CN203942545U - 自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航空技术领域，具体涉及一种自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构。其减轻测试电缆重量60%以上，同时有效减少长导线传输引起信号干扰，提高了测量精度。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括主控制单元、采集节点单元和总线中继节点单元组成，所述的主控制单元上连接有若干条AdasBus总线,所述的相邻两个AdasBus总线之间通过总线中继节点单元连接，所述的AdasBus总线上设置有若干个采集节点单元。
Description
一、技术领域：
本实用新型属于航空技术领域，具体涉及一种自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构。
二、背景技术：
在飞机飞行试验过程中，需要测试大量的载荷、强度、温度、振动等各种参数，测试上述参数需要在飞机上安装相应的传感器、数据采集器、记录器。由于传统的数据采集器均是采用集中式采集的架构，体积大，无法安装在传感器附近。因此，在每一个传感器和数据采集器之间都需要敷设1～2根4绞线，一架飞机测试几千个载荷、强度、温度、振动等各种参数，需要在飞机上敷设电缆的重量多达几吨。在机翼、垂尾、起落架、发动机舱等部位，留给测试电缆敷设的空间十分有限，有的部位仅能敷设几根测试电缆，根本无法敷设试飞要求的测试电缆数量。长期以来，为了解决测试任务的需求，只能采用分阶段改装的方法来实施即一个阶段测试一些参数，过一个阶段再进行改装，测试另外一些参数。一架飞机往往从开始试飞到完成鉴定任务，需要进行多次改装，严重的影响到时试飞的进度，大大提高了试飞的和测试的成本。而且，对于载荷、强度、温度、振动等小信号长线传输易受干扰，测量精度低。
目前，由于大部分开放的工业现场总线存在着低速率、同步精度差等缺点，无法满足机载测试系统高速率、高性能同步的要求。
三、实用新型内容：
本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，其减轻测试电缆重量60%以上，同时有效减少长导线传输引起信号干扰，提高了测量精度。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，其特征在于：包括主控制单元、采集节点单元和总线中继节点单元组成，所述的主控制单元上连接有若干条AdasBus总线,所述的相邻两个AdasBus总线之间通过总线中继节点单元连接，所述的AdasBus总线上设置有若干个采集节点单元。
所述的每条AdasBus总线通过一根四芯电缆最多接入1000个采集节点单元，每条AdasBus总线最大长度为50米，总线数率20Mbps。
所述的主控制单元型号为MCU-1/04U。
所述的采集节点单元型号为RM/FHB350/12。
所述的总线中继节点型号为BRM/50。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：
1.飞机测试数据采集系统一种高数率、高精度、精确时间同步的新型总线架构的实现，将飞机上测试电缆的数量和重量减少了60%以上，将1%的测试精度提高到0.3%。
2.自主定义的串行数据交换总线的实现，通过自主定义的总线实现了系统0.1μs的时间同步精度，比传统集中式数据采集系统时间同步精度提高了一个数量级。
3. 飞机测试数据采集系统一种新型总线架构及自主定义的串行数据交换总线构成的系统节约试飞成本及测试成本30%以上。
4. 飞机测试数据采集系统一种新型总线架构及自主定义的串行数据交换总线构成的系统提高试飞效率4倍以上。
四、附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
五、具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：
参见图1：一种自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，所述的数据采集系统一种新型总线架构主要由主控制单元、采集节点、总线中继节点和自主定义的串行数据交换总线（简称AdasBus）组成总线网络架构，该架构通过主控制单元、AdasBus总线完成系统时间同步、采集指令的发布及数据采集和传输。新型总线架构可以支持多条AdasBus总线，每条AdasBus总线可以通过一根四芯电缆接入多达1000个采集节点，单条总线最大长度为50米，总线数率20Mbps。该架构与传统集中式数据采集系统相比，系统扩展和裁减非常方便，且采集节点可以就近安装在被测传感器附近，有效地减少测量噪声，提高测量精度，将飞机上敷设的测试电缆数量较少60%以上。
本实用新型主控制单元分别与采集节点，总线中继节点和AdasBus总线相连，构成总线网络架构。
1、主控制单元型号为：MCU-1/04U；主要功能为：AdasBus总线控制，网络数据传输，PCM数据传输，IRIG-B时间码接收。
2、采集节点单元型号为：RM/FHB350/12；主要功能为：采集传感器信号，通过AdasBus总线传输数据至主控制器。
3、总线中继节点单元的型号为：BRM/50；主要功能为：增强AdasBus总线传输信号，延长总线传输距离。其一般在AdasBus总线扩展时使用，即当AdasBus总线的长度超过50米或者采集节点大于31个时考虑使用。
4、AdasBus总线的主要功能为：实现新型机载测试采集总线结构，传输远程采集节点的数据至主控制器。
该新型总线架构能够将采集节点、总线中继节点分别安装在传感器附近，有效减少了测试电缆在飞机上附设的数量及重量，如一架飞机上测试3000个载荷、强度、温度、振动等各种参数，采用传统的数据采集系统就需要4000～5000条双绞线。因此，在飞机上根本无法一次实施。而采用这种新型总线架构，多个采集节点安装在被测传感器附近，采集节点到数据采集系统仅需要2条，最多4条4绞线（两线用于供电，两线用于总线数据传输），极大的减少了测试电缆的数量及重量，提高了试飞效率，降低了试飞成本。同时由于传感器和采集节点距离很近，有效降低了信号传输噪声，提高了测量精度。解决了困扰试飞测试多年以来的技术难题。
本实用新型由主控制单元、采集节点、总线中继节点和自主定义的串行数据交换总线组成总线架构数据采集系统。飞机试飞时控制单元发布同步指令，连接在总线上的每一个采集节点接收到同步指令以后，开始采集相应传感器的被测信号，通过采集节点的调理，将模拟量转换为数字量再通过自主定义的串行数据交换总线传输采集数据。
新型总线架构的数据采集系统自主定义的串行数据交换总线协议能够实现系统0.1μs的时间同步精度、状态控制、数据传输以及通信传输消息的发布。
Claims (5)
1.一种自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，其特征在于：包括主控制单元、采集节点单元和总线中继节点单元组成，所述的主控制单元上连接有若干条AdasBus总线,所述的相邻两个AdasBus总线之间通过总线中继节点单元连接，所述的AdasBus总线上设置有若干个采集节点单元。
2.根据权利要求1所述的自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，其特征在于：所述的每条AdasBus总线通过一根四芯电缆最多接入1000个采集节点单元，每条AdasBus总线最大长度为50米，总线数率20Mbps。
3.根据权利要求1或2所述的自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，其特征在于：所述的主控制单元型号为MCU-1/04U。
4.根据权利要求3所述的自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，其特征在于：所述的采集节点单元型号为RM/FHB350/12。
5.根据权利要求4所述的自主定义的飞机测试数据采集系统串行数据交换总线架构，其特征在于：所述的总线中继节点型号为BRM/50。
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| CN112562305A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-26 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种基于电力载波通信的飞机测试总线系统 |
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2014
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