本發(fā)明涉及飛機航空電子系統地面試驗領域，尤其涉及一種航空電子系統試驗構型智能控制系統。

背景技術：

現代飛機航電系統已經進入高度模塊化、綜合化的時代，航電系統的試驗技術已成為航電系統研制的關鍵技術。在大型航電試驗中，既涉及到各種信號在真件和仿真件之間切換，又涉及到對參試設備的電源通道控制的頻繁操作，且使用場景復雜，系統硬線連接關系復雜，配線關系靈活多變，因此對配線和配電操作的正確性、安全性、完整性要求很高，需要實現航電系統試驗構型的靈活管理，有必要深入研究航電系統試驗構型的動態(tài)控制技術，研制智能化的配線和配電控制系統。

以往在航空電子系統地面試驗中試驗構型的控制主要包括：通過插拔連接器或者手工修改接線端子連接來改變航電總線的接線關系，從而實現總線信號的切換；通過手工撥動電源開關實現電源通道控制，從而實現航空電子設備的上下電。這種試驗構型控制方法的缺點是效率低，不利于自動化測試，同時也可能引入人為的操作失誤，帶來對設備和人員的一些安全隱患。本發(fā)明采用網絡技術、中間件技術和可編程邏輯電路技術實現一種航空電子系統試驗構型智能控制系統，該系統能夠解決航空電子系統試驗構型控制智能化、自動化的問題，能夠大大降低試驗操作的復雜度，提高準確性和安全性，有效地提高試驗效率。

技術實現要素：

本發(fā)明提出一種航空電子系統試驗構型智能控制系統，能夠解決航空電子系統地面試驗中試驗構型控制智能化、自動化的問題，能夠大大降低試驗操作的復雜度，提高準確性和安全性，有效地提高試驗效率。

本發(fā)明采取的技術方案為：一種航空電子系統試驗構型智能控制系統，包括客戶端101、服務器102、配線設備103和配電PLC(可編程邏輯控制器)104；所述客戶端(101)通過以太網與服務器(102)連接，通過中間件通信；服務器(102)通過以太網分別與配線設備(103)、配電PLC(104)連接，通過UDP(用戶數據報協議)分別與配線設備(103)、配電PLC(104)通信。

上述配線設備(103)包括供電單元201、第一網絡芯片控制器202、第二網絡芯片控制器203、網絡芯片204、程序下載接口205、配置接口206、撥碼開關207、設備ID設置接口208、核心處理板209、高密連接器210、接口板211；供電單元(201)為第一網絡芯片控制器(202)、第二網絡芯片控制器(203)和核心處理板(209)供電，核心處理板(209)通過網絡芯片(204)連接第一網絡芯片控制器(202)、第二網絡芯片控制器(203)，核心處理板(209)設有程序下載接口(205)、配置接口(206)、撥碼開關(207)、設備ID設置接口(208)，接口板(211)通過高密連接器(210)與核心處理板(209)連接。

航空電子系統試驗構型控制信息從客戶端(101)提供的人機接口輸入，客戶端(101)通過中間件將控制命令從以太網中傳遞至配線設備(103)和配電PLC(104)，配線設備(103)響應控制信息，并完成航電總線連接關系變換，從而實現航電網絡變換，配電PLC(104)響應控制信息，并完成設備供配電操作，從而實現參試航電設備的智能上下電。

客戶端(101)能夠顯示試驗構型控制指令執(zhí)行的反饋信息及當前航電試驗構型狀態(tài)。配線設備(103)執(zhí)行航電網絡變換指令后將執(zhí)行狀態(tài)回報至服務器(102)，服務器(102)通過以太網將狀態(tài)回報傳遞至客戶端(101)；配電PLC(104)執(zhí)行供配電指令后將執(zhí)行狀態(tài)回報至服務器(102)，服務器(102)通過以太網將狀態(tài)回報傳遞至客戶端(101)。

本發(fā)明提供的航空電子系統試驗構型智能控制系統，具有以下有益效果：通過客戶端軟件的方式控制航電網絡的自動變換，同時通過軟件的方式自動控制參試航電設備的電源通道上下電。該系統提供的腳本控制接口支持測試用例程序的函數調用，從而支持航空電子系統的自動化測試，同時也體現了航電試驗構型的智能化；該系統能有效解決由于人工插拔航空連接器或接線端子可能引入的誤操作，保證了操作的正確性和有效性；該系統的自動化和智能化控制能夠大大提高航空電子系統地面試驗的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統架構示意圖，圖中101：客戶端、102：服務器、103：配線設備、104：配電PLC；

圖2是本發(fā)明提供的配線設備原理圖，圖中201：供電單元、202：第一網絡芯片控制器、203：第二網絡芯片控制器、204：網絡芯片、205：程序下載接口、206：配置接口、207：撥碼開關、208：設備ID設置接口、209：核心處理板、210：高密連接器，211：接口板；

圖3是本發(fā)明提供真件和仿真件信號在配線設備(103)中切換的原理圖，圖中K1和K2為繼電器開關；

圖4是本發(fā)明提供旁路采集功能在配線設備中實現的原理圖，圖中K1、K2為繼電器開關；

具體實施方式

下面結合說明書附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供一種航空電子系統試驗構型智能控制系統，包括客戶端101、服務器102、配線設備103和配電PLC104(可編程邏輯控制器)；所述客戶端101通過以太網與服務器連接，通過中間件通信；服務器102通過以太網分別與配線設備103、配電PLC104連接，通過UDP(用戶數據報協議)分別與配線設備103、配電PLC104通信，如圖1所示。

上述配線設備103包括供電單元201、為第一網絡芯片控制器202、第二網絡芯片控制器203、網絡芯片204、程序下載接口205、配置接口206、撥碼開關207、設備ID設置接口208、核心處理板209、高密連接器210、接口板211；供電單元201為第一網絡芯片控制器202、第二網絡芯片控制器203和核心處理板209供電，核心處理板209通過網絡芯片204連接第一網絡芯片控制器202、第二網絡芯片控制器203，接口板211通過高密連接器210與核心處理板連接，核心處理板209設有程序下載接口205、配置接口206、撥碼開關207、設備ID設置接口208，程序下載接口205可接入程序加載器加載FPGA程序，配置接口206可配置FPGA程序，撥碼開關207用于設置光纖接口和RJ45(公用電信網絡接口)接口的物理地址，設備ID設置接口208用于設置設備編號，如圖2所示。

1總體架構

根據航電試驗中構型變化的研究，航空電子系統試驗構型智能化控制包括：

a)航電總線的信號切換(A429總線、RS422總線、DIO總線等)；

b)參試航電設備的遠程供配電。

要實現航電總線的智能切換，首先考慮用繼電器的開關實現信號切換，再考慮用軟件及試驗網絡實現切換的智能化。參試設備的遠程供配電可以考慮用PLC控制供電開關的形式實現。因此參考圖1航空電子系統試驗構型智能控制系統包括客戶端101、服務器102、配線設備103和配電PLC104：

◆客戶端101：作為綜合配線配電系統的上位機，主要承載與用戶交互的人機界面和提供操作服務，部署在一臺通用Windows計算機上，同時完成與中間件CORBA的數據交互，調用CORBA定義的接口實現與服務器102的通信過程。

◆服務器102：作為綜合配線配電系統下位機部分，與硬件實際交互。通過UDP通信方式發(fā)送相應指令給設備，實現其端口的切換來達到信號切換的效果，同時也負責向設備獲取當前端口的狀態(tài)回報。

◆配線設備103：作為A429、RS422、DIO配線的硬件部分，實現繼電器的開啟和關閉，從而實現總線信號的切換。

◆配電PLC 104：接收服務器102命令，實現航電設備上下電的操作。

2詳細技術方案

在航空電子系統試驗構型智能控制系統中配電PLC104、服務器102、客戶端101的硬件都采用成熟的貨架產品，功能采用軟件技術實現。配線設備103是該系統方案設計的關鍵。

2.1配線總體架構設計

配線設備103采用核心處理板209加接口板211的架構進行設計。核心處理板209和接口板211通過高密連接器210連接。這樣的優(yōu)點是硬件設計靈活，可以根據不同的需求更改接口板211。不需要再次更改核心處理板209，為航電試驗定制需求項目的完成節(jié)省成本和開發(fā)時間。

2.2核心處理板209設計

核心處理板209采用Altera公司生產的CycloneⅢ系列的EP3C120F780C7N作為主控制FPGA芯片。該系列FPGA前所未有地同時實現了低功耗、低成本和高性能。其體系結構包括高達120K的垂直排列邏輯單元、以9K模塊構成的4Mbit嵌入式存儲器、200個18×18的嵌入式乘法器。在布局上提供豐富的存儲器、乘法器資源和IO口資源，包括200K邏輯單元、8Mbit嵌入式存儲器和396個嵌入式乘法器、221路差分IO通道，即442路單端IO通道。

FPGA芯片的主要功能是實現與服務器102之間的通信，通過網絡芯片204接收服務器102下發(fā)的配線指令并根據指令來控制接口板211的繼電器來完成配線切換工作。

配線設備103與服務器102連接通過以太網通信。其中網絡芯片204芯片采用Marvell公司的88E1111芯片，該收發(fā)器支持10M/100M/1000M網絡互連，可提供一個穩(wěn)定可靠、成本低廉的優(yōu)質網絡解決方案。88E1111既支持銅介質又支持光纖介質的物理層收發(fā)，主要具有如下特點：

◆超低功耗，只需0.75W；

◆兼容IEEE802.3，接口速度自動適應；

◆支持多種數據傳輸接口；

◆集成1.25G SERDES串行器&解串器接口；

◆自動探測銅介質與光纖介質；

◆直接LED指示燈控制，并且支持軟件配置；

◆用戶可編程PHY(物理層接口)地址。

核心處理板209設計有如下優(yōu)點：采用4個獨立高密連接器210支持配線數量最高達442路單端通道，且不同配線需求都可以完全復用硬件設計，從而縮短了開發(fā)周期，簡化了后續(xù)開發(fā)的復雜度，并且為今后擴展衍生產品打下了良好的基礎。

網絡芯片204支持光纖和RJ45兩種1000M以太網接口，可以通過光口/電口兩種接口方式通信。

第一網絡芯片控制器202實現對網絡芯片204光口模式的控制。

第二網絡芯片控制器203實現對網絡芯片204電口模式的控制。

2.3接口板設計

接口板211采用4個高密連接器210與和核心處理板209連接，為了實現A429/RS422和DIO的配線功能，采用Tyco公司型號為IM03TS-5VDC繼電器。該繼電器具有體積小、開關動作時間短、使用壽命長等優(yōu)點，最大觸點電流達2A，完全能滿足航電試驗網絡需求。配線切換和旁路采集的原理分別參見圖3和圖4。

圖3表明了真件和仿真件切換的原理：當K1閉合、K2斷開時，真件輸入信號接入航電試驗網絡；當K1斷開，K2閉合時，仿真件輸入信號接入航電試驗網絡。

圖4表明了旁路采集的原理：當采集設備接入旁路采集的正和負端后，無論是真件輸入信號接入航電試驗網絡還是仿真件信號接入，采集設備都能旁路采集航電試驗網絡的通訊數據。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。