具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。此外,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
系统实施例
根据本发明实施例,提供了一种用于民机地面动态试验信号的回路实时仿真系统,图1是本发明实施例的用于民机地面动态试验信号的回路实时仿真系统的示意图,如图1所示,根据本发明实施例的用于民机地面动态试验信号的回路实时仿真系统具体包括:
人机界面子系统10,与仿真子系统12连接,用于进行飞机模型的编辑和编译,将编译好的飞机模型下载到仿真子系统,获取仿真子系统发送的ARINC429数据,并对飞机模型进行控制和管理;人机界面子系统10具体包括:
仿真管理模块,用于将飞机模型进行编译后下载到仿真子系统中实时运行;
建模模块,用于进行飞机模型的搭建和编辑;
图形化界面模块,用于调用仿真管理模块实时运行飞机模型,在可视化界面中将显示控件与实时运行的飞机模型的输出变量相关联,实时显示飞机模型的相关数据,将输入控件与实时运行的飞机模型的输入变量相关联,通过输入控件实时改变飞机模型中的输入数据,控制实时运行的飞机模型的输入变量,控制飞机模型模拟飞机正常起飞的动态过程。
仿真子系统12,用于进行飞机模型的实时运行,并通过ARINC429硬件板卡与航电系统真件进行数据融合,将接收和发送的ARINC429数据发送到人机界面子系统。
仿真子系统12具体用于:
对接收到的真件的ARINC429数据进行实时解析,根据Label号获取对应信号,将一部分A类的Label数据通过飞机模型的仿真数据发送到真件,将其余的B类Label数据直接通过ARINC429发送模块发送给真件,完成行航电系统真件的ARINC429数据部分Label数据的替换。根据需要对需要替换的Label数据数量进行调整;通过更改飞机模型的参数对数据融合中的A类Label数据和B类Label数据进行自定义。
在本发明实施例中,仿真子系统为一个或多个,航电系统真件为一个或多个。
综上所述,人机界面子系统10作为人机交互界面,包含仿真管理软件、建模软件与图形化界面,仿真管理软件可调用建模软件编辑模型,将编辑好的模型编译成C代码下载到仿真子系统12中实时运行,图形化界面可调用仿真管理软件下载编译后的C代码模型并实时运行模型,模型实时运行后仿真子系统12可通过ARINC429硬件板卡与航电系统真件实现数据融合,接收与发送的ARINC429数据可在人机界面子系统图形化界面上实时显示。实时仿真子系统可以扩展到多个实时仿真子系统情况,模型可通过仿真管理软件分配到不同的实时仿真子系统中运行,航电系统真件根据实际需要,可以扩展到多个真件。本发明实施例提供了一套飞机在回路实时仿真系统,替代了传统的真机与航电设备ARINC429通信方法,大大降低了飞机与航电设备ARINC429通信的试验成本,提高了试验效率。
以下结合附图,对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
图2是本发明实施例的飞机在回路实时仿真系统结构框图,如图2所示,人机界面子系统用于模型管理,对模型进行编辑、编译、下载和运行,人机界面子系统软件包含仿真管理软件、建模软件和图形化界面。仿真管理软件将飞机模型编译后下载到实时仿真子系统中实时运行,建模软件用于搭建飞机模型,图形化界面可调用仿真管理软件实时运行模型,界面中的显示控件与实时运行的模型输出变量关联,可实时显示模型中的数据,输入控件与实时运行的模型输入变量关联,可实时改变模型中输入数据。通过图形化界面输入控件控制实时运行的模型输入变量,可以模拟飞机正常起飞的动态过程。仿真子系统用于实时运行模型,仿真子系统包含硬件板卡,可与航电系统真件进行ARINC429数据通信,仿真子系统通过TCP/IP协议与人机界面子系统通信。飞机在回路实时仿真系统模拟飞机起飞过程,得到的仿真数据可通过ARINC429硬件板卡发送给航电系统真件,飞机模型也可以通过板卡采集航电系统真件发出的ARINC429数据。数据融合是基于上述设备系统来实现的。真件所有Label数据中,一部分Label数据(A类)通过模型仿真数据发送给真件,其余Label数据(B类)是模型采集真件数据后再发送到真件接收,即实时仿真系统接收航电真件发送的ARINC429数据,通过模型运算实时解析接收到的数据,根据解析的数据Label号是否属于B类来判断接收到的数据是否发送给航电设备。数据融合中的A类和B类数据可以通过更改模型参数进行自定义。
也就是说,在本发明实施例中,对不需要的总线及其他线缆可以通过接口装置转接至测试系统,对需要仿真的总线信号等,仅处理并替换需要仿真的A429数据,与其余不作处理的数据打包后发送至测试系统。同时为保证每个数据信号的发送间隔能够满足协议要求,以防传输频率不符导致的通信异常,系统内还设计了可以进行队列和时序处理的输出模块。数据融合整体机制如图3所示,具体流程图如图4所示,将仿真系统接收到的真件ARINC429信号进行实时解析,根据Label号获取对应信号,一部分Label数据(A类)通过飞机模型仿真数据发送到真件,其余Label数据(B类)仿真系统通过ARINC429接收模块接收真件数据后再通过ARINC429发送模块发送给真件,这样便完成了航电系统真件ARINC429接收信号部分Label数据的替换,需要替换的Label数据数量可根据实际需求调整。
方法实施例
根据本发明实施例,提供了一种用于民机地面动态试验信号的回路实时仿真方法,图5是本发明实施例的用于民机地面动态试验信号的回路实时仿真方法的流程图,如图5所示,根据本发明实施例的用于民机地面动态试验信号的回路实时仿真方法具体包括:
步骤501,通过人机界面子系统进行飞机模型的编辑和编译,将编译好的飞机模型下载到仿真子系统,获取仿真子系统发送的ARINC429数据,并对飞机模型进行控制和管理;步骤501具体包括:
通过建模模块进行飞机模型的搭建和编辑;
通过仿真管理模块将飞机模型进行编译后下载到仿真子系统中实时运行;
通过图形化界面模块调用仿真管理模块实时运行飞机模型,在可视化界面中将显示控件与实时运行的飞机模型的输出变量相关联,实时显示飞机模型的相关数据,将输入控件与实时运行的飞机模型的输入变量相关联,通过输入控件实时改变飞机模型中的输入数据,控制实时运行的飞机模型的输入变量,控制飞机模型模拟飞机正常起飞的动态过程。
其中,可以将编译好的飞机模型下载到一个或多个仿真子系统;
步骤502,通过仿真子系统进行飞机模型的实时运行,并通过ARINC429硬件板卡与航电系统真件进行数据融合,将接收和发送的ARINC429数据发送到人机界面子系统。
在步骤502中,通过ARINC429硬件板卡与航电系统真件进行数据融合具体包括:
对接收到的真件的ARINC429数据进行实时解析,根据Label号获取对应信号,将一部分A类的Label数据通过飞机模型的仿真数据发送到真件,将其余的B类Label数据直接通过ARINC429发送模块发送给真件,完成行航电系统真件的ARINC429数据部分Label数据的替换。
在本发明实施例中,可以根据需要对需要替换的Label数据数量进行调整;此外,还可以通过更改飞机模型的参数对数据融合中的A类Label数据和B类Label数据进行自定义。
其中,可以通过ARINC429硬件板卡与一个或多个航电系统真件进行数据融合。
本发明实施例是与上述系统实施例对应的方法实施例,各个步骤的具体操作可以参照系统实施例的描述进行理解,在此不再赘述。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在20世纪30年代,对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如,对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而,随着技术的发展,当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此,不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如,可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA))就是这样一种集成电路,其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且,如今,取代手工地制作集成电路芯片,这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现,它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似,而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写,此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL),而HDL也并非仅有一种,而是有许多种,如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等,目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚,只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中,就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现,例如,控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式,控制器的例子包括但不限于以下微控制器:ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320,存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本说明书实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白,本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书的一个或多个实施例,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本文件的实施例而已,并不用于限制本文件。对于本领域技术人员来说,本文件可以有各种更改和变化。凡在本文件的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本文件的权利要求范围之内。