基于統(tǒng)一處理平臺的通用飛機機載電子系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機載系統(tǒng)與設備專業(yè)領域，具體涉及技術為通用飛機機載電子系統(tǒng)技術，以通用飛機為應用對象，提出了一種基于統(tǒng)一處理平臺的通用飛機機載電子系統(tǒng)架構(gòu)。
【背景技術】
[0002]通用飛機的機載電子系統(tǒng)是指為支持完成正常飛行任務所需配備的電子系統(tǒng)，一般可包括綜合顯示、參數(shù)采集、通信、導航、監(jiān)視、飛控、記錄、維護和告警等功能。
[0003]機載電子系統(tǒng)是通用飛機的耳目、大腦和神經(jīng)，可以說它的先進程度是通用飛機技術發(fā)展水平的一個重要標志，沒有先進的機載電子系統(tǒng)就沒有先進的通用飛機。因此通用飛機的機載電子系統(tǒng)是通用飛機發(fā)展的關鍵技術之一。通過不斷地突破通用機載電子系統(tǒng)中的核心技術，可以不斷提高通用飛機安全性、可靠性和適航性，同時通過優(yōu)化系統(tǒng)設計并采用新的機載電子系統(tǒng)技術可以進一步增強通用飛機的經(jīng)濟性、舒適性、環(huán)保性、靈活性和可維修性等。當前的通用飛機機載電子系統(tǒng)存在以下問題:
[0004]a.綜合化程度仍顯不足，難以進一步提供有助于飛行安全綜合化判斷信息；
[0005]b.物理形式上仍是獨立配置，航空電子、飛行控制、飛行管理和空管等功能仍由獨立的設備實現(xiàn)，集成化程度難以提高，功能的增加需要增加獨立設備，造成研制成本相對較尚;
[0006]c.應用靈活性差，系統(tǒng)不能靈活適應不同類型的通用飛機，需要針對具體的飛機進行較大的更改才能滿足飛機的需求。
[0007]因此希望能夠研制更先進的機載電子系統(tǒng)，以滿足未來不同種類通用飛機的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決【背景技術】中所存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種基于統(tǒng)一處理平臺的通用飛機機載電子系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)安全性的進一步提高，能夠靈活適應不同類型飛機的需求，能夠?qū)崿F(xiàn)通用飛機航空電子、飛行控制、飛行管理和空管等不同領域的功能集成，以便滿足未來不同種類通用飛機的實際應用需求。
[0009]本發(fā)明的技術解決方案是:基于統(tǒng)一處理平臺的通用飛機機載電子系統(tǒng)，其特征在于:所述電子系統(tǒng)包括相互連接的飛行顯示器、統(tǒng)一處理平臺、大氣航姿采集單元、操作控制板和統(tǒng)一網(wǎng)絡總線；
[0010]所述統(tǒng)一處理平臺包括電源模塊PSM、公共處理模塊CPM、通用接口模塊1M、射頻接口模塊RFM、音頻接口模塊AUD1、作動控制模塊ACM;
[0011]所述電源模塊PSM輸入機載+28VDC正常電源和+24VDC應急電源，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后變換為平臺內(nèi)部模塊、大氣航姿采集單元和操作控制板所需的+12VDC電源;PSM通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線給CPM周期性發(fā)送狀態(tài)信息并接收CPM發(fā)送的控制命令；
[0012]所述公共處理模塊CPM提供統(tǒng)一處理平臺的公共計算和處理資源，CPM集成嵌入式實時分區(qū)操作系統(tǒng)，提供統(tǒng)一的應用程序接口標準，允許駐留多個不同安全等級的功能應用程序；
[0013]所述通用接口模塊1M提供系統(tǒng)中通用的輸入輸出接口，實現(xiàn)對發(fā)動機參數(shù)、機身參數(shù)、電源參數(shù)和燃油參數(shù)通用參數(shù)的采集，以及部分離散量控制信號的輸出；1M將采集到的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線提供給CPM進行處理，并通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線接收CPM發(fā)送的控制信號；
[0014]所述射頻接口處理模塊RFM提供系統(tǒng)中的射頻信號收發(fā)和處理功能；包括VHF電臺、VOR、ILS、ADF、DME、MKR、應答機、北斗和GPS接口 ； RFM將解析后的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線提供給CPM進行處理，并通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線接收CPM發(fā)送的控制信號和輸出數(shù)據(jù)；
[0015]所述音頻處理模塊AUD1包括I路主駕、I路副駕和4路乘客的麥克風話音輸入、耳機聲音輸出接口、I路駕駛艙喇叭的聲音輸出接口、6路導航音頻信號輸入接口、4路告警聲音輸入接口；
[0016]作動控制模塊ACM通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線接收CPM發(fā)送的控制信號和輸出數(shù)據(jù)，并將執(zhí)行結(jié)果通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線提供給CPM進行處理。
[0017]上述統(tǒng)一處理平臺還包括擴展接口模塊E1，擴展接口模塊E1上集成標準的數(shù)字接口，ΕΙ0通過統(tǒng)一網(wǎng)絡單元和CPM進行數(shù)據(jù)的交互。
[0018]公共處理模塊CPM采用大容量隨機存儲器和固態(tài)電子盤，支持導航數(shù)據(jù)庫、地形數(shù)據(jù)庫和其它數(shù)據(jù)庫的實時運行;公共處理模塊CPM采用雙余度配置。
[0019]擴展接口模塊E1上集成標準的數(shù)字接口是ARINC429、RS422、ARINC453、ARINC708。
[0020]通用接口模塊1M接口的類型包括離散量接口、模擬電壓采集接口、模擬電流采集接口、電阻量采集接口和熱電偶輸入采集接口。
[0021]上述飛行顯示器包括圖形處理器;所述圖形處理器包括:
[0022]接口數(shù)據(jù)處理:飛行顯示器通過外部接口獲取需要顯示的各種數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線和外部視頻輸入獲取，包括大氣、航姿、控制、通信、導航、監(jiān)視信息；
[0023]數(shù)據(jù)信息處理:將獲取的這些數(shù)據(jù)按照綜合化的方式進行處理，根據(jù)不同顯示信息的規(guī)范、約定、格式和方式要求，將其處理為可以按照圖形表示的數(shù)據(jù)；
[0024]顯示轉(zhuǎn)換處理:將需要顯示的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可以通過顯示屏直接顯示的圖像，數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成可以直接識別的符號、字符的圖形化信息；
[0025]圖像顯示:通過液晶屏進行所需圖像的直接顯示。
[0026]上述大氣航姿采集單元集成多個傳感器，將大氣壓力、溫度和飛機姿態(tài)物理量直接轉(zhuǎn)換為相應的電信號，對電信號進行數(shù)字量化后通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線提供給后級處理；?0027] 接口數(shù)據(jù)米集:包括兩部分，一是對外部的大氣壓力、大氣溫度傳感器的輸入信號進行轉(zhuǎn)換采集，二是對內(nèi)部的加速度計、陀螺儀航姿傳感器信號進行轉(zhuǎn)換和采集；
[0028]大氣航姿數(shù)據(jù)處理:對采集的原始大氣航姿數(shù)據(jù)進行濾波、壞值剔除等操作，將這些數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式輸出到統(tǒng)一網(wǎng)絡；
[0029]操作控制板:操作控制面板提供按鍵、數(shù)字、字符、光標、開關的操作部件，控件的操作被轉(zhuǎn)換成指令信號通過統(tǒng)一網(wǎng)絡總線提供給后級處理。
[°03°]上述統(tǒng)一網(wǎng)絡總線采用總線式拓撲結(jié)構(gòu)的FlexRay總線。
[0031]本發(fā)明具有的優(yōu)點效果:
[0032]I)系統(tǒng)安全性高:具有高安全性特質(zhì)的系統(tǒng)架構(gòu)，可通過提供冗余的軟硬件資源以及冗余的網(wǎng)絡互聯(lián)總線，能夠滿足不同安全等級的需要，支持高安全等級的功能實現(xiàn)，如飛管、飛控等；
[0033]2)系統(tǒng)能夠靈活配置:具有可伸縮的系統(tǒng)架構(gòu)特性，通過擴展或剪裁系統(tǒng)的配置能夠適應不同類型飛機和不同安全等級的功能實現(xiàn)，能夠覆蓋CCAR23部固定翼飛機和CCAR27部旋翼機的應用需求；
[0034]3)在統(tǒng)一處理平臺上實現(xiàn)跨領域飛機功能的集成:首次針對通用飛機提出在一個處理平臺上對通用飛機不同領域的功能進行綜合。由于航電、飛控、空管等系統(tǒng)的功能屬于飛機的不同領域，它們對安全性、運行周期和資源需求都有較大差異，基于這種架構(gòu)，能夠利用系統(tǒng)的共用和冗余資源實現(xiàn)這些集成，這種集成能產(chǎn)生以下優(yōu)點:
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