CN107272669B - 一种机载故障管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机载故障管理系统，包含故障管理计算机和故障存储计算机，故障管理计算机采集故障数据并发送给故障存储计算机进行存储，故障管理计算机包含三层软件：操作系统和驱动层，数据访问层和业务逻辑层；操作系统和驱动层提供操作系统和若干个不同总线的驱动接口；数据访问层用于调用相应的驱动接口从外部总线读取外部设备的数据消息发送给业务逻辑层；调用驱动接口将业务逻辑层发送的编码后的故障数据发送给故障存储计算机。业务逻辑层用于从数据访问层上传的数据消息中提取故障数据，将故障数据编码后下传给数据访问层。本发明为现代大中型飞机提供一套具有高实时性、高重用性、良好的扩展性和易维护的故障管理系统。

Description

一种机载故障管理系统
技术领域
本发明涉及航空电子技术，尤其用于嵌入式环境下，通过采用嵌入式数据库构建的故障管理系统。
背景技术
飞机的故障管理系统是实时收集和统一管理飞机各个子系统的故障信息的系统，在传统的飞机中，由于飞机上电子设备较少，故障信息比较简单，因此采用了所有故障统一存储的方式，待维护人员查看故障时，再从统一存储的故障信息中挑选调出相关的故障进行显示。
随着航空电子功能越来越复杂，设备综合化程度越来越高，设备的故障信息也随之指数型增长，因此使用传统方法开发的故障管理系统在故障调显时时间较长，且重复的故障较多，导致使用不便，难以满足维护人员的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种机载故障管理系统，该机载故障管理系统采用了嵌入式数据库技术，对收集的故障进行分类管理，同时去除了重复的故障，以实现良好的实时性和良好的可维护性。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
一种机载故障管理系统，包含故障管理计算机和故障存储计算机，故障管理计算机用于采集故障数据并发送给故障存储计算机，故障存储计算机用于对故障数据进行存储，故障管理计算机包含三层软件：操作系统和驱动层，数据访问层和业务逻辑层；
操作系统和驱动层用于提供操作系统和若干个不同总线的驱动接口；
数据访问层用于调用相应的驱动接口从外部总线读取外部设备的数据消息，将来自不同外部总线的数据消息转换成统一格式发送给业务逻辑层；调用驱动接口将业务逻辑层发送的编码后的故障数据发送给故障存储计算机。
业务逻辑层用于从数据访问层上传的数据消息中提取故障数据，将故障数据编码后下传给数据访问层。
优选地，业务逻辑层中包含嵌入式故障数据库、数据采集模块、数据解析模块、故障识别和分类模块、故障去重模块、故障提取模块和故障编码模块；
数据采集模块用于调用数据访问层读取来自外部设备的数据消息，在正确读取之后传送给数据解析模块；
数据解析模块用于对数据采集模块所传送的数据消息进行解析，获取数据消息的消息ID；
故障识别与分类模块用于根据所获得的消息ID识别该数据消息是否是故障消息，当确认是故障消息后，利用消息ID在嵌入式故障数据库中进行查询，从嵌入式故障数据库中获取到该故障消息所属的飞机专业ID，然后根据飞机专业ID进行故障分类；
故障去重模块用于对周期发送的故障消息进行去重处理；
故障提取模块用于从故障消息提取故障数据；
故障编码模块用于对故障数据按照指定的故障格式进行编码。
优选地，嵌入式故障数据库采用SQLite数据库进行开发，存放着所需要记录故障及故障所属系统ID、子系统ID、飞机故障专业ID、故障ID和故障描述。
优选地，故障存储计算机上的软件实现了对不同类的故障数据分类存储。
优选地，故障存储计算机通过调用以太网接口实现与故障管理计算机软件进行通信，接收故障管理计算机发送的故障数据，同时把自身的状态信息发送给故障管理计算机。
本发明的有益效果在于：本发明提高了故障管理系统的实时性，大大缩短了故障调取和显示的时间，同时去除了重复的故障，提升了故障定位的精确度，基于数据库的故障管理实现方法可扩展性高，维护简单高效，对传统的飞机故障管理系统软件技术方案和实现方法进行了有效的改进，为飞机的故障管理系统提供了高效且可重用的实现。
附图说明
图1是实施例所示机载故障管理系统的硬件组成框图；
图2是实施例所示机载故障管理系统的软件架构框图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
机载故障管理系统主要包括两个硬件设备：故障管理计算机和故障存储计算机。在故障存储计算机内部有固态存储盘SSD。两个硬件设备之间通过以太网进行数据交换。见图1所示。硬件搭建完成后，还需配置各模块的软件运行环境。对各个处理模块进行vxworks下板级支持包配置，完成硬件和驱动的配置，完成故障存储计算对SSD本地文件系统的配置。
软件主要实现基于嵌入式数据库的故障管理系统，分为两个软件，一个是故障管理计算机软件，另外一个是故障存储计算机软件。其中故障管理计算机软件包括三个软件层次：操作系统和驱动层，数据访问层和业务逻辑层。见图2所示。
操作系统和驱动层包含操作系统和若干个不同总线的驱动接口，实现了对资源的分配，任务的调度和管理，所有硬件设备的初始化、配置，使硬件具备完整的功能和性能，建立起完整的硬件和软件运行环境。
数据访问层是飞机故障管理系统的第一层结构，实现了对驱动的调用和封装，使各种不同的硬件驱动(例如1553总线驱动、RS422总线驱动和RS429总线驱动)向上层提供同样的接口，隔离驱动与复杂的业务逻辑层的耦合。数据访问层负责了对驱动的初始化、配置等，在初始化完成后，它周期的查询有无从外部总线发送来的数据，当有数据时，它调用驱动接口读取来自外部总线的数据，同时当业务逻辑层需要向外发送数据的时候，它解析所需发送的数据，并最终调用驱动接口发送给对应的外部设备。在本发明的飞机故障管理系统中，主要使用其初始化和读取功能。
业务逻辑层是飞机故障管理系统的第二层结构，实现了对故障的处理和转发存储，包含嵌入式故障数据库、数据采集模块、数据解析模块、故障识别和分类模块、故障去重模块、故障提取模块和故障编码模块。嵌入式故障数据库选用了开源的高效的SQLite数据库进行开发，其中存放着所需要记录故障及其所属系统ID、子系统ID、飞机故障专业ID、故障ID和故障描述等信息，故障识别与分类模块、故障去重模块和故障编码模块三个步骤的执行需与嵌入式数据库进行交互，需从中读取数据和更新数据库。
数据采集模块实现了调用数据访问层接口读取来自外部设备的所有数据消息，在正确读取之后传送给数据解析模块。
数据解析模块实现了对数据采集模块所传送的数据消息进行解析，针对不同的数据来源所采用的消息格式，采用不同的解析方法，以获取其消息ID。
故障识别与分类模块根据所获得的消息ID识别该数据消息是否是故障消息，当确认是故障消息后，利用消息ID在嵌入式故障数据库中进行查询，当查询成功之后，可从嵌入式数据库中获取到该故障消息所属的飞机专业ID，然后根据专业ID进行故障分类。不同类别的故障在故障存储计算机软件中存储在不同的文件中，每一个故障类别建立一个故障存储文件。
故障去重模块实现了对周期发送的故障消息进行去重处理，只记录下故障发生时刻的故障数据。通过消息ID的查表结果，可获知当前时刻之前该故障消息是否已发生，如果未发生，则表示为新故障，应记录该故障消息，同时更新嵌入式故障数据库中的值；如果已发生，则表示为旧故障，不需要记录该故障消息。
故障提取模块实现了对一个故障消息中多个故障的提取。不同的外部设备所发送的消息格式不同，有的设备一条故障消息中可能包含多条故障，在故障提取模块中可把该故障消息中的所有故障提取出来，并分进行编码存储。
故障编码模块实现了对故障按照指定的故障格式进行打包。指定的故障格式中包含了嵌入式故障数据库中所存在该故障的所属系统ID、子系统ID、飞机故障专业ID和故障ID，并在该格式中写入当前故障的发生时间。
故障存储计算机上的软件实现了对不同类的故障分类存储。它通过调用以太网接口实现与故障管理计算机软件进行通信，接收故障管理计算机所发送的故障数据，同时把自身的状态信息发送给故障管理计算机。故障存储计算机上电后为每一个类别的故障在固态硬件中建立一个文件，当收到故障管理计算机所发送的故障数据时，根据其故障类别写入到对应的故障文件中。当磁盘写满的情况下，故障存储计算机软件可对存储的故障文件按照时间先后进行覆盖写。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种机载故障管理系统，包含故障管理计算机和故障存储计算机，故障管理计算机用于采集故障数据并发送给故障存储计算机，故障存储计算机用于对故障数据进行存储，其特征在于所述故障管理计算机包含三层软件：操作系统和驱动层，数据访问层和业务逻辑层；
操作系统和驱动层用于提供操作系统和若干个不同总线的驱动接口；
数据访问层用于调用相应的驱动接口从外部总线读取外部设备的数据消息，将来自不同外部总线的数据消息转换成统一格式发送给业务逻辑层；调用驱动接口将业务逻辑层发送的编码后的故障数据发送给故障存储计算机；
业务逻辑层用于从数据访问层上传的数据消息中提取故障数据，将故障数据编码后下传给数据访问层，包含嵌入式故障数据库、数据采集模块、数据解析模块、故障识别和分类模块、故障去重模块、故障提取模块和故障编码模块；
所述数据采集模块用于调用数据访问层读取来自外部设备的数据消息，在正确读取之后传送给数据解析模块；
所述数据解析模块用于对数据采集模块所传送的数据消息进行解析，获取数据消息的消息ID；
所述故障识别与分类模块用于根据所获得的消息ID识别该数据消息是否是故障消息，当确认是故障消息后，利用消息ID在嵌入式故障数据库中进行查询，从嵌入式故障数据库中获取到该故障消息所属的飞机专业ID，然后根据飞机专业ID进行故障分类；
所述故障去重模块用于对周期发送的故障消息进行去重处理，记录下故障发生时刻的故障数据，通过消息ID的查表结果，获知当前时刻之前该故障消息是否已发生，如果未发生，则表示为新故障，记录该故障消息，同时更新嵌入式故障数据库中的值；如果已发生，则表示为旧故障，不需要记录该故障消息；
所述故障提取模块用于将一个故障消息中所包含的故障数据提取出来；
所述故障编码模块用于对故障数据按照指定的故障格式进行编码。
2.根据权利要求1所述的一种机载故障管理系统，其特征在于所述嵌入式故障数据库采用SQLite数据库进行开发，存放着所需要记录故障及故障所属系统ID、子系统ID、飞机故障专业ID、故障ID和故障描述。
3.根据权利要求1所述的一种机载故障管理系统，其特征在于所述故障存储计算机上的软件实现了对不同类的故障数据分类存储。
4.根据权利要求1所述的一种机载故障管理系统，其特征在于所述故障存储计算机通过调用以太网接口实现与故障管理计算机软件进行通信，接收故障管理计算机发送的故障数据，同时把自身的状态信息发送给故障管理计算机。
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