CN212267873U

CN212267873U - 一种基于arm的飞机选择呼叫信号发射装置

Info

Publication number: CN212267873U
Application number: CN202020646051.2U
Authority: CN
Inventors: 刘贵行; 鲍志浩; 陈文远; 冯鑫; 谢馨; 朱树仁; 杜海龙; 耿智军
Original assignee: Civil Aviation University of China
Current assignee: Civil Aviation University of China
Priority date: 2020-04-26
Filing date: 2020-04-26
Publication date: 2021-01-01
Anticipated expiration: 2030-04-26

Abstract

本实用新型涉及一种基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置，微处理器分别与WIFI模块、显示屏、HF/VHF载波产生电路、调制器、低频程控放大器、加法器、程控衰减器及按键单元连接；加法器通过低频程控放大器与调制器连接，HF/VHF载波产生电路通过调制器与程控衰减器连接，程控衰减器通过HF/VHF天线接口与HF/VHF天线连接，WIFI模块通过WIFI天线接口与WIFI天线连接，手持端与和主机电路之间实现无线通信，电源单元为整个系统的正常运行提供电源。装置能够模拟地面塔台的选择呼叫信号，测试人员通过手持端或者主机上的按键设置信号参数，对机载选择呼叫系统进行测试，成本低、节省人力资源，减少时间消耗。

Description

一种基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置，主要用于民航维修工作，可以对机载选择呼叫系统进行测试。

背景技术

每架飞机都固定有一个由四个英文字母组成的选择呼叫编码，当地面塔台等需要与某架飞机进行通信联系时，即通过HF或VHF通信系统发出该飞机的选择呼叫编码。其工作过程是当地面塔台呼叫时，选择呼叫编码通过地面的设备在HF或VHF频率上发射出去，机载设备在接收到信号后，对选择呼叫编码进行译码并和自身的编码相比对，如果一致则在驾驶舱有声音和灯光的提醒。

在机务维修过程中，机载选择呼叫系统的测试是飞机维护中的一项重要工作。由于飞机的接收天线都在机身的外部，因此一般流程是在机舱外用通信导航测试仪来产生含有HF或VHF载波的选择呼号信号，然后再到驾驶舱观察能否听到声音和看到灯光提醒。采用当前的测试方法，首先是通信导航测试仪生产销售被国外厂商垄断，价格较为昂贵，难以大规模购买用于选择呼叫词条测试或者用于航空维修教学；其次导航测试仪无远程操作功能，测试人员需要在机外操作设备然后在驾驶舱观察测试效果，整个测试过程需要多次（大于10次）往返机舱内外，浪费大量人力和时间。

从中国知网上查询的：1.VOR-700接收机自动测试系统研究与开发，2.塔康导航机载设备自动测试系统的研究与实现，3.机载气象雷达自动测试系统设计与实现4.基于通用自动测试平台的机载无线电高度自动测试系统的研究和开发的4篇文，都提到了目前机载无线电系统测试设备需要从国外进口，价格昂贵，需要开发设计具有自主知识产权的国产测试设备。

发明内容

本实用新型的目的是针对国外设备价格昂贵，测试过程中需要多次在机舱外和驾驶舱往返操作等不足，设计了一种基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置。

该装置的主要任务是对目前民航飞机上装备的选择呼叫系统进行测试，装置能够模拟地面塔台的选择呼叫信号，测试人员通过手持端或者主机上的按键设置信号参数，通过安装在主机上的HF/VHF天线向外发射对应的选择呼叫信号，飞机在接收到选择呼叫信号后，可以在驾驶舱观察到相应的灯光和声音提醒。

本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置，其特征在于：包括主机机箱、手持端和设置在主机机箱内的主机电路，所述主机电路由系统控制单元、信号生成单元、信息显示单元、通信单元和电源单元组成，系统控制单元包括微处理器、按键单元，按键单元包括方向键、频率键、功率键、代码键、发射键；信息显示单元包括显示屏；信号生成单元包括HF/VHF载波产生电路、调制器、低频程控放大器、加法器、程控衰减器和HF/VHF天线；通信单元包括WIFI模块和WIFI天线；电源单元为整个系统的正常运行提供电源；

所述微处理器分别与WIFI模块、显示屏、HF/VHF载波产生电路、调制器、低频程控放大器、加法器、程控衰减器及按键单元连接；

所述加法器通过低频程控放大器与调制器连接，所述HF/VHF载波产生电路通过调制器与程控衰减器连接，程控衰减器通过HF/VHF天线接口与HF/VHF天线连接，所述WIFI模块通过WIFI天线接口与WIFI天线连接，所述手持端与和主机电路之间实现无线通信；

所述主机机箱的面板上分别设有方向键、频率键、功率键、代码键、发射键和显示屏，在主机机箱的侧面板上分别设有WIFI天线接口、WIFI天线接口和12V充电接口。

本实用新型的有益效果是：

该装置能够对机载选择呼叫系统进行测试，相比目前使用的通信导航测试仪，增加了手持端，手持端和主机通过WIFI相连，使用时将主机放置于飞机外部地面上，测试人员携带手持端在驾驶舱远程控制主机。若无手持端，则需要测试人员在机外操作测试仪后进入驾驶舱观察测试效果，并且测试程序需要多次往返驾驶舱内外，增加手持端后，测试人员可以在驾驶舱内完成所有测试流程，节省人力资源，减少时间消耗。

该装置主要组成原件均为市场常见产品，造价低廉，相比进口的通信导航测试仪能够极大程度降低制造成本，便于在航空维修一线和行业培训机构进行推广。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接框图；

图2为本实用新型主机机箱的示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置，包括主机机箱1、手持端和设置在主机机箱1内的主机电路，主机电路由系统控制单元、信号生成单元、信息显示单元、通信单元和电源单元组成，系统控制单元包括微处理器、按键单元，按键单元包括方向键、频率键、功率键、代码键、发射键；信息显示单元包括显示屏；信号生成单元包括HF/VHF载波产生电路、调制器、低频程控放大器、加法器、程控衰减器和HF/VHF天线；通信单元包括WIFI模块和WIFI天线；电源单元为整个系统的正常运行提供电源。

微处理器分别与WIFI模块、显示屏、HF/VHF载波产生电路、调制器、低频程控放大器、加法器、程控衰减器及按键单元连接。

加法器通过低频程控放大器与调制器连接，所述HF/VHF载波产生电路通过调制器与程控衰减器连接，程控衰减器通过HF/VHF天线接口与HF/VHF天线连接，所述WIFI模块通过WIFI天线接口与WIFI天线连接，所述手持端与和主机电路之间实现无线通信。

主机机箱1的面板上分别设有方向键、频率键、功率键、代码键、发射键和显示屏，在主机机箱1的侧面板上分别设有WIFI天线接口、WIFI天线接口和12V充电接口。

微处理器STM32F405RCT6是整个装置控制系统的核心，对接收到来自各个单元的信号指令后对其进行顺序处理，然后传送到相应的单元，使整个系统正常运行。

按键单元接收来自操作者的输入信号，将其转换为控制信号，以向微处理器传达操作的指令。

显示屏采用DMG80480C043-01W串口屏，与微处理器通过串口通信协议进行数据通信，主要作用是显示系统当前工作状态，包括载波频率、输出功率和选择呼叫代码。

HF/VHF载波产生电路AD9954能够产生2-30MHz的高频载波和118-136.975MHz的甚高频载波。

加法器LM358完成两个正弦信号的叠加，获得基波信号。

低频程控放大器AD623根据微处理器的指令改变基波信号的幅度。

调制器AD835将基波信号调制到载波信号上。

程控衰减器PE4302根据微处理器指令调整已调信号输出幅度。

HF/VHF天线通过HF/VHF天线接口与程控衰减器相连，作用是将已调信号发射到空间中。

WIFI天线通过WIFI天线接口与WIFI模块ESP8266相连，提供手持端应用程序和主机电路的无线通信，将手持端设定好的系统参数传送至主机电路。

手持端为安装在安卓操作系统手机上的应用程序。使用时WIFI模块工作于AP模式，此时WIFI模块作为WiFi热点，手机接入该WIFI热点，通过应用程序向装置发送控制命令。

电源单元主要作用是为整体装置各部分的正常运行提供电源，系统中均使用直流电进行电源的供应。

装置工作参数：

频率：HF波段范围2-29.999MHz，步进0.001MHz

VHF波段范围118-136.975MHz，步进0.025MHz

功率：-67至-13dBm

代码：XX-XX格式，可选字母A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/L/M/P/Q/R/S。

基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置的使用方法，步骤如下：

1、给系统上电后，进行系统初始化，检查主机各组成单元是否正常工作，如果正常则进行下一步；如果不正常，则结束工作。

2、将本装置放置于飞机外部，测试人员携带手持端于驾驶舱内远程操作主机工作。

3、测试人员在手持端上设置第一次测试的信号参数，例如频率为108.5MHz，功率为-20 dBm，代码为DF-AC（注意：每个字母仅可出现一次），测试人员也可以在本装置机箱面板上使用频率键、功率键和代码键设置信号参数。

4、在驾驶舱内将飞机无线电通信系统中的VHF1系统工作频率设置为108.5MHz，与飞机选择呼叫信号发射装置发射频率一致。

5、在手持端上点击发射键或在本装置机箱面板上点击发射键。

6、此时在驾驶舱内选择呼叫系统面板上VHF1灯应该亮起并伴有声音提醒，若观察到灯光和声音提醒信号，则继续进行测试；若无灯光和声音提醒信号，说明出现故障，需要进行故障排除工作。

7、对VHF1、VHF2、VHF3、HF1、HF2通信系统分别进行不同频率不同代码多次重复测试，当所有测试都能够观察到灯光和声音提示，说明所有系统工作正常，如果有任意一次测试失败，则需要进行故障排除工作。

方法中涉及的软件程序为使用现有技术公知的keil4开发系统，编程语言为C语言，手持端应用程序采用arduino开发环境；涉及到的协议有WIFI协议和串口通信协议。

Claims

1.一种基于ARM的飞机选择呼叫信号发射装置，其特征在于：包括主机机箱（1）、手持端和设置在主机机箱（1）内的主机电路，所述主机电路由系统控制单元、信号生成单元、信息显示单元、通信单元和电源单元组成，系统控制单元包括微处理器、按键单元，按键单元包括方向键、频率键、功率键、代码键、发射键；信息显示单元包括显示屏；信号生成单元包括HF/VHF载波产生电路、调制器、低频程控放大器、加法器、程控衰减器和HF/VHF天线；通信单元包括WIFI模块和WIFI天线；电源单元为整个系统的正常运行提供电源；

所述主机机箱（1）的面板上分别设有方向键、频率键、功率键、代码键、发射键和显示屏，在主机机箱（1）的侧面板上分别设有WIFI天线接口、WIFI天线接口和12V充电接口。