CN203706212U - 通信导航仿真系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及仿真技术领域，具体公开了一种通信导航仿真系统，包括由多个通信导航设备仿真器组成的通信导航系统设备仿真模型，以及与每个通信导航设备仿真器分别对应设置的通用仿真平台；所述通用仿真平台内包括有控制器、电源模块、分别与控制器通信连接的多种接口卡、与多种接口卡均通信连接的信号调理模块，及与信号调理模块相连接的接插件，该插接件连接有多路通信电缆；每个通信导航设备仿真器分别通过各自对应的控制器与通用仿真平台相连接。本实用新型通过对复杂系统的不同设备的仿真平台的统一性设计，可以实现通信导航系统的全功能仿真。

Description

通信导航仿真系统

技术领域

本实用新型涉及仿真技术领域，尤其涉及一种针对于通信导航系统的仿真设计。

背景技术

通信导航系统作为飞机中非常核心的航电系统，为飞机提供无线电调谐控制、话音通信、数据链通信、飞机导航等主要功能。在飞机相关试验中需要对每个通信导航设备设计仿真器，使其能为后期试验及适航取证提供必要的手段。因此，模型仿真技术成为至关重要的基础。

目前，我国第一次自主研发大型客机，针对大型客机的通信导航系统设计仿真器是罕见的，目前在民机领域暂无成系统的通信导航系统仿真器。随着技术的不断进步，国内逐渐出现针对单个设备的仿真，但仿真的功能不完整，接口与逻辑混杂，条理不清晰，给后期的维护带来巨大的困难，同时接口不灵活，不具备可移植性和可扩充性，不能满足系统仿真试验的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种通信导航仿真系统，其通过对复杂系统的不同设备的仿真平台的统一性设计，可以实现通信导航系统的全功能仿真。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种通信导航仿真系统，其包括：由多个通信导航设备仿真器组成的通信导航系统设备仿真模型，以及与每个通信导航设备仿真器分别对应设置的通用仿真平台；所述通用仿真平台内包括有控制器、电源模块、分别与控制器通信连接的多种接口卡、与多种接口卡均通信连接的信号调理模块，及与信号调理模块相连接的接插件，该插接件连接有多路通信电缆；每个通信导航设备仿真器分别通过各自对应的控制器与通用仿真平台相连接。

其中，所述多个通信导航设备仿真器包括21个通信导航设备仿真器，其分别为2个VHF仿真器、2个HF仿真器、1个SDU仿真器、2个RIU仿真器、3个TCP仿真器、3个ACP仿真器、2个GLU仿真器、2个DME仿真器、2个NAV仿真器及2个RA仿真器。

具体的，所述3个TCP仿真器之间相互电性连接，其中两个TCP仿真器一端均对应与一个VHF仿真器、HF仿真器、GLU仿真器、NAV仿真器、RA仿真器及DME仿真器电性连接，另一TCP仿真器一端分别与一个SDU仿真器及两个RIU仿真器电性连接；所述与TCP仿真器对应连接的VHF仿真器、HF仿真器、GLU仿真器、NAV仿真器、RA仿真器及DME仿真器还分别对应与一个RIU仿真器电性连接；所述两个RIU仿真器一端还分别与3个ACP仿真器电性连接，SDU仿真器及两个VHF仿真器中的一个VHF仿真器均与每个ACP仿真器电性连接，该SDU仿真器一端还与两个RIU仿真器中的一个RIU仿真器电性连接。

特别的，所述21个通信导航设备仿真器均分别连接有一通用仿真平台，该21个通信导航设备仿真器分别与其对应的通用仿真平台内的控制器相连接。

选择性的，所述控制器、电源模块及多种接口卡均可以安装于一PXI机箱内，该PXI机箱上设有以太网通信接口。

具体的，所述PXI机箱可以采用NI公司的PXI-1031型机箱。

本实用新型中，所述控制器可以采用PXI控制器，该PXI控制器采用NI公司的PXI-8108型控制器。

再者，所述多种接口卡包括ARINC429接口卡、数字I/O卡及模拟I/O卡，该ARINC429接口卡采用AIT公司的PXI429-3U-32型接口卡，数字I/0卡采用NI公司的PXI-3U-6528型接口卡。

进一步地，所述信号调理模块内包括有多路连接有上拉电阻的信号检测通道、一路照明检测通道、一路电源检测通道及直通信号通道；所述照明检测通道及电源检测通道上均串联有一调理电阻，所述上拉电阻和调理电阻均采用20KΩ的电阻器。

再者，所述接插件采用ZIF156接插件，该ZIF156接插件采用RS公司的406-622型接插件。

本实用新型的通信导航仿真系统，其通过对复杂系统的不同设备的仿真平台的统一性设计，对通信导航系统仿真模型采用接口与逻辑独立设计，既保证了通用性和独立性，可以实现对功能相同接口不用的一类设备的仿真，从而实现通信导航系统的全功能仿真。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型通信导航仿真系统一种具体实施例的结构框图；

图2为本实用新型中通信导航系统设备仿真模型一种具体实施例的连接结构示意图；

图3为本实用新型中信号调理模块一种具体实施例的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种通信导航仿真系统，其包括：由多个通信导航（CN）设备仿真器组成的通信导航系统设备仿真模型10，以及与每个通信导航设备仿真器分别对应设置的通用仿真平台20；所述通用仿真平台20内包括有控制器21、采用220V电压输入的电源模块22、分别与控制器20通信连接的多种接口卡、与多种接口卡均通信连接的信号调理模块23，及与信号调理模块23相连接的接插件24，该插接件24连接有多路通信电缆；每个通信导航设备仿真器分别通过各自对应的控制器21与通用仿真平台20相连接。本实用新型中的通信导航系统设备仿真模型10内包括有多个通信导航设备仿真器，根据各自仿真的特点，设计出一种通用仿真平台20以供不同的仿真对象使用，各通信导航设备仿真器与通用仿真平台20内的控制器21相连接，通过接收各接口卡的数据，根据自身的逻辑产生相应的数据，再通过控制接口卡输出相应的数据，最终通过信号调理模块23调理后输出。

作为本实用新型的一种具体实施例，所述多个通信导航设备仿真器包括有21个通信导航设备仿真器，其分别为2个超短波电台（VHF）仿真器102、104，2个短波电台（HF）仿真器112、114，1个卫星通信单元（SDU）仿真器122，2个无线电管理单元（RIU）仿真器132、134，3个无线电调谐控制面板（TCP）仿真器142、144、146，3个音频控制面板（ACP）仿真器152、154、156，2个多模接收机（GLU）仿真器162、164，2个无线电测距机（DME）仿真器172、174，2个甚高频导航接收机（NAV）仿真器182、184及2个无线电高度表（RA）仿真器192、194。在对整个通信导航系统仿真时，各通信导航设备仿真器的连接关系如图2所示，所述3个TCP仿真器142、144、146之间相互电性连接，其中两个TCP仿真器142、144一端均对应与一个VHF仿真器102、104、HF仿真器112、114、GLU仿真器162、164、NAV仿真器182、184、RA仿真器192、194及DME仿真器172、174电性连接，另一TCP仿真器146一端分别与一个SDU仿真器122及两个RIU仿真器132、134电性连接。具体的，所述TCP仿真器142一端对应与VHF仿真器102、HF仿真器112、GLU仿真器162、NAV仿真器182、RA仿真器192及DME仿真器172电性连接，而TCP仿真器144一端对应与VHF仿真器104、HF仿真器114、GLU仿真器164、NAV仿真器184、RA仿真器194及DME仿真器174电性连接。所述与TCP仿真器142、144对应连接的VHF仿真器102、104、HF仿真器112、114、GLU仿真器162、164、NAV仿真器182、184、RA仿真器192、194及DME仿真器172、174还分别对应与一个RIU仿真器132、134电性连接；所述两个RIU仿真器132、134一端还分别与3个ACP仿真器152、154、156电性连接，SDU仿真器122及两个VHF仿真器102、104中的一个VHF仿真器102均与每个ACP仿真器152、154、156电性连接，该SDU仿真器122一端还与两个RIU仿真器132、134中的一个RIU仿真器132电性连接。国内目前仅有对通信导航内单个通信导航设备的仿真器设计，由于在设计阶段对接口与逻辑为未实现独立设计，导致各个模型的核心逻辑无法适配不同的外部接口，使得模型的核心逻辑失去通用性。本实用新型通过对整个通信导航系统进行仿真设计，并对通信导航系统内的每个通信导航设备仿真器均连接一通用仿真平台20，既保证了通用性和独立性，可以实现对功能相同接口不用的一类设备的仿真。

特别的，所述21个通信导航设备仿真器均分别连接有一通用仿真平台20，该21个通信导航设备仿真器分别与其对应的通用仿真平台20内的控制器21相连接。作为本实用新型的一种选择性实施例，所述控制器21、电源模块22及多种接口卡均可以安装于一面向仪器系统的PCI扩展（PXI：PCI eXtensions forInstrumentation）机箱202内，该PXI机箱202上设有以太网通信接口204。通过该以太网接口204可以与一远程计算机（未图示）实现通信连接，从而通过该远程计算机对PXI机箱202进行远程遥控。优选的，所述PXI机箱202可以优选采用NI公司的PXI-1031型机箱。

本实用新型中，所述控制器21可以采用PXI控制器21，该PXI控制器可以优选采用NI公司的PXI-8108型控制器。作为本实用新型的一种可选择实施例，该PXI控制器21还可以设置一人机接口212，通过该人机接口212可以接入操作键盘（未图示），工作人员可以通过操作键盘对PXI控制器21进行功能选择控制。

再者，所述多种接口卡包括有ARINC429接口卡25、数字I/O卡26及模拟I/O卡27，该ARINC429接口卡25可以优选采用AIT公司的PXI429-3U-32型接口卡，数字I/0卡可以优选采用NI公司的PXI-3U-6528型接口卡。由于本实用新型的通信导航仿真系统中只包含有ARINC429、离散I/O、模拟等三种信号线，因此与接插件24相连接的多路通信电缆包括ARINC429通信电缆252、离散信号通信电缆262及模拟信号通信电缆272，其为通用仿真平台20提供ARINC429接口卡25、数字I/O卡26及模拟I/O卡27，从而可以满足不同的设备仿真需求。

进一步地，如图3所示，所述信号调理模块23内包括有多路连接有上拉电阻的信号检测通道232、一路照明检测通道234、一路电源检测通道236及直通信号通道238；所述照明检测通道234及电源检测通道236上均串联有一调理电阻，所述上拉电阻和调理电阻均可采用20KΩ的电阻器R。由于航空信号中要求空载信号，而数字板卡却只能输入高电平，因此图3中所述多路信号检测通道232左侧输入的为空载信号，经过上拉电阻后，右侧输出的为高电平信号。所述照明检测通道234及电源检测通道236用于根据设备特性需要而对照明及电源进行检测，而一些不需要经过调理的信号，则可以通过直通信号通道238进行传输。

再者，本实用新型中的接插件24可以采用ZIF156接插件24，该ZIF156接插件可以优选采用RS公司的406-622型接插件。该ZIF156接插件24支持18V/115V的工作电压。同时，该ZIF156接插件24连接有ARINC429通信电缆252、离散信号通信电缆262及模拟信号通信电缆272，ARINC429信号、离散信号、模拟信号分别通过该ARINC429通信电缆252、离散信号通信电缆262及模拟信号通信电缆272进行传输。

本实用新型的通信导航仿真系统为针对大型客机的通信导航系统进行的仿真设计，其主要仿真通信导航系统的调谐控制功能、语音通信功能、数据链通信功能、飞机导航等功能；其通过硬件平台通用化、对通信导航系统全功能仿真，可以实现对功能相同接口不同的一类设备的模型仿真。此外，本实用新型在具体应用中，作为一种可以选择的实施例，其还可以通过Simulink对接口模块与逻辑模块采用独立设计，它将逻辑值作为逻辑模块的输入参与逻辑运算，运算后的逻辑值作为其输出，再通过接口模块将逻辑值根据总线协议组包发送出去，或通过接口模块接收外部输入并根据总线协议将其解包后的逻辑值发送至逻辑模块参与运算。该设计保证了逻辑模块的通用性和独立性，如需变更外部接口或总线协议，仅需修改接口模块的设计就可实现整个模型的修改，可以实现对功能相同接口不同的一类设备的模型仿真。同时，还可以采用Simulink仿真VHF、HF、SDU的接口模块、ACP的接口模块、TCP的接口模块、RIU、GLU、NAV、DME、RA，采用C语言仿真SDU的A739协议功能、ACP的逻辑模块与人机界面、TCP的逻辑模块与人机界面。Simulink方便实现大部分仿真模型开发，但对人机界面和含交互式协议功能的模型仿真具有非常大的困难，将该部分内容采用C语言非常容易实现，仅需在Simulink开发的仿真模型与C语言开发的仿真模型之间设计好统一的通信格式即可实现不同语言之间的混合仿真，解决采用单一语言难以实现的部分功能仿真。同时，可以根据修改通信格式数据，可将Simulink开发的仿真模型与C语言开发的仿真模型运行在不同的计算机之上，从而实现多功能多模块的分布式仿真。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信导航仿真系统，其特征在于，包括由多个通信导航设备仿真器组成的通信导航系统设备仿真模型，以及与每个通信导航设备仿真器分别对应设置的通用仿真平台；所述通用仿真平台内包括有控制器、电源模块、分别与控制器通信连接的多种接口卡、与多种接口卡均通信连接的信号调理模块，及与信号调理模块相连接的接插件，该插接件连接有多路通信电缆；每个通信导航设备仿真器分别通过各自对应的控制器与通用仿真平台相连接。

2.如权利要求1所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述多个通信导航设备仿真器包括21个通信导航设备仿真器，其分别为2个VHF仿真器、2个HF仿真器、1个SDU仿真器、2个RIU仿真器、3个TCP仿真器、3个ACP仿真器、2个GLU仿真器、2个DME仿真器、2个NAV仿真器及2个RA仿真器。

3.如权利要求2所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述3个TCP仿真器之间相互电性连接，其中两个TCP仿真器一端均对应与一个VHF仿真器、HF仿真器、GLU仿真器、NAV仿真器、RA仿真器及DME仿真器电性连接，另一TCP仿真器一端分别与一个SDU仿真器及两个RIU仿真器电性连接；所述与TCP仿真器对应连接的VHF仿真器、HF仿真器、GLU仿真器、NAV仿真器、RA仿真器及DME仿真器还分别对应与一个RIU仿真器电性连接；所述两个RIU仿真器一端还分别与3个ACP仿真器电性连接，SDU仿真器及两个VHF仿真器中的一个VHF仿真器均与每个ACP仿真器电性连接，该SDU仿真器一端还与两个RIU仿真器中的一个RIU仿真器电性连接。

4.如权利要求2或3所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述21个通信导航设备仿真器均分别连接有一通用仿真平台，该21个通信导航设备仿真器分别与其对应的通用仿真平台内的控制器相连接。

5.如权利要求1所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述控制器、电源模块及多种接口卡均安装于一PXI机箱内，该PXI机箱上设有以太网通信接口。

6.如权利要求5所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述PXI机箱采用NI公司的PXI-1031型机箱。

7.如权利要求4所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述控制器采用PXI控制器，该PXI控制器采用NI公司的PXI-8108型控制器。

8.如权利要求7所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述多种接口卡包括ARINC429接口卡、数字I/O卡及模拟I/O卡，该ARINC429接口卡采用AIT公司的PXI429-3U-32型接口卡，数字I/0卡采用NI公司的PXI-3U-6528型接口卡。

9.如权利要求8所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述信号调理模块内包括有多路连接有上拉电阻的信号检测通道、一路照明检测通道、一路电源检测通道及直通信号通道；所述照明检测通道及电源检测通道上均串联有一调理电阻，所述上拉电阻和调理电阻均采用20KΩ的电阻器。

10.如权利要求7-9任一项所述的通信导航仿真系统，其特征在于，所述接插件采用ZIF156接插件，该ZIF156接插件采用RS公司的406-622型接插件。