，离散量接口和模拟量接口。
本发明的有益效果：采用混合型拓扑结构的FlexRay总线，简化系统架构，易于实现系统扩展，能很好地适应飞机的布局及走线需要；采用模块化的接口设备，具有很强的互换性，便于系统扩展；采用基于地址标识的软件自适应方法，大大减轻了系统开发的工作量，便于系统升级维护。
附图说明
图1是本发明一种模块化的飞行控制与管理系统的原理图；
图2是本发明采用的FlexRay总线拓扑结构示意图；
图3是本发明FlexRay总线连接器的示意图；
图4是本发明接口模块的示意图。
其中，101为主动星形连接器，102为总线连接器，103为FlexRay总线A/B通道，2为飞行控制与管理计算机，3为借接口模块。
具体实施方式
本下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述，请参阅图1。
如图1所示，一种模块化的无人机飞行控制与管理系统，包括总线模块、飞行控制与管理计算机和接口模块。
所述总线模块包括FlexRay总线A/B通道、两个主动星形连接器以及多达16个总线连接器，采用星形、总线型混合拓扑结构，如图2所示。这种拓扑解决了总线型拓扑结构容易受总线长度限制，且与一般飞机布局不是完全吻合的问题。本发明采用的拓扑结构不仅契合一般飞机布局，而且能有效增加通信距离和节点数量，更符合工程化实现的需要。
所述总线连接器将两路FlexRay总线，地线以及地址编码线集成在一个连接器上，其中，4路地址编码线通过悬空或接地形成多达16个地址编码，图3所示即为其中一种编码。
所述系统包括两台飞行控制与管理计算机，采用主备工作方式，其中一台为主控计算机，另一台为备用计算机。飞行控制与管理计算机采用mpc8245作为处理器，具有FlexRay总线接口，RS422/RS485接口，离散量接口和模拟量接口，其中有4路离散量专门用于采集地址编码信息。两台飞行控制与管理计算机灌装完全相同的软件。飞行控制与管理计算机上电后，根据地址编码信息确定自身是主控计算机或备用计算机，并运行相应的应用软件。
所述系统包括1～14个完全相同的接口模块。接口模块采用mpc5644作为处理器，具有FlexRay总线接口，RS422/RS485接口，离散量接口和模拟量接口，其中有4路离散量专门用于采集地址编码信息。系统中所有的接口模块灌装完全相同的软件。接口模块上电后，根据地址编码信息确定自身的功能区域，并运行相应的应用软件。
所述飞行控制与管理计算机和接口模块通过总线连接器挂接到FlexRay总线上，总线连接器的形式如图4所示。
所述飞行控制与管理计算机和接口模块根据需要通过RS422/RS485接口，离散量接口和模拟量接口外接传感器、控制器等设备，完成对飞行器的管理和控制。

Claims (4)

1.一种模块化的无人机飞行控制与管理系统，其特征为：所述系统包括总线模块、飞行控制与管理计算机和接口模块；
所述系统包含两台飞行控制与管理计算机以及最多14个接口模块；
所述总线模块包括FlexRay总线A/B通道、两个主动星形连接器以及多达16个总线连接器，采用星形、总线型混合拓扑结构；
所述飞行控制与管理计算机具有FlexRay总线接口，同时具有4路离散量专门用于采集地址编码信息；
所述接口模块具有FlexRay总线接口，同时具有4路离散量专门用于采集地址编码信息；
所述两台飞行控制与管理计算机中运行的软件相同；
所述的每个接口模块中运行的软件相同；
所述的飞行控制与管理计算机和接口模块通过总线连接器挂接到FlexRay总线上，并根据地址编码信息确定自身的功能区域，并运行相应的应用软件。
2.根据权利要求1所述的一种模块化的无人机飞行控制与管理系统，其特征在于，所述系统包括两台飞行控制与管理计算机，采用主备工作方式，其中一台为主控计算机，另一台为备用计算机。
3.根据权利要求1所述的一种模块化的无人机飞行控制与管理系统，其特征在于，所述飞行控制与管理计算机采用mpc8245作为处理器，具有RS422/RS485接口，离散量接口和模拟量接口。
4.根据权利要求1所述的一种模块化的无人机飞行控制与管理系统，其特征在于，所述接口模块采用mpc5644作为处理器，具有RS422/RS485接口，离散量接口和模拟量接口。
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