CN103076748B - 一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机 - Google Patents
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Abstract
一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，涉及飞行器的实验***中的测控领域。本发明解决了飞行器的实验***不能对通讯数据实现实时监测，而造成的大量实验数据丢失的问题。本发明主控器的环境信息输入端连接单向传输收发器的环境信息输出端，主控器的状态回复信号输入端连接双向传输收发器的状态回复信号输出端，主控器的控制信号输出端连接双向传输收发器的控制信号输入端，存储控制模块的环境信息输入端连接单向传输收发器的环境信息输出端，存储控制模块的控制信号输入端连接控制器的控制命令信号输出端，存储控制模块的状态回复信号输入端连接双向传输收发器的状态回复信息的输出端。用于飞行器的实验***中的测控。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器的实验***中的测控领域。
背景技术
在对某些飞行器的实验***中，需要对飞行器的运动状态进行模拟，由于试验过程中环境恶劣，试验条件无法满足数据实时监测的功能，造成大量的实验数据丢失，因此，***需要将实验过程中数据进行存储，待实验完成后进行分析；控制机作为控制***的核心，通过通讯总线实现对其他设备的控制，整个飞行试验包含大量的通讯数据，通讯数据的正确与否直接关系到整个试验***能否正常工作。因此，控制机不但有控制功能，而且需要实现对通讯数据的实时存储。
发明内容
本发明为了解决飞行器的实验***不能对通讯数据实现实时监测，而造成的大量实验数据丢失的问题，提出了一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机。
本发明所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机包含两个部分：主控电路和数据存储电路，所述主控电路由被控***、惯性导航***、单向传输收发器、双向传输收发器、主控器、驱动电路、继电器、电源和参数存储模块组成；数据存储电路由数据存储模块、存储控制模块和接口电路组成；
所述主控器的电源控制信号输出端连接驱动电路的电源控制信号输入端，主控器的电源状态信号输入端连接继电器的电源状态信号输出端，驱动电路的电源开关信号输出端连接继电器的电源开关信号输入端，继电器的电源开关信号输出端连接电源的开关信号输入端，电源的电源信号输出端连接被控***的电源信号输入端，主控器的***参数信号输入端连接参数存储模块的***参数信号输出端，参数存储模块的***参数信号输入端连接主控器的***参数信号输出端；主控器的环境信息输入端连接单向传输收发器的环境信息输出端，所述单向传输收发器的环境信息输入端连接惯性导航***的环境信息输出端，主控器的状态回复信号输入端连接双向传输收发器的状态回复信号输出端，主控器的控制信号输出端连接双向传输收发器的控制信号输入端，所述双向传输收发器的控制信号输出端连接被控***的控制信号输入端，双向传输收发器的状态回复信号输入端连接被控***的状态回复信号的输出端；所述存储控制模块的环境信息输入端与单向传输收发器的环境信息输出端相连，所述存储控制模块的控制信号输入端与控制器的控制命令信号输出端连接，所 述存储控制模块的状态回复信号输入端与双向传输收发器的状态回复信息的输出端相连，所述存储控制模块的数据信号输出输入端连接数据存储模块的数据信号输出输入端；所述存储控制模块的控制数据信号输出输入端连接接口电路的控制数据信号输出输入端。
本发明在控制机中增加了数据存储电路，通过数据存储电路将收发器与主控器之间的命令传输及状态回复信号进行实时存储，实现了对实验数据的实时监测，保证了实验数据的完整，并为试验后分析提供原始数据。
附图说明
图1为具有存储电路***逻辑控制数据监测功能的控制机的电气原理图示意图。
图2为数据存储与上传控制逻辑框图。
图3为存储控制模块主控制逻辑状态跳转图。
图4为主控器自动控制流程。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机包含两个部分：主控电路和数据存储电路，所述主控电路由被控***1、惯性导航***2、单向传输收发器3、双向传输收发器4主控器5、驱动电路6继电器7电源8和参数存储模块9组成；数据存储电路由数据存储模块10、存储控制模块11和接口电路12组成；
所述主控器5的电源控制信号输出端连接驱动电路6的电源控制信号输入端，主控器5的电源状态信号输入端连接继电器7的电源状态信号输出端，驱动电路6的电源开关信号输出端连接继电器7的电源开关信号输入端，继电器7的电源开关信号输出端连接电源8的开关信号输入端，电源8的电源信号输出端连接被控***1的电源信号输入端，主控器5的***参数信号输入端连接参数存储模块9的***参数信号输出端，参数存储模块9的***参数信号输入端连接主控器5的***参数信号输出端；主控器5的环境信息输入端连接单向传输收发器3的环境信息输出端，所述单向传输收发器3的环境信息输入端连接惯性导航***1的环境信息输出端，主控器 5的状态回复信号输入端连接双向传输收发器4的状态回复信号输出端，主控器5的控制信号输出端连接双向传输收发器4的控制信号输入端，所述双向传输收发器4的控制信号输出端连接被控***1的控制信号输入端，双向传输收发器4的状态回复信号输入端连接被控***1的状态回复信号的输出端；所述存储控制模块 11的环境信息输入端与单向传输收发器3的环境信息输出端相连，所述存储控制模块 11的控制信号输入端与主控器5的控制命令信号输出端连接，所述存储控制模块 11的状态回复信号输入端与双向传输收发器3的状态回复信息的输出端相连，所述存储控制模块 11的数据信号输出输入端连接数据存储模块10的数据信号输出输入端；所述存储控制模块 11的控制数据信号输出输入端连接接口电路12的控制数据信号输出输入端。
本实施方式为了不增加主控***的负担，控制电路与数据存储电路独立出现在***中。因此，存储控制电路并不与控制核心主控制器直接通讯，而是以总线负载的形式出现其数据存储与上传过程如图2所示。单向传输收发器模块用来接收外部惯性导航***传来的定时信息，并将信息传递给主控器进行分析，双向传输收发器用于接收状态回复信号并发射控制器传来的控制信号，实现对外部***的控制。
本实施方式电源控制电路采用驱动电路与继电器相结合的方法，继电器为双刀双置开关，当主控器控制驱动电路使电源输出时，继电器的另一个开关检测电源输出的状态。当电源输出时，输入状态置低，没有输出时为高。
具体实施方式二、结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种具有数据监测功能的控制机的进一步说明，所述存储控制模块 11采用状态机的跳转实现逻辑控制，所述状态机分为 五个状态：空闲状态、命令读取状态、指令判断状态、CF卡擦 除状态和数据上传状态；
所述空闲状态，等待接收接口电路12发送的指令，当接收到指令时，跳转到命令读取状态；
命令读取状态，读取接口电路12发来的指令，当读取到的指令为复位指令时，状态机跳回空闲状态；否则，跳转至指令判断状态；
指令判断状态，当判断指令为写FIFO指令、且该写FIFO指令为空时，跳转至数据存储模块擦除状态；当判断指令为读FIFO指令，且为非空时，跳转至数据上传状态；
数据存储模块擦除状态，对数据存储模块10中数据进行擦除，当数据存储模块10擦 除完毕时，跳转至空闲状态；
数据上传状态，读取数据存储模块10中的数据，并将所述数据发送给接口电路12，直到数据存储模块10中的数据被读取和发送完毕，跳转至空闲状态。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种具有数据监测功能的控制机的进一步说明，所述主控器5采用DSP2812芯片实现。
DSP2812作为***的主控核心，采用TI公司DSP2812。在接收到定时信息后，将信息进行计算，并转换为被控***所需的指令格式通过DSP的SCI接口进行发送。DSP在接收到特定的指令信息后通过继电器对电源进行控制。在自动流程控制中控制机可以根据 接收定时信息的个数、内容以及被控***状态选择向被控***返回的状态发送不同的指令，从而实现被控***的自动控制控制过程如图4。
具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种具有数据监测功能的控制机的进一步说明，所所述单向传输收发器3和双向传输收发器4采用两路422收发器。
由于通讯总线采用RS422标准，总线不能挂接多个负载，主控器与422接收芯片的驱动能力满足需求，而且数据存储控制电路应用FPGA也使用单端信号，因此，采用将RS422差分信号转换为单端信号后进入FPGA的方法对数据进行实时存储。
采用DSP作为***工作流程主控器，控制机还包含两路收发器、驱动电路及继电器。***中含有两路422收发器，每个收发器包含一个接收端和一个发送端，其中单向传输收发器只用到接收端，负责接收惯性导航器传输给控制机的定时信息，另一路双向传输收发器负责与被控***进行通讯。指令接口均采用标准的422通讯协议。DSP2812作为***的主控核心，在接收到定时信息后，将信息进行计算，并转换为被控***所需的指令格式通过DSP的SCI接口进行发送。DSP在接收到特定的指令信息后通过继电器对电源进行控制。电源及电源输出控制电路实现对电源的输出的控制。
具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一所述的具有数据监测功能的控制机的进一步说明，所述接口电路12由CY7C68013协议转换芯片和USB2.0接口电路组成，CY7C68013协议转换芯片的数据高速率转换信号输出端连接USB2.0接口电路的数据信号输入端，CY7C68013协议转换芯片的低速数据信号的输出输入端为接口电路12的制数据信号输出输入端连接USB2.0接口的高速数据信号输出端连接协议转换芯片CY7C68013的高速数据信号输入端。
CY7C68013作为控制USB2.0的协议芯片实现将USB2.0协议转换为本地总线接口，简化了FPGA中的控制逻辑。
具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种具有数据监测功能的控制机的进一步说明，所述数据存储模块10是CF卡。
具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种具有数据监测功能的控制机的进一步说明，所述存储控制模块11采用现场可编程门阵列(FPGAField Programmable Gate Array)。
Claims (7)
1.一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，其特征在于，所述飞行试验***控制机包含两个部分：主控电路和数据存储电路，所述主控电路由被控***(1)、惯性导航***(2)、单向传输收发器(3)、双向传输收发器(4)、主控器(5)、驱动电路(6)继电器(7)、电源(8)和参数存储模块(9)组成；数据存储电路由数据存储模块(10)、存储控制模块(11)和接口电路(12)组成；
所述主控器(5)的电源控制信号输出端连接驱动电路(6)的电源控制信号输入端，主控器(5)的电源状态信号输入端连接继电器(7)的电源状态信号输出端，驱动电路(6)的电源开关信号输出端连接继电器(7)的电源开关信号输入端，继电器(7)的电源开关信号输出端连接电源(8)的开关信号输入端，电源(8)的电源信号输出端连接被控***(1)的电源信号输入端，主控器(5)的***参数信号输入端连接参数存储模块(9)的***参数信号输出端，参数存储模块(9)的***参数信号输入端连接主控器(5)的***参数信号输出端；主控器(5)的环境信息输入端连接单向传输收发器(3)的环境信息输出端，所述单向传输收发器(3)的环境信息输入端连接惯性导航***(2)的环境信息输出端，主控器( 5)的状态回复信号输入端连接双向传输收发器(4)的状态回复信号输出端，主控器(5)的控制信号输出端连接双向传输收发器(4)的控制信号输入端，所述双向传输收发器(4)的控制信号输出端连接被控***(1)的控制信号输入端，双向传输收发器(4)的状态回复信号输入端连接被控***(1)的状态回复信号的输出端；所述存储控制模块(11)的环境信息输入端与单向传输收发器(3)的环境信息输出端相连，所述存储控制模块(11)的控制信号输入端与主控器(5)的控制命令信号输出端连接，所述存储控制模块(11)的状态回复信号输入端与双向传输收发器(3)的状态回复信号输出端相连，所述存储控制模块(11)的数据信号输出输入端连接数据存储模块(10)的数据信号输出输入端；所述存储控制模块(11)的控制数据信号输出输入端连接接口电路(12)的控制数据信号输出输入端。
2.根据权利要求1所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，其特征在于，所述存储控制模块(11)采用状态机的跳转实现逻辑控制，所述状态机分为五个状态：空闲状态、命令读取状态、指令判断状态、数据存储模块擦除状态和数据上传状态；
所述空闲状态，等待接收接口电路(12)发送的指令，当接收到指令时，跳转到命令读取状态；
命令读取状态，读取接口电路(12)发来的指令，当读取到的指令为复位指令时，状态机跳回空闲状态；否则，跳转至指令判断状态；
指令判断状态，当判断指令为写FIFO指令，且该写FIFO指令为空时，跳转至数据存 储模块擦除状态；当判断指令为读FIFO指令，且为非空时，跳转至数据上传状态；
数据存储模块擦除状态，对数据存储模块(10)中数据进行擦除，当数据存储模块(10)擦除完毕时，跳转至空闲状态；
数据上传状态，读取数据存储模块(10)中的数据，并将所述数据发送给接口电路(12)，直到数据存储模块(10)中的数据被读取和发送完毕，跳转至空闲状态。
3.根据权利要求1所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，其特征在于，所述主控器(5)采用DSP2812芯片实现。
4.根据权利要求1所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，其特征在于，所述单向传输收发器(3)和双向传输收发器(4)采用两路422收发器。
5.根据权利要求1所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，其特征在于，所述接口电路(12)由CY7C68013协议转换芯片和USB2.0接口电路组成，CY7C68013协议转换芯片的数据高速率转换信号输出端连接USB2.0接口电路的数据信号输入端，CY7C68013协议转换芯片的低速数据信号的输出输入端为接口电路(12)的控制数据信号输出输入端，USB2.0接口电路的高速数据信号输出端连接协议转换芯片CY7C68013的高速数据信号输入端。
6.根据权利要求1所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，其特征在于，所述数据存储模块(10)是CF卡。
7.根据权利要求1所述一种具有数据监测功能的飞行试验***控制机，其特征在于，所述存储控制模块(11)采用现场可编程门阵列FPGA。
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