CN110599854A - 一种飞行模拟器接口系统 - Google Patents

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侯昆
刘贺
沈鑫
孙利炜
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Abstract

本发明公开了一种飞行模拟器接口系统，包括：硬件模块和软件模块，硬件模块包括座舱供电设备、与座舱供电设备依次连接的座舱设备、信号转接卡、数据采集设备、和接口系统计算机；软件模块包括数据采集单元、数据处理单元、配置管理单元、网络通信单元和图形界面单元；本发明采用基于PCI总线设计的接口系统，在节约预算的基础上提高了产品的性价比、可靠性和维护性．如果作为高等级全任务模拟机的接口系统，还应对功能需求及控制需求进行分析，在建模过程中应采用集成度高、稳定性好的数据采集方式完成原始数据的采集与转换，达到设计的最高技术要求。

Description

一种飞行模拟器接口系统
技术领域
本发明涉及航空技术领域，更具体的说是涉及一种飞行模拟器接口系统。
背景技术
目前，飞行模拟机是一个实时性要求很高、交换的数据信息量很大、精度要求非常高的实时仿真控制系统。而现有的飞行模拟器接口系统预算成本较高，产品的性价比、可靠性和维护性较差。目前国外进口的A320飞行模拟机大多使用的是以太网结构的接口系统，该接口系统传输速度慢，理论带宽小于1MB ，且故障率高。此外，固定翼飞机飞行模拟器的座舱设备相对较少，各个开关和电位器位置相对集中，接口计算机距离模拟器距离较近，大多数设备采集主要依靠PCI总线，其余个别部分设备采用串口通信采集，单独采用PCI总线采集在使用过程中维护性较差，尤其是在座舱设备出现问题的过程中，很难轻易判断出问题发生源。
因此，如何提供一种节约预算成本，有较好的性价比、可靠性和维护性的飞行模拟器接口系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种飞行模拟器接口系统，包括：硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括座舱供电设备、与所述座舱供电设备依次连接的座舱设备、信号转接卡、数据采集设备、和接口系统计算机；所述软件模块包括数据采集单元、数据处理单元、配置管理单元、网络通信单元和图形界面单元；
其中，所述座舱供电设备，用于为所述座舱设备提供电源；
所述数据采集设备，采用基于PCI总线的数据采集方法来采集飞行数据；
所述信号转接卡，用于为所述信号采集设备提供电源；
所述接口系统计算机，内部设有串行数据板卡和驾驶舱仿真设备；接收所述数据采集设备采集的飞行数据并经过解算控制驾驶舱仿真设备；
所述数据采集单元，通过基于PCI总线的数据采集方法来采集飞行数据；
所述数据处理单元，用于对飞行数据进行处理和解析；
所述配置管理单元，按照数据类型根据参数配置进行相应的变换，并输出到所述网络通信单元中；
所述网络通信单元，用于保证数据的实时交互；
所述图形界面单元，提供给用户实时查看设备状态、驱动信号以及维护阶段的数据调试功能；
优选的，所述座舱设备，包括开关和电位器，所述座舱设备通过线缆与所述信号转接卡相连。
优选的，所述网络通信单元数据实时交互的采取方式包括但不限于：反射内存网、以太网和1394通信方式。
优选的，所述配置管理单元中配置项包括但不限于信号的名称、类型、所在采集数据包中的字节偏移、字节大小、要转换的目标值以及目标写出位置。
优选的，所述座舱供电设备中所述信号灯用于显示供电与否和设备正常与否，所述跳开关用于电流保护电路。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种飞行模拟器接口系统，公开了飞行模拟器接口系统的硬件设计和软件流程。在所述硬件模块中，通过所述座舱供电设备给所述座舱设备提供电源，所述信号转接卡为实时信号采集设备提供电源，所述数据采集设备通过基于PCI总线的数据采集方法才采集飞行数据，并发送到所述接口系统计算机，所述接口系统计算机对飞行数据进行处理分析，通过信号采集的实时反馈，可以实时观察座舱设备的操作状态。在所述软件模块中，通过数据采集单元中PCI总线的数据采集方法来采集飞行数据，所述数据处理单元对飞行数据进行处理和解析，按照数据类型根据参数配置进行相应的变换，并输出到所述网络通信单元中进行数据的实时交互，然后通过所述图形界面单元显示设备状态、驱动信号以及维护阶段的数据调试功能。本发明座舱内电子设备数量较少，节约预算成本，有较好的性价比，数据采集方式采用基于PCI总线的数据采集方法，具有较好的可靠性和维护性。
附图说明
图1附图为本发明提供的硬件模块结构示意图。
图2附图为本发明提供的软件模块结构示意图。
具体实施方式
下面将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。
本发明实施例公开了一种飞行模拟器接口系统，包括：硬件模块1和软件模块2，硬件模块1包括座舱供电设备11、与座舱供电设备11依次连接的座舱设备12、信号转接卡13、数据采集设备14、和接口系统计算机15；软件模块2包括数据采集单元21、数据处理单元22、配置管理单元23、网络通信单元24和图形界面单元25；
其中，座舱供电设备11，用于为座舱设备12提供电源；
数据采集设备14，采用基于PCI总线的数据采集方法来采集飞行数据；
信号转接卡13，用于为信号采集设备14提供电源；
接口系统计算机15，内部设有串行数据板卡和驾驶舱仿真设备；接收数据采集设备14采集的飞行数据并经过解算控制驾驶舱仿真设备；
数据采集单元21，通过基于PCI总线的数据采集方法来采集飞行数据；
数据处理单元22，用于对飞行数据进行处理和解析；
配置管理单元23，按照数据类型根据参数配置进行相应的变换，并输出到网络通信单元24中；
网络通信单元24，用于保证数据的实时交互；
图形界面单元25，提供给用户实时查看设备状态、驱动信号以及维护阶段的数据调试功能；
为了进一步优化上述技术方案，座舱设备12，包括开关和电位器，座舱设备12通过线缆与信号转接卡13相连。
为了进一步优化上述技术方案，网络通信单元24数据实时交互的采取方式包括但不限于：反射内存网、以太网和1394通信方式。
为了进一步优化上述技术方案，配置管理单元23中配置项包括但不限于信号的名称、类型、所在采集数据包中的字节偏移、字节大小、要转换的目标值以及目标写出位置。
为了进一步优化上述技术方案，座舱供电设备11中信号灯用于显示供电与否和设备正常与否，跳开关用于电流保护电路。
本发明采用PCI总线数据采集方式并按照信号转接卡的接口定义，座舱设备通过线缆与信号转接卡相连，同时信号转接卡为信号采集设备提供电源。在模拟器座舱前部，通过航空连接器使内部和外部信号进行交互；基于Windows平台利用Ｃ语言编程软件进行数据采集监控软件开发，通过信号采集的实时反馈，可以实时观察座舱设备的操作状态。如果在采集过程中出现问题，可以通过对信号转接卡和PCI转接板进行测量精准查出问题并解决，在项目联调阶段可以大大缩短研发周期，从而间接地提高项目成本，达到成本低、性价比好、可靠性高和维护性好的技术效果。

Claims (5)

1.一种飞行模拟器接口系统，其特征在于，包括：硬件模块（1）和软件模块（2），所述硬件模块（1）包括座舱供电设备（11）、与所述座舱供电设备（11）依次连接的座舱设备（12）、信号转接卡（13）、数据采集设备（14）、和接口系统计算机（15）；所述软件模块（2）包括数据采集单元（21）、数据处理单元（22）、配置管理单元（23）、网络通信单元（24）和图形界面单元（25）；
其中，所述座舱供电设备（11），用于为所述座舱设备（12）提供电源；
所述数据采集设备（14），采用基于PCI总线的数据采集方法来采集飞行数据；
所述信号转接卡（13），用于为所述信号采集设备（14）提供电源；
所述接口系统计算机（15），内部设有串行数据板卡和驾驶舱仿真设备；接收所述数据采集设备（14）采集的飞行数据并经过解算控制驾驶舱仿真设备；
所述数据采集单元（21），通过基于PCI总线的数据采集方法来采集飞行数据；
所述数据处理单元（22），用于对飞行数据进行处理和解析；
所述配置管理单元（23），按照数据类型根据参数配置进行相应的变换，并输出到所述网络通信单元（24）中；
所述网络通信单元（24），用于保证数据的实时交互；
所述图形界面单元（25），提供给用户实时查看设备状态、驱动信号以及维护阶段的数据调试功能。
2.根据权利要求1所述的一种飞行模拟器接口系统，其特征在于，所述座舱设备（12），包括开关和电位器，所述座舱设备（12）通过线缆与所述信号转接卡（13）相连。
3.根据权利要求1所述的一种飞行模拟器接口系统，其特征在于，所述网络通信单元（24）数据实时交互的采取方式包括但不限于：反射内存网、以太网和1394通信方式。
4.根据权利要求1所述的一种飞行模拟器接口系统，其特征在于，所述配置管理单元（23）中配置项包括但不限于信号的名称、类型、所在采集数据包中的字节偏移、字节大小、要转换的目标值以及目标写出位置。
5.根据权利要求1所述的一种飞行模拟器接口系统，其特征在于，所述座舱供电设备（11）中所述信号灯用于显示供电与否和设备正常与否，所述跳开关用于电流保护电路。
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