CN113612742A

CN113612742A - 基于vpx架构的多模搜救信号处理装置

Info

Publication number: CN113612742A
Application number: CN202110834826.8A
Authority: CN
Inventors: 覃江毅; 李献斌; 姜勇; 王凯; 曹璐; 左源; 张琛
Original assignee: National Defense Technology Innovation Institute PLA Academy of Military Science
Current assignee: National Defense Technology Innovation Institute PLA Academy of Military Science
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2041-07-23
Also published as: CN113612742B

Abstract

本发明提供了一种基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，包括：交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡，其中：交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡均设置有P0和P1口，所有P0口连接于电源以进行供电并且通过IIC和CAN接口连接于VPX背板；交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡的P1口连接有数据总线，且数据总线连接于VPX背板；第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P1口连接有信号线，且信号线连接于VPX背板。该装置可以有效运用于陆基、海基、天基、空基等综合搜救场景，构建全方位、立体化的综合搜救系统。

Description

基于VPX架构的多模搜救信号处理装置

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种基于VPX架构的多模搜救信号处理装置。

背景技术

陆基搜救主要针对地面车辆、人员等遇险等场景的搜救，海基搜救主要针对舰船遇险场景的搜救，空基搜救主要针对飞行器遇险场景的搜救，天基搜救主要利用卫星全球覆盖特性，针对人迹罕至区域、境外区域以及攸关海域等特殊遇险场景的搜救。

目前，常见的陆基搜救、海基搜救、空基搜救以及天基搜救处理装置都采用定制化架构，且不同架构之间并没有统一的互联互通接口和数据交换协议，导致无法构建全方位、立体化的综合搜救系统。

因此，现有的搜救设备功能单一，针对陆基、海基、空基以及天基等综合搜救场景，需要使用多台设备协同配合才能完成搜救任务，然而不同搜救设备使用的通信接口差异化较大，无法直接进行互联互通，同时不同搜救设备采用的搜救数据交换协议差异化较大，协同工作存在较大困难，由此带来多模综合搜救灵活度差、配合度差、且搜救设备体积大不便于携带与安装的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，运用于陆基、海基、天基、空基等综合搜救场景，构建全方位、立体化的综合搜救系统。

为此，本发明提供了一种基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，包括：交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡，其中：

所述交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡均设置有P0和P1口；

所述交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P0口连接于电源以进行供电，并且所述交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P0口通过IIC和CAN接口连接于VPX背板；

所述交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡的P1口连接有数据总线，且所述数据总线连接于所述VPX背板；

所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P1口连接有信号线，且所述信号线连接于所述VPX背板。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述交换板卡通过IIC和CAN接口监控并管理所述第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述交换板卡每隔一定的时间通过IIC接口向所述第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡收集状态信息，并通过所述第一接口板卡和第二接口板卡的对外接口上报远程终端。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述交换板卡通过IIC接口向所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡发送控制信号。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述交换板卡通过IIC和CAN接口为所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡进行接口适配与数据协议转换，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡通过交换板卡的接口适配与数据协议转换与所述第一接口板卡、第二接口板卡建立数据连接。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P0和P1口采用统一的定义，通过所述VPX背板连接到所述交换板卡。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡之间通过交换板卡完成数据交互，所述交换板卡采用FPGA+ARM的架构，所述交换板卡通过FPGA进行接口适配，获取所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的通信数据，对不同体制/协议的搜救板卡进行数据协议转换，并解析数据的源地址、目的地址。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述第一接口板卡和第二接口板卡设置有多种通信接口，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡通过分时复用方式共享所述第一接口板卡或第二接口板卡的一个对外接口。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述第一接口板卡和第二接口板卡设置有多种通信接口，所述交换板卡上设置有接口互联模块，所述接口互联模块将所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的一种接口类型转换为其他类型的接口类型，并连接到所述第一接口板卡或第二接口板卡的对外接口上。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡为可组合模块，配置为不同搜救体制的陆基搜救板卡、海基搜救板卡、空基搜救板卡以及天基搜救板卡。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述第一接口板卡和第二接口板卡上设置有射频功放和低噪放模块，所述交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡还设置有RF口，所述交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡的RF口连接有射频线，且在所述VPX背板上对应于射频线的位置挖空，射频线在VPX背板后侧形成射频接口的板间互联。

进一步地，在上述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，所述交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡安装在机箱内，所述机箱由前出盖板、后出盖板、机箱侧壁以及所述VPX背板构成。

本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置可以根据搜救的实际需求灵活地选用不同的陆基、海基、空基、天基搜救板卡，完成多模搜救任务，此外，由于本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中设置有交换板卡，使得整个装置具备极高的接口灵活性，能够适配不同接口的搜救板卡，以及与不同接口要求的上位机进行互联，并且，对不同协议/体系的搜救板卡协同工作提供了高兼容性的架构，使得的不同协议/体系的搜救板卡间达到无缝通信。因此，本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置可以有效运用于陆基、海基、天基、空基等综合搜救场景，构建全方位、立体化的综合搜救系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。在附图中：

图1是本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置的整体结构示意图。

图2是本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中各板卡供电及IIC和CAN接口的连接示意图。

图3是本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中交换板卡的数据路由实现方案示意图。

图4是本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中交换板卡的接口适配实现方案示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

参照图1和图2，本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置包括安装在机箱内的交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡，机箱由前出盖板、后出盖板、机箱侧壁、VPX背板构成，其中，交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡均设置有P0和P1口，交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P0口连接于电源以进行供电，并且交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P0口通过IIC和CAN接口连接于机箱的VPX背板，交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡的P1口连接有数据总线，且数据总线连接于机箱的VPX背板，第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P1口连接有信号线，且信号线连接于机箱的VPX背板。

交换板卡通过IIC和CAN接口监控并管理第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡。例如，交换板卡每隔一定的时间会通过IIC接口向第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡收集状态信息，并通过第一接口板卡和第二接口板卡的对外接口上报远程终端。交换板卡也可通过IIC接口向第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡发送控制信号。

第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡可通过CAN接口向交换板卡发起数据路由请求，交换板卡通过IIC和CAN接口为第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡进行接口适配与数据协议转换，第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡通过交换板卡的接口适配与数据协议转换与第一接口板卡、第二接口板卡建立数据连接，由此完成板卡与板卡、板卡与外部接口的数据通信。

具体地，第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P0和P1口采用统一的定义，通过VPX背板连接到交换板卡，由此，第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡通过P0口向交换板卡发送业务请求，交换板卡根据请求完成搜救板卡的接口适配与数据协议转换。

交换板卡的数据路由实现方案如图3所示。第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡之间通过交换板卡完成数据交互，交换板卡采用FPGA+ARM的架构，能够灵活地适配不同的接口以及通信协议；交换板卡通过FPGA进行接口适配，获取第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的通信数据，对不同体制/协议的搜救板卡进行数据协议转换，并解析数据的源地址、目的地址，实现数据路由，使得不同协议/体系的搜救板卡间达到无缝通信。

第一接口板卡和第二接口板卡设置有多种通信接口，包括232串口、422串口、IIC、CAN、SPI、以太网以及射频口等。第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡可以通过分时复用方式共享第一接口板卡或第二接口板卡的一个对外接口，也可以通过交换板卡的接口适配功能将数据通过第一接口板卡和第二接口板卡的对外接口发给上位机。

交换板卡的接口适配实现方案如图4所示。交换板卡上设置有具备接口转换能力的接口互联模块，可以将第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的一种接口类型转换为其他类型的接口类型，并连接到第一接口板卡或第二接口板卡的对外接口上。由此通过交换板卡上的接口互联模块进行第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的灵活接口适配，以适应不同搜救板卡对硬件接口的需求。

优选地，在本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置中，第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡为可组合模块，根据搜救场景的不同，可将第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡灵活配置不同搜救体制的陆基搜救板卡、海基搜救板卡、空基搜救板卡以及天基搜救板卡。

进一步地，为了实现本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置的对外接口同时具备有线和无线连接的功能，在第一接口板卡和第二接口板卡上设置有射频功放和低噪放模块，用于发射和接收无线信号，相应地，在交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡还设置有射频(RF)口，交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡的RF口连接有射频线，且在机箱的VPX背板上对应于射频线的位置挖空，射频线在VPX背板后侧完成射频接口的板间互联。

综上所述，本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置具有如下技术效果和优点：

1、本发明的技术方案可以根据搜救的实际需求灵活地选用不同的陆基、海基、空基、天基搜救板卡，完成多模搜救任务。

2、本发明的技术方案引入了交换板卡，使得整个装置具备极高的接口灵活性，能够适配不同接口的搜救板卡，以及与不同接口要求的上位机进行互联。

3、本发明的技术方案引入了交换板卡，对不同协议/体系的搜救板卡协同工作提供了高兼容性的架构，使得的不同协议/体系的搜救板卡间达到无缝通信。

因此，本发明的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置可以有效运用于陆基、海基、天基、空基等综合搜救场景，构建全方位、立体化的综合搜救系统。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述基于VPX架构的多模搜救信号处理装置包括：交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡，其中：

2.根据权利要求1所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述交换板卡通过IIC和CAN接口监控并管理所述第一接口板卡、第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡。

3.根据权利要求1所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述交换板卡通过IIC和CAN接口为所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡进行接口适配与数据协议转换，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡通过交换板卡的接口适配与数据协议转换与所述第一接口板卡、第二接口板卡建立数据连接。

4.根据权利要求3所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的P0和P1口采用统一的定义，通过所述VPX背板连接到所述交换板卡。

5.根据权利要求4所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡之间通过交换板卡完成数据交互，所述交换板卡采用FPGA+ARM的架构，所述交换板卡通过FPGA进行接口适配，获取所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的通信数据，对不同体制/协议的搜救板卡进行数据协议转换，并解析数据的源地址、目的地址。

6.根据权利要求3所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述第一接口板卡和第二接口板卡设置有多种通信接口，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡通过分时复用方式共享所述第一接口板卡或第二接口板卡的一个对外接口。

7.根据权利要求3所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述第一接口板卡和第二接口板卡设置有多种通信接口，所述交换板卡上设置有接口互联模块，所述接口互联模块将所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡的一种接口类型转换为其他类型的接口类型，并连接到所述第一接口板卡或第二接口板卡的对外接口上。

8.根据权利要求1所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡为可组合模块，配置为不同搜救体制的陆基搜救板卡、海基搜救板卡、空基搜救板卡以及天基搜救板卡。

9.根据权利要求1所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述第一接口板卡和第二接口板卡上设置有射频功放和低噪放模块，所述交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡还设置有RF口，所述交换板卡、第一接口板卡、第二接口板卡的RF口连接有射频线，且在所述VPX背板上对应于射频线的位置挖空，射频线在VPX背板后侧形成射频接口的板间互联。

10.根据权利要求1所述的基于VPX架构的多模搜救信号处理装置，其特征在于，所述交换板卡、第一接口板卡和第二接口板卡、第一搜救板卡、第二搜救板卡、第三搜救板卡、第四搜救板卡安装在机箱内，所述机箱由前出盖板、后出盖板、机箱侧壁以及所述VPX背板构成。