CN114577264A - 一种光纤多模块多参数地面联机测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,包括以下部分:a.数据采集:采集前端的每个测试模块均可连接温度、应变、压力、加速度等类型传感器,将采集到的数据传输以及采集状态反馈到嵌入式处理模块;b.数据处理:主要由FPGA、ARM、接口芯片以及固态SSD硬盘组成嵌入式处理模块,接口芯片接收到串行数据之后,解码成并行数据送给FPGA。本发明中,利用光纤传感技术,实现了机载装备温度、应变、压力、加速度等动、静态物理量信号采集、传输、处理与显示,能稳定实时监测武器装备的温度、变形、压力以及振动等参数和状态,全方位感知武器装备服役状态中结构等状态变化。
Description
技术领域
本发明涉及光纤技术领域,尤其涉及一种光纤多模块多参数地面联机测试方法。
背景技术
光纤光栅技术具有许多天然优势,传感器不需要供电,只需要通过光纤把激光导入传感器,一根光纤可以串联多个传感器,同一解调仪可以解调多种物理量,光纤具有本征安全性,不释放电磁干扰,也不被别人干扰。由于其技术相对于传统电学应变测量具有明显优势,近年来光纤光栅在石化、铁路、电力等领域得到了广泛应用。
光纤式多模块综合测试系统(申请号:202210180317.2)可以实现应变、温度、加速度、压力等多种物理参量的测量,为大型结构动、静态环境试验提供基于光纤传感的测试手段。但是依旧存在一些缺陷,需要在此基础上,通过千兆网口连接地面计算机,实现数据传输和控制指令接收以及飞行测试任务的参数配置。
发明内容
本发明的目的在于:为了解决上述问题,而提出的一种光纤多模块多参数地面联机测试方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,包括以下部分:
a.数据采集:采集前端的每个测试模块均可连接温度、应变、压力、加速度等类型传感器,将采集到的数据传输以及采集状态反馈到嵌入式处理模块;
b.数据处理:主要由FPGA、ARM、接口芯片以及固态SSD硬盘组成嵌入式处理模块,接口芯片接收到串行数据之后,解码成并行数据送给FPGA,FPGA将数据通过MIPI接口传给ARM,一方面将数据通过PCIE接口存储到SSD硬盘中,另一方面将数据通过TCP/IP实时传送到地面计算机。
优选地,所述地面联机测试的联机实时测试模式:
仪器通过千兆网口连接地面计算机,完成数据传输和控制指令接收以及飞行测试任务的参数配置;
仪器完成数据采集并将数据下传至地面计算机,利用其功能强大的数据处理分析软件,处理和显示数据,仪器本身只完成数据采集、传输和控制命令的接收和执行;
在进行飞行任务数采之前,对计算机进行配置参数,参数包括:采集频率、传感器转换参数、灵敏度、启动条件(上电采集、时间条件启动、机载外部指令启动等模式),联机测试模式下,地面计算机通过网口配置参数,不进行数据采集。
优选地,所述地面联机测试的联机回放数据模式:飞行任务结束后,仪器通过千兆网口导出存储在仪器硬盘中的记录数据,并在计算机上进行后处理和显示。
优选地,所述嵌入式处理模块内通信接口单元通过地面计算机/机载计算机识别仪器设备,地面计算机具备人机交互界面,通过输入控制指令可进行联机实时测试和下传机载数据,也可对飞行测试任务进行参数配置,如采样速度、开启通道等,支持多种启停模式,如定时、触发、指令等,支持二次编程。
优选地,所述嵌入式处理模块内中央控制单元可独立运行,也可接收来自通信接口单元的外部控制与指令,在地面联机测试模式下,接收并执行外部指令实现仪器内部工作流程的整体控制,协调测试模块的同步工作,接受北斗、IMU模块的数据,并与应变、温度、压力、振动等测试数据进行同步记录。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本申请通过利用光纤传感技术,实现了机载装备温度、应变、压力、加速度等动、静态物理量信号采集、传输、处理与显示,能稳定实时监测武器装备的温度、变形、压力以及振动等参数和状态,全方位感知武器装备服役状态中结构等状态变化。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的光纤式多参量综合测试系统框图;
图2示出了根据本发明实施例提供的数据流硬件设计框图;
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,显然,所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:
一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,包括以下部分:
a.数据采集:采集前端的每个测试模块均可连接温度、应变、压力、加速度等类型传感器,将采集到的数据传输以及采集状态反馈到嵌入式处理模块;
b.数据处理:主要由FPGA、ARM、接口芯片以及固态SSD硬盘组成嵌入式处理模块,接口芯片接收到串行数据之后,解码成并行数据送给FPGA,FPGA将数据通过MIPI接口传给ARM,一方面将数据通过PCIE接口存储到SSD硬盘中,另一方面将数据通过TCP/IP实时传送到地面计算机。
地面联机测试的联机实时测试模式:
仪器通过千兆网口连接地面计算机,完成数据传输和控制指令接收以及飞行测试任务的参数配置;
仪器完成数据采集并将数据下传至地面计算机,利用其功能强大的数据处理分析软件,处理和显示数据,仪器本身只完成数据采集、传输和控制命令的接收和执行;
在进行飞行任务数采之前,通过计算机进行配置参数;参数包括:采集频率、传感器转换参数、灵敏度、启动条件(上电采集、时间条件启动、机载外部指令启动等模式),联机测试模式下,地面计算机通过网口配置参数,不进行数据采集。
地面联机测试的联机回放数据模式:飞行任务结束后,仪器通过千兆网口导出存储在仪器硬盘中的记录数据,并在计算机上进行后处理和显示。
嵌入式处理模块内通信接口单元通过地面计算机/机载计算机识别仪器设备,地面计算机具备人机交互界面,通过输入控制指令可进行联机实时测试和下传机载数据,也可对飞行测试任务进行参数配置,如采样速度、开启通道等,支持多种启停模式,如定时、触发、指令等,支持二次编程。
嵌入式处理模块内中央控制单元可独立运行,也可接收来自通信接口单元的外部控制与指令,在地面联机测试模式下,接收并执行外部指令实现仪器内部工作流程的整体控制,协调测试模块的同步工作,接受北斗、IMU模块的数据,并与应变、温度、压力、振动等测试数据进行同步记录。
实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,其特征在于,包括以下部分:
a.数据采集:采集前端的每个测试模块均可连接温度、应变、压力、加速度等类型传感器,将采集到的数据传输以及采集状态反馈到嵌入式处理模块;
b.数据处理:主要由FPGA、ARM、接口芯片以及固态SSD硬盘组成嵌入式处理模块,接口芯片接收到串行数据之后,解码成并行数据送给FPGA,FPGA将数据通过MIPI接口传给ARM,一方面将数据通过PCIE接口存储到SSD硬盘中,另一方面将数据通过TCP/IP实时传送到地面计算机。
2.根据权利要求1所述的一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,其特征在于,所述地面联机测试的联机实时测试模式:
仪器通过千兆网口连接地面计算机,完成数据传输和控制指令接收以及飞行测试任务的参数配置;
仪器完成数据采集并将数据下传至地面计算机,利用其功能强大的数据处理分析软件,处理和显示数据,仪器本身只完成数据采集、传输和控制命令的接收和执行;
在进行飞行任务数采之前,对计算机进行配置参数,参数包括:采集频率、传感器转换参数、灵敏度、启动条件(上电采集、时间条件启动、机载外部指令启动等模式),联机测试模式下,地面计算机通过网口配置参数,不进行数据采集。
3.根据权利要求1所述的一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,其特征在于,所述地面联机测试的联机回放数据模式:飞行任务结束后,仪器通过千兆网口导出存储在仪器硬盘中的记录数据,并在计算机上进行后处理和显示。
4.根据权利要求1所述的一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,其特征在于,所述嵌入式处理模块内通信接口单元通过地面计算机/机载计算机识别仪器设备,地面计算机具备人机交互界面,通过输入控制指令可进行联机实时测试和下传机载数据,也可对飞行测试任务进行参数配置,如采样速度、开启通道等,支持多种启停模式,如定时、触发、指令等,支持二次编程。
5.根据权利要求2所述的一种光纤多模块多参数地面联机测试方法,其特征在于,所述嵌入式处理模块内中央控制单元可独立运行,也可接收来自通信接口单元的外部控制与指令,在地面联机测试模式下,接收并执行外部指令实现仪器内部工作流程的整体控制,协调测试模块的同步工作,接受北斗、IMU模块的数据,并与应变、温度、压力、振动等测试数据进行同步记录。
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