CN211711118U - 一种机载测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机载测试系统，包括柔性测压带、MEMS测压带采集管理器、机载交换机、机载采集器，其中，所述MEMS测压带采集管理器与所述机载交换机、机载采集器依次连接，所述MEMS测压带采集管理器通过多路CAN总线与所述柔性测压带连接，柔性测压带分布式分布于机翼。本实用新型提供的机载测试系统通过多路CAN总线实现遥测压力数据的采集，提高了数据采集速率，进而提高了机载测试效率。

Description

一种机载测试系统

技术领域

本实用新型属于机载测试技术领域，具体涉及一种机载测试系统。

背景技术

在飞行试验过程中，飞机在不同姿态下，机翼上下表面不同剖面的压力有很大的差异，测量这些数据为开展相关课题研究提供重要的数据支撑。

CAN总线出现的较早，已被人们广泛使用于测量、控制和数据传输。目前CAN总线只实现了1路或2路CAN总线的数据采集，数据采集传输速率受限，传输效果不高，进而导致测试效率低，而为了提高测试效率，传统通过增加CAN总线数目来提高采集传输速率，但提高了采集传输速率的同时机载测试系统的体积也会增加。

实用新型内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供了一种机载测试系统，该机载测试系统包括：

柔性测压带、MEMS测压带采集管理器、机载交换机、机载采集器，其中，

所述MEMS测压带采集管理器与所述机载交换机、所述机载采集器依次连接，所述MEMS测压带采集管理器通过多路CAN总线与所述柔性测压带连接，所述柔性测压带分布式分布于机翼处。

在本实用新型的一个实施例中，所述MEMS测压带采集管理器包括CAN总线控制模块和智能管理控制模块，其中，

所述CAN总线控制模块通过所述多路CAN总线与所述柔性测压带连接；

所述智能管理控制模块与所述CAN总线控制模块、所述机载交换机连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述CAN总线控制模块包括N路CAN输入接口、N个CAN收发器、N/2个CAN控制器，N为大于0的偶数，其中，

第n路所述CAN输入接口与第n个所述CAN收发器连接，0＜n≤N，第n个所述CAN收发器与第m个所述CAN控制器连接，n/2≤m≤(n+1)/2，第n路所述CAN输入接口与所述柔性测压带连接，第m个所述CAN控制器与所述智能管理控制模块连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述CAN总线控制模块还包括N个光电隔离器，其中，

第n个所述光电隔离器的两端分别连接第n个所述CAN收发器和第m个所述CAN控制器。

在本实用新型的一个实施例中，所述柔性测压带包括N个压力传感器组，其中，

第n个所述压力传感器组与第n路所述CAN输入接口连接；

每个所述压力传感器组包括若干压力传感器，所述若干压力传感器依次连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述智能管理控制模块包括控制单元、时码解析单元、信号输出单元，其中，

所述控制单元与所述时码解析单元、N/2个所述CAN控制器、所述信号输出单元连接，所述时码解析单元、所述信号输出单元还与所述机载交换机连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述控制单元采用ARM3358内核微处理器。

在本实用新型的一个实施例中，所述时码解析单元包括PTP从钟授时模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述时码解析单元还包括高稳晶振。

在本实用新型的一个实施例中，所述信号输出单元采用百兆网口以组播的形式将数据输出至所述机载交换机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的机载测试系统通过多路CAN总线实现遥测压力数据的采集，提高了数据采集速率，进而提高了机载测试效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种机载测试系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中CAN总线控制模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种机载测试系统中CAN总线控制模块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中柔性测压带的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中智能控制管理模块的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中MEMS测压带采集管理器的机壳三维结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中MEMS测压带采集管理器的机壳外部结构尺寸示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统的结构示意图。本实用新型提供了一种机载测试系统，包括：

柔性测压带、MEMS测压带采集管理器、机载交换机、机载采集器，其中，

MEMS测压带采集管理器与机载交换机、机载采集器依次连接，MEMS测压带采集管理器通过多路CAN总线与柔性测压带连接，柔性测压带分布式分布于机翼处。

具体而言，目前大多数机载测试系统采用1路或2路CAN总线进行数据采集，存在数据采集传输速率受限、传输效果不高的问题，而只是增加CAN总线会导致设备体积大的问题。针对上述存在的问题，本实施例提出了一种机载测试系统，在机翼需要测量的区域分布式分布着柔性测压带，这些柔性测压带实时的测量机翼上下表面不同剖面的遥测压力数据，并实时的将遥测压力数据通过多路CAN总线发送给MEMS测压带采集管理器，MEMS测压带采集管理器将接收到的遥测压力数据进行数据转换、数据融合，并将融合后的遥测压力数据通过网络发送到机载交换机，以供数据实时处理或供机载采集器采集分析。

本实施例提供的机载测试系统通过多路CAN总线实现遥测压力数据的采集，提高了数据采集速率，进而提高了机载测试效率。

进一步地，本实施例MEMS测压带采集管理器包括CAN总线控制模块和智能管理控制模块。

具体而言，请参见图2，图2为本实用新型实施例提供的另一种机载测试系统的结构示意图，本实施例CAN总线控制模块通过多路CAN总线与柔性测压带连接，智能管理控制模块与CAN总线控制模块、机载交换机连接。具体地，本实施例通过多路CAN总线实现从柔性测压带读取遥测压力数据，CAN总线传输的数据为CAN协议遥测压力数据，在CAN总线控制模块中将该CAN协议遥测压力数据转换为INET协议遥测压力数据后发送于智能管理控制模块，智能管理控制模块同时接收机载交换机发送数的时间数据，在智能管理控制模块中对INET协议遥测压力数据与时间数据进行融合处理，将融合后的遥测压力数据再通过机载交换机发送于机载采集器，在机载采集器上实现对遥测压力数据的分析。同时，本实施例提供的智能管理控制模块，还可以实现对CAN总线控制模块的参数配置，比如CAN总线控制模块的初始化、工作模式的配置等。

进一步地，本实施例CAN总线控制模块包括N路CAN输入接口、N个CAN收发器、N/2个CAN控制器，N为大于0的偶数。

具体而言，请参见图3，图3为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中CAN总线控制模块的结构示意图，具体地，第n路CAN输入接口与第n个CAN收发器，0＜n≤N，第n个CAN收发器与第m个CAN控制器连接，n/2≤m≤(n+1)/2，第n路CAN输入接口与柔性测压带连接，第m个CAN控制器与智能管理控制模块连接，比如N为6时，本实施例CAN总线控制模块包括6路CAN输入接口、6个CAN收发器、3个CAN控制器，第n路CAN输入接口与第n个CAN收发器，0＜n≤6，第1个CAN收发器、第2个CAN收发器与第1个CAN控制器连接，第3个CAN收发器、第4个CAN收发器与第2个CAN控制器连接，第5个CAN收发器、第6个CAN收发器与第3个CAN控制器连接。本实施例CAN收发器通过N路CAN输入接口从柔性测压带读取CAN协议遥测压力数据，并将CAN协议遥测压力数据传输至CAN控制器，CAN控制器将CAN协议遥测压力数据转换为INET协议遥测压力数据发送于智能管理控制模块，其中，本实施例每2路CAN输入接口的数据由同一个CAN控制器进行数据转换处理，N路CAN输入接口的数据由N/2个CAN控制器进行数据转换，有效的解决了传统数据采集由于CAN总线数目扩展导致体积增大的问题，本实施例多路CAN总线数据采用更少的CAN控制器进行数据采集、处理，提高了采集数据的采集、处理速率，减小了设备体积。具体地，本实施例采用ARM3358扩展CAN总线接口方式来实现多路CAN总线数据采集，扩展接口使用ARM I/O接口或数据接口连接CAN控制器扩展CAN通道，增强了CAN总线的驱动能力，从而增加了CAN总线的通信距离并使得一条CAN总线上可以挂更多的节点。

优选地，N为6。

优选地，每个CAN收发器的型号为SN65HVD230DR。

优选地，每个CAN控制器的型号为MCP2515-I/ST。

进一步地，本实施例CAN总线控制模块还包括N个光电隔离器，其中，第n个光电隔离器的两端分别连接第n个CAN收发器和第m个CAN控制器。

具体而言，请参见图4，图4为本实用新型实施例提供的另一种机载测试系统中CAN总线控制模块的结构示意图，为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，本实施例采用光电隔离器两端连接CAN收发器和CAN控制器，具体地，第n个光电隔离器的两端分别连接第n个CAN收发器和第m个CAN控制器，比如6路CAN总线，第n路光电隔离器与第n个CAN收发器，0＜n≤6，第1个光电隔离器、第2个光电隔离器与第1个CAN控制器连接，第3个光电隔离器、第4个光电隔离器与第2个CAN控制器连接，第5个光电隔离器、第6个光电隔离器与第3个CAN控制器连接。本实施例光电隔离器采用光耦隔离芯片，从而实现了CAN收发器与CAN控制器之间的电气隔离，保护CAN总线节点电路的安全工作。

优选地，每个光电隔离器的型号为HCPL_063L。

进一步地，本实施例柔性测压带包括N个压力传感器组。

具体而言，请参见图5，图5为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中柔性测压带的结构示意图，本实施例柔性测压带中第n个压力传感器组与第n路CAN输入接口连接，其中，每个压力传感器组包括若干压力传感器，若干压力传感器依次连接。本实施例柔性测压带分布式分布在机翼需要测量的区域，这些柔性测压带可以实时的测量机翼上下表面不同剖面压力的压力化，并实时的将测量的数据通过多路CAN总线发送给MEMS测压带采集管理器。

进一步地，本实施例智能管理控制模块包括时码解析单元、控制单元、信号输出单元。

具体而言，请参见图6，图6为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中智能控制管理模块的结构示意图，本实施例中控制单元与时码解析单元、N/2个CAN控制器、信号输出单元连接，时码解析单元、信号输出单元还与机载交换机连接。具体地，本实施例时码解析单元接收机载交换机发送的时间数据包，从时间数据包中解析出时间数据并发送至控制单元，控制单元同时接收N/2个CAN控制器发送的INET协议遥测压力数据，控制单元将接收的时间数据和INET协议遥测压力数据进行融合处理，并将融合后的数据从信号输出单元输出至机载交换机。

其中，本实施例时码解析单元包括PTP从钟授时模块和高稳晶振。PTP从钟授时模块具体为标准的PTP从钟授时模块，主要功能是通过局域网获取网络内的PTP主钟发出的IEEE1588时间信息，以及主钟下发的IRIG-B(AC/DC)信号，同步自身的时间，从而输出需要的串口时间信息和1PPS秒信号，提供一路标准的频标信号；同时，时码解析单元还内置有高稳晶振，其具备守时功能，即使外部时间丢失后，PTP从钟授时模块可自身走钟，并在很长一段时间内维持高精度时间输出。可见，本实施例时码解析单元同时支持IRIG-B AC/DC、IEEE1588时码同步功能，可以快速、精确的实现时钟同步。

其中，本实施例控制单元采用ARM3358内核微处理器芯片，通过上述可知，本实施例采用ARM3358扩展CAN总线接口方式来实现多路CAN总线数据采集，通过CAN总线设置、读取柔性测压带的遥测压力数据，以及CAN总线控制模块的初始化、工作模式的配置等；同时，预留多种接口便于进行后续系统设计与调试。

其中，本实施例信号输出单元采用百兆网口以组播的形式将数据输出至机载交换机。组播是一种允许一个或多个发送者(组播源)发送单一的数据包到多个接收者(一次的，同时的)的网络技术，组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包；组播可以大大的节省网络带宽，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只传送单一的数据包，它提高了数据传送效率，减少了出现拥塞的可能性；组播组中的主机可以是在同一个物理网络，也可以来自不同的物理网络。

请参见图7、图8，图7为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中MEMS测压带采集管理器的机壳三维结构示意图，图8为本实用新型实施例提供的一种机载测试系统中MEMS测压带采集管理器的机壳外部结构尺寸示意图。本实施例提供的MEMS测压带采集管理器封装于图7所示的机壳中，机壳体材料采用合金铝材料，机壳整体采用喷砂后非导电性硬质阳极氧化处理，硬质阳极氧化处理增强了所选合金铝材料的抗腐蚀性、增加硬度、防止磨耗、表面美观，机壳内采用芯片贴合方式散热，将发热芯片通过导热片直接导入壳体外壁，由壳体外壁散热，机壳安装板上安装有接地螺丝孔位，通过接地端子搭接，使整机和飞机具有良好导通性，根据技术协议，振动试验要求应符合HB5830振动功能谱E曲线的要求，不要求冲击试验。综合考虑体积、重量及安装形式，在结构设计时尽量减小机壳结构尺寸和重量，确保设备在振动条件下正常工作，本实施例优选机壳外部尺寸小于等于100mm(L1)×60mm(L2)×40mm(L3)，比如100mm×60mm×40mm、100mm×59mm×40mm、100mm×59mm×39mm、99mm×59mm×39mm等均为本实施例所述机壳的外部尺寸。其中，图8中，4xM2表示4个直径为2mm的通孔，孔深5mm；4xM2.5表示4个直径为2.5mm的盲孔，孔深5mm。

进一步地，本实施例机载交换机形成局域网，局域网支持PTP从钟授时功能，机载交换机将局域网内PTP主钟发出的IEEE1588时间信息和主钟下发的IRIG-B(AC/DC)信号发送于智能管理控制模块中的时码解析单元，由时码解析单元解析时间数据，实现快速、精确的时钟同步。同时，机载交换机接收智能管理模块发送的融合后的遥测压力数据，并将该融合后的遥测压力数据至机载采集器，在机载采集器中进行实时分析。

需要说明的是，本实施例中机载交换机、机载采集器等的型号不限，具体根据实际设计需要进行配置。

综上所述，本实施例提供的机载测试系统，柔性测压带获取遥测压力数据，并将遥测压力数据通过多路CAN总线发送至CAN总线控制器，在CAN总线控制器中将遥测压力数据转换为INET遥测压力数据，并将INET遥测压力数据再发送于智能管理控制器中控制单元，智能管理控制器中时码解析单元接收机载交换机发送的时间数据包，并从时间数据包中解析出时间数据，将该时间数据发送至智能管理控制器中控制单元，控制单元对时间数据和INET遥测压力数据进行融合处理生成具有时间标识的遥测压力数据，将该遥测压力数据从网口输出至机载交换机，再由机载交换机发送于机载采集器，对遥测压力数据进行分析，同时本实施例提供的智能管理控制器还可以设置遥测压力数据，以及CAN总线控制器的初始化、工作方式，可见，本实施例提供的机载测试系统实现了工作方式管理、数据测量控制、数据接收、时间数据解码、时间标识、数据转换、数据融合、结果编码输出、数据分析处理等功能，在不需要增加设备的体积下，多路CAN总线数据采集提高了采集效率，从而实现了小型化、快速数据采集的MEMS测压带采集管理器，进而提高了机载测试效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种机载测试系统，其特征在于，包括柔性测压带、MEMS测压带采集管理器、机载交换机、机载采集器，其中，

所述MEMS测压带采集管理器与所述机载交换机、所述机载采集器依次连接，所述MEMS测压带采集管理器通过多路CAN总线与所述柔性测压带连接，所述柔性测压带分布式分布于机翼处。

2.根据权利要求1所述的机载测试系统，其特征在于，所述MEMS测压带采集管理器包括CAN总线控制模块和智能管理控制模块，其中，

所述CAN总线控制模块通过所述多路CAN总线与所述柔性测压带连接；

所述智能管理控制模块与所述CAN总线控制模块、所述机载交换机连接。

3.根据权利要求2所述的机载测试系统，其特征在于，所述CAN总线控制模块包括N路CAN输入接口、N个CAN收发器、N/2个CAN控制器，N为大于0的偶数，其中，

第n路所述CAN输入接口与第n个所述CAN收发器连接，0＜n≤N，第n个所述CAN收发器与第m个所述CAN控制器连接，n/2≤m≤(n+1)/2，第n路所述CAN输入接口与所述柔性测压带连接，第m个所述CAN控制器与所述智能管理控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的机载测试系统，其特征在于，所述CAN总线控制模块还包括N个光电隔离器，其中，

第n个所述光电隔离器的两端分别连接第n个所述CAN收发器和第m个所述CAN控制器。

5.根据权利要求3所述的机载测试系统，其特征在于，所述柔性测压带包括N个压力传感器组，其中，

第n个所述压力传感器组与第n路所述CAN输入接口连接；

每个所述压力传感器组包括若干压力传感器，所述若干压力传感器依次连接。

6.根据权利要求3所述的机载测试系统，其特征在于，所述智能管理控制模块包括控制单元、时码解析单元、信号输出单元，其中，

所述控制单元与所述时码解析单元、N/2个所述CAN控制器、所述信号输出单元连接，所述时码解析单元、所述信号输出单元还与所述机载交换机连接。

7.根据权利要求6所述的机载测试系统，其特征在于，所述控制单元采用ARM3358内核微处理器。

8.根据权利要求6所述的机载测试系统，其特征在于，所述时码解析单元包括PTP从钟授时模块。

9.根据权利要求8所述的机载测试系统，其特征在于，所述时码解析单元还包括高稳晶振。

10.根据权利要求6所述的机载测试系统，其特征在于，所述信号输出单元采用百兆网口以组播的形式将数据输出至所述机载交换机。

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