本實用新型設(shè)計一種仿真設(shè)備，具體涉及一種半實物仿真飛行座艙顯控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

航空維護(hù)訓(xùn)練器是計算機控制的半實物仿真設(shè)備，無論是使用成本還是購置成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于真實裝備，同時具有操作真實、安全性高、科目設(shè)置針對性強等優(yōu)點。在軍用領(lǐng)域，美國空軍各主要機型的維護(hù)訓(xùn)練多依靠此類模擬器進(jìn)行。如在F-22維護(hù)訓(xùn)練中心，F(xiàn)-22戰(zhàn)斗機被分成7個全尺寸高逼真度模擬訓(xùn)練器用于模擬外場維修，這些維護(hù)訓(xùn)練器提供檢查、維護(hù)、拆卸和安裝、系統(tǒng)測試和故障隔離等的實際操作練習(xí)，覆蓋了從簡單到高度復(fù)雜的維修過程，包括14至240個獨立的科目。

座艙顯示與控制系統(tǒng)是飛行員和飛機之間人機交互的接口，由顯示和控制兩部分組成，其中，顯示是飛機信息輸出的接口，控制是飛機信息輸入的接口。飛行員依靠座艙顯控系統(tǒng)獲取飛機狀態(tài)、戰(zhàn)場態(tài)勢等信息，以最有效的方式操縱飛機完成作戰(zhàn)訓(xùn)練任務(wù)。因此，在各型航空訓(xùn)練模擬器中，座艙顯控系統(tǒng)的仿真一直是最受關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域之一。

座艙顯控系統(tǒng)仿真涵蓋座艙內(nèi)所有的顯示控制機構(gòu)的仿真，有各類控制板、儀表、操縱桿、油門桿、多功能顯示器、警示燈等，座艙顯控系統(tǒng)需要及時響應(yīng)訓(xùn)練人員對這些控制機構(gòu)的操縱，并實時顯示操縱結(jié)果。因此座艙顯控系統(tǒng)的仿真涉及到大量的開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量的輸入和輸出。如何做到操縱響應(yīng)的高效實時、顯示控制的真實再現(xiàn)是顯控系統(tǒng)仿真的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出一種半實物仿真飛行座艙顯控系統(tǒng)，包括：座艙工控機，與多機通信單元連接；多個顯控單元，當(dāng)訓(xùn)練人員對顯控單元操作后，其實時產(chǎn)生對應(yīng)的操作指令并通過多機通信單元上報給工控機；以及接收座艙工控機下發(fā)的控制指令，改變自身的狀態(tài)；多機通信單元，用以獲取任一顯控單元的操作指令，并將其上傳給座艙工控機；以及接受工控機的控制指令，下發(fā)至對應(yīng)的顯控單元。

優(yōu)選的，所述多機通信單元采用MCS-51系列單片機。

優(yōu)選的，所述多機通信單元采用STC12C5A60S2單片機。

優(yōu)選的，所述顯控單元采用STC12C5A60S2單片機。

優(yōu)選的，所述顯控單元包括多功能顯示器、操縱桿、油門桿、啟動板以及N個設(shè)備控制板。

優(yōu)選的，所述多功能顯示器通過設(shè)置在其上的按鍵進(jìn)行指令的輸入以及輸出飛行信息、態(tài)勢感知、系統(tǒng)管理、作戰(zhàn)任務(wù)。

優(yōu)選的，所述多功能顯示器通過座艙工控機完成各類畫面的繪制后，通過座艙工控機內(nèi)的顯卡輸出到多功能顯示器的顯示屏。

優(yōu)選的，所述多機通信單元通過RS-232總線與座艙工控機進(jìn)行通信。

本實用新型基于半實物仿真技術(shù)，采用多個單片機做為輸入輸出的采集控制單元，以工控機為主機構(gòu)建一對多主從式的顯示控制仿真結(jié)構(gòu)，由于多個單片機獨立完成對眾多輸入量的不間斷監(jiān)聽和輸出控制，從而大量釋放的工控機的CPU時間，保證了對座艙操縱響應(yīng)的實時高效。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型半實物仿真飛行座艙顯控系統(tǒng)硬件連接示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。

參考圖1，本實用新型一種半實物仿真飛行座艙顯控系統(tǒng)，包括：座艙工控機、多個顯控單元，以及多機通信單元。

其中，其作為訓(xùn)練模擬器的主控計算機，通過COM口與多機通信單元連接，完成對各顯控單元的通信，能實時獲取各顯控單元上報的操作指令，同時改變訓(xùn)練模擬器座艙面板指示和多功能顯示器畫面，從而及時響應(yīng)訓(xùn)練人員的操作。多機通信單元：采用MCS-51系列單片，它作為仿真座艙實現(xiàn)主從通信的核心，多機通信單元可與任一從機通信，獲取其狀態(tài)后上報給工控機；同時接收工控機的控制指令，并將控制指令下發(fā)給對應(yīng)的從機，從而實現(xiàn)全雙工一對多主從通信。顯控單元，當(dāng)訓(xùn)練人員對顯控單元操作后，其實時產(chǎn)生對應(yīng)的操作指令并通過多機通信單元上報給工控機；以及接收座艙工控機下發(fā)的控制指令，改變自身的狀態(tài)。

本實用新型的多機通信單元通過RS-232總線與座艙工控機進(jìn)行通信。

所述多機通信單元采用MCS-51系列單片機，具體的，所述多機通信單元采用STC12C5A60S2單片機，顯控單元也采用STC12C5A60S2單片機。

具體的，本實施例的顯控單元，在整個硬件結(jié)構(gòu)中，將大量人機交互的顯示控制接口先獨立封裝在多個顯控單元中；其包括三個多功能顯示器、操縱桿、油門桿、啟動板以及N個設(shè)備控制板，這些顯控單元實際上是各種人機交互接口，當(dāng)然本實用新型的顯控單元也不局限于上述設(shè)備。

其中，上述的多功能顯示器用于它既是一個輸出設(shè)備又是一個輸入設(shè)備，其輸出是各種關(guān)鍵飛行信息、態(tài)勢感知、系統(tǒng)管理、作戰(zhàn)任務(wù)等畫面；輸入是畫面四周的按鍵，按鍵的作用跟隨畫面變化，在不同畫面下被不斷重新定義。多功能顯示器的周邊鍵輸入監(jiān)聽通過單片機完成，并通過多機通信單元上報工控機。但是由于顯示畫面輸出內(nèi)容多且復(fù)雜，僅靠單片機無法勝任，因此本實用新型的多功能顯示器是通過多功能顯示器通過座艙工控機完成各類畫面的繪制后，通過座艙工控機內(nèi)的顯卡輸出到多功能顯示器的顯示屏。

操縱桿、油門桿、啟動板以及N個設(shè)備控制板上的各類開關(guān)、按鍵、電位器均可以作為單片機的數(shù)字或模擬的輸入，其上的各類指示燈、儀表均可以作為單片機的數(shù)字或模擬輸出。

本實用新型采用一對多全雙工通信協(xié)議，以工控機作為主機，以每個顯控單元作為從機，并聯(lián)在一個總線下，實現(xiàn)主從式的數(shù)據(jù)通信；然后多機控制單元通過RS-232總線完成與工控機的一對一全雙工通信，最后在工控機中完成統(tǒng)一的顯示和控制。即每個顯控單元（包括多功能顯示器）獨立完成對輸入量（開關(guān)、按鍵、電位器）的不間斷監(jiān)聽，當(dāng)訓(xùn)練人員操作后，實時產(chǎn)生對應(yīng)的操作碼通過多機通信單元上報工控機，同時接收多機通信單元下發(fā)的控制碼，改變自身各輸出量（指示燈、儀表）的狀態(tài)。

本實用新型提出了一種飛機座艙顯控系統(tǒng)的仿真實現(xiàn)方法，該方法已應(yīng)用于某型機載電子設(shè)備訓(xùn)練模擬器中，在實際的教學(xué)訓(xùn)練中取得了良好效果。基于半實物仿真實現(xiàn)，保證了仿真座艙與實裝的高逼真性，具備良好的操作手感，營造了高度真實的機上物理環(huán)境。采用以大量單片機為座艙各個顯示控制單元核心，獨立完成對眾多輸入量的不間斷監(jiān)聽，以多機通信單元為主機，實現(xiàn)了一對多主從式全雙工通信，從而大量簡化了上位工控機的工作，實現(xiàn)了分布式采集和控制，保證了對座艙操縱響應(yīng)的實時高效。

以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。