CN112104535A - 一种多模的机载总线通信适配模块及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例中提供了一种多模的机载总线通信适配模块，包括适配主及若干个通信模块子卡，适配主机上设有多个第一输入/输出端口，通信模块子卡上设有与第一输入/输出端口相配合的第二输入/输出端口。适配主机内设有第一数据处理模块、第一数据存储模块、主传输模块，主传输模块为有线数据传输单元。通信模块子卡内设有数据收发装置、第二数据处理模块、第二数据储存模块。本发明还提供了多模的机载总线通信适配模块的实现方法。可以将不同通信制式的机载总线和无线传输方式统一适配接入，在机载设备之间、空对地、地对地进行双向数据交换分发的实现方法，保证数据传输的安全。

Description

一种多模的机载总线通信适配模块及其实现方法

技术领域

本公开涉及航空电子技术领域，涉及机电系统中的通信技术，尤其涉及一种多模的机载总线通信适配模块及其实现方法。

背景技术

航空电子领域中，机载设备之间数据传输方式通常包含以下几种：ARINC429、ARINC717、AFDX总线、以太网等。随着无线通信技术的发展与应用，机载设备逐渐具备了无线通信的功能，机载设备之间通过无线网络进行数据交换，机载设备在地面上使用蜂窝网络(3G/4G/5G)或WiFi与地面基站进行数据交换，机载设备在飞行中使用卫星通信与地面基站进行数据交换。

2013年民航局批复建立中国民航飞行品质监控基站，目的在于通过全面及时地收集全行业飞行品质数据，凭借“互联网+航空安全管理”的大数据优势，加大行业安全、技术趋势分析、典型不安全事件等的掌控力度，促进民航行业诚信体系建设，进一步减缓和消除安全风险。2015年民航局航安办要求航空公司向局方基站报送机载飞行数据，但是传统的机载设备的通信方式具有以下弊端：

1.总线接口数量和类别比较固定，不能随着用户需求变化随意更改；

2.没有无线通信功能或无线通信模式比较单一固定，扩展性较差，无法满足通信模式升级及自适应切换等需要。的机载设备总线接口数量和类别较为固定，不能根据用户需求灵活变动。

因此，需要对现有的机载设备的通信模式及实现方法进行改进。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种多模的机载总线通信适配模块及其实现方法，至少部分解决现有技术中存在的问题，本发明的多模的机载总线通信适配模块及其实现方法适用于航空领域机电系统机载设备之间、机载设备与地面基站之间多种通信制式的数据交换。

实现发明目的的技术方案如下：一种多模的机载总线通信适配模块，包括适配主机及若干个通信模块子卡，适配主机上设有多个第一输入/输出端口，通信模块子卡上设有与第一输入/输出端口相配合的第二输入/输出端口。

适配主机内设有第一数据处理模块、第一数据存储模块、主传输模块，主传输模块为有线数据传输单元，适配主机用于通信端口的配置、通信协议的配置、飞行数据的处理。

通信模块子卡内设有数据收发装置、第二数据处理模块、第二数据储存模块，数据收发装置与通信模块子卡的通信方式相同的外部设备之间的链路建立通信。通信模块子卡用于接收外部设备的数据并发送至适配主机内，或接收适配主机的数据并发送至外部设备。

本发明通过在适配主机上设置多个第一输入/输出端口，第一输入/输出端口均为标准化端口，同时根据通信要求选择性的在适配主机上连接若干个通信模块子卡，每个通信模块子卡上具有与第一输入/输出端口相配合的第二输入/输出端口，可以将通信模块子卡任意的插入到任何一个第一输入/输出端口，实现了机载多种通信方式的设置。

其中，第一输入/输出端口为插座，且第二输入/输出端口为与插座相配合的插头。插座及插头的设置，能够将通信模块子卡稳定的插入到适配主机上，提高其连接的稳定性。

其中，多个第一输入/输出端口与第一数据处理模块及第一数据存储模块之间，第一数据处理模块及第一数据存储模块与主传输模块之间均以总线连接方式连接。

进一步的，总线连接方式为板载总线连接。

其中，通信模块子卡包括有线通信模块子卡及无线通信模块子卡，有线通信模块子卡及无线通信模块子卡使得机载设备与机载设备之间、机载设备与地面之间通信方式的多样化。

进一步的，有线通信模块子卡至少包括ARINC 717通信模块子卡、ARINC429通信模块子卡、有线以太网通信模块子卡。

进一步的，无线通信模块子卡至少包括4G通信模块子卡、5G通信模块子卡、WiFi通信模块子卡。

本发明还提供了一种多模的机载总线通信适配模块的实现方法，包括以下步骤：

步骤1、通信模块子卡接收与其通信方式相同的外部设备的数据包，并进行协议解析转换；

步骤2、将协议解析转换后的数据包通过第二输入/输出端口、经第一输入/输出端口发送至适配主机的第一数据存储模块及第一数据处理模块；

步骤3、第一数据处理模块处理步骤2中接收的数据包，第一数据处理模块对接收的数据包进行解析，并判别当前数据传输的活动状态；将解析后数据根据数据包活动状态转发给主传输模块的输出端口，或转发给与对应的通信模块子卡。

进一步的，多模的机载总线通信适配模块的实现方法，包括以下步骤：

步骤1，包括以下步骤：1.1、通信模块子卡的数据收发装置根据自身链路通信，接收外部设备的数据包；步骤1.2、数据收发装置将接收的数据包转发第二数据储存模块进行缓存，数据收发装置开始接收新的数据包；步骤1.3、第二数据处理模块解析第二数据储存模块缓存的数据包；

步骤2中、第二数据处理模块将解析后的数据包经第二输入/输出端口发送至适配主机上与通信模块子卡的第二输入/输出端口连接的第一输入/输出端口；再传输至适配主机的第一数据存储模块及第一数据处理模块；

步骤3、第一数据处理模块处理步骤2中接收的数据包，第一数据处理模块对接收的数据包进行解析，并判别当前数据传输的活动状态；并将解析后数据根据数据包活动状态转发给主传输模块的输出端口，或转发给与对应的通信模块子卡。

与现有技术相比，本发明型的有益效果是：相比于传统的机载设备之间、机载设备与地面之间的通信方式，本发明设计的多模的机载总线通信适配模块可以实现多种异构通信制式的接入，多个不同的通信模块子卡均采用标准的第二输入/输出端口形式，其适用于不同的机载总线通信和不同地面基站无线网络通信制式的应用环境，灵活配置可扩展通信能力，且各通信模块子卡之间可相互替换、配置快捷便利。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明多模的机载总线通信适配模块的整体结构示意图；

图2为本发明通信模块子卡的示意图；

其中，1.适配主机；2.通信模块子卡；3.第一输入/输出端口；4.第二输入/输出端口；11.第一数据处理模块；12.第一数据存储模块；13.主传输模块；21.数据收发装置；22.第二数据处理模块；23.第二数据储存模块。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

实施例1：

本公开实施例提供一种多模的机载总线通信适配模块，在本实施方式中，如图1所示，机载总线通信适配模块包括适配主机1及若干个通信模块子卡2，适配主机1上设有多个第一输入/输出端口3，通信模块子卡2上设有与第一输入/输出端口3相配合的第二输入/输出端口4。

其中，如图1所示，适配主机1内设有第一数据处理模块11、第一数据存储模块12、主传输模块13，主传输模块13为有线数据传输单元，适配主机1用于通信端口的配置、通信协议的配置、飞行数据的处理。其中，第一数据处理模块11是进行适配任务调度，管理，数据接收和发送集中处理的功能单元；第一数据存储模块12是缓存接收到的飞行数据及其他飞行相关数据的存储单元；主传输模块13是有线的数据传输单元，通过如高速以太网的方式连接外部机载设备进行高速数据传输。

其中，如图2所示，通信模块子卡2内设有数据收发装置21、第二数据处理模块22、第二数据储存模块23，数据收发装置21与通信模块子卡2的通信方式相同的外部设备之间的链路建立通信。通信模块子卡2用于接收外部设备的数据并发送至适配主机1内，或接收适配主机1的数据并发送至外部设备。

其中，数据收发装置21与使用相同通信制式的外部设备之间链路的建立及通信；通信模块子卡2的第二输入/输出端口4，是与适配主机1的第一输入/输出端口3相匹配，进行数据交换；第二数据处理模块22用于执行通信协议的解析和转换、插件任务的调度和执行；第二数据存储模块23用于缓存通信数据包。

在本实施例中，适配主机1上的多个第一输入/输出端口3均为标准化端口，其符合统一的航空连接器物理规格和电气参数。通信模块子卡2上的第二输入/输出端口4与第一输入/输出端口3相配合，且多个通信模块子卡2上的第二输入/输出端口4均为标准化端口。不同的通信模块子卡2可以插入到适配主机1上的任何一个第一输入/输出端口3上。其中，第一输入/输出端3口为插座，且第二输入/输出端口4为与插座相配合的插头。插座及插头的设置，能够将通信模块子卡2稳定的插入到适配主机4上，提高其连接的稳定性。

在本实施例中，适配主机1上的多个第一输入/输出端口3与第一数据处11理模块及第一数据存储模块12之间，第一数据处理模块11及第一数据存储模块12与主传输模块13之间均以总线连接方式连接。优选的，总线连接方式为板载总线连接。

其中，通信模块子卡2包括有线通信模块子卡及无线通信模块子卡，有线通信模块子卡及无线通信模块子卡使得机载设备与机载设备之间、机载设备与地面之间通信方式的多样化。

在本发明中，有线通信模块子卡至少包括ARINC 717通信模块子卡、ARINC429通信模块子卡、有线以太网通信模块子卡。

在本发明中，无线通信模块子卡至少包括4G通信模块子卡、5G通信模块子卡、WiFi通信模块子卡。

其中，在上述各种通信模块子卡2中，其不同的有线通信模块子卡内设有各自的有线通信结构，不同的无线通信模块子卡内设有各自的无线通信结构。

本发明通过在适配主机上设置多个第一输入/输出端口3，第一输入/输出端口均为标准化端口4，同时根据通信要求选择性的在适配主机1上连接若干个通信模块子卡2，每个通信模块子卡2上具有与第一输入/输出端口3相配合的第二输入/输出端口4，可以将通信模块子卡2任意的插入到适配主机1上的任何一个第一输入/输出端口3，实现了机载多种通信方式的设置。

实施例2：

本实施例提供了一种多模的机载总线通信适配模块的实现方法，其是通过实施例1的多模的机载总线通信适配模块实现的，包括以下步骤：

步骤1、通信模块子卡2接收与其通信方式相同的外部设备的数据包，并进行协议解析转换；

步骤2、将协议解析转换后的数据包通过第二输入/输出端口4、经第一输入/输出端口3发送至适配主机1的第一数据存储模块12及第一数据处理模块11；

步骤3、第一数据处理模块11处理步骤2中接收的数据包，第一数据处理模块11接收的数据包进行解析，并判别当前数据传输的活动状态；将解析后数据根据数据包活动状态转发给主传输模块13的输出端口，或转发给与对应的通信模块子卡2。

实施例3：

本实施例提供了一种多模的机载总线通信适配模块的实现方法，其是通过实施例1的多模的机载总线通信适配模块实现的，包括以下步骤：

步骤1，包括以下步骤：

1.1、通信模块子卡2的数据收发装置21自身链路通信，接收外部设备的数据包；

步骤1.2、数据收发装置21将接收的数据包转发第二数据储存模块23进行缓存，数据收发装置21开始接收新的数据包；

步骤1.3、第二数据处理模块22解析第二数据储存模块23缓存的数据包；

步骤2中、第二数据处理模块22将解析后的数据包经第二输入/输出端口4发送至适配主机1上与通信模块子卡2的第二输入/输出端口4连接的第一输入/输出端口3；再传输至适配主机1的第一数据存储模块12及第一数据处理模块11；

步骤3、第一数据处理模块11处理步骤2中接收的数据包，第一数据处理模块11对接收的数据包进行解析，并判别当前数据传输的活动状态；并将解析后数据根据数据包活动状态转发给主传输模块13的输出端口，或转发给与对应的通信模块子卡2。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种多模的机载总线通信适配模块，其特征在于：包括适配主机及若干个通信模块子卡，所述适配主机上设有多个第一输入/输出端口，所述通信模块子卡上设有与所述第一输入/输出端口相配合的第二输入/输出端口；

所述适配主机内设有第一数据处理模块、第一数据存储模块、主传输模块，所述主传输模块为有线数据传输单元，所述适配主机用于通信端口的配置、通信协议的配置、飞行数据的处理；

所述通信模块子卡内设有数据收发装置、第二数据处理模块、第二数据储存模块，所述数据收发装置与所述通信模块子卡的通信方式相同的外部设备之间的链路建立通信；所述通信模块子卡用于接收外部设备的数据并发送至所述适配主机内，或接收所述适配主机的数据并发送至外部设备。

2.根据权利要求1所述的多模的机载总线通信适配模块，其特征在于：所述第一输入/输出端口为插座，且所述第二输入/输出端口为与所述插座相配合的插头。

3.根据权利要求1所述的多模的机载总线通信适配模块，其特征在于：多个所述第一输入/输出端口与所述第一数据处理模块及所述第一数据存储模块之间，所述第一数据处理模块及所述第一数据存储模块与所述主传输模块之间均以总线连接方式连接。

4.根据权利要求3所述的多模的机载总线通信适配模块，其特征在于：所述总线连接方式为板载总线连接。

5.根据权利要求1所述的多模的机载总线通信适配模块，其特征在于：所述通信模块子卡包括有线通信模块子卡及无线通信模块子卡。

6.根据权利要求5所述的多模的机载总线通信适配模块，其特征在于：所述有线通信模块子卡至少包括ARINC 717通信模块子卡、ARINC429通信模块子卡、有线以太网通信模块子卡。

7.根据权利要求5所述的多模的机载总线通信适配模块，其特征在于：所述无线通信模块子卡至少包括4G通信模块子卡、5G通信模块子卡、WiFi通信模块子卡。

8.一种多模的机载总线通信适配模块的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、通信模块子卡接收与其通信方式相同的外部设备的数据包，并进行协议解析转换；

步骤2、将协议解析转换后的数据包通过第二输入/输出端口、经第一输入/输出端口发送至适配主机的第一数据存储模块及第一数据处理模块；

步骤3、第一数据处理模块处理步骤2中接收的数据包，第一数据处理模块对接收的数据包进行解析，并判别当前数据传输的活动状态；将解析后数据根据数据包活动状态转发给主传输模块的输出端口，或转发给与对应的通信模块子卡。

9.根据权利要求8所述的多模的机载总线通信适配模块的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，包括以下步骤：1.1、通信模块子卡的数据收发装置根据自身链路通信，接收外部设备的数据包；步骤1.2、数据收发装置将接收的数据包转发第二数据储存模块进行缓存，数据收发装置开始接收新的数据包；步骤1.3、第二数据处理模块解析第二数据储存模块缓存的数据包；

步骤2中、第二数据处理模块将解析后的数据包经第二输入/输出端口发送至适配主机上与通信模块子卡的第二输入/输出端口连接的第一输入/输出端口；再传输至适配主机的第一数据存储模块及第一数据处理模块；

步骤3、第一数据处理模块处理步骤2中接收的数据包，第一数据处理模块对接收的数据包进行解析，并判别当前数据传输的活动状态；并将解析后数据根据数据包活动状态转发给主传输模块的输出端口，或转发给与对应的通信模块子卡。

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