基于afdx總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及航空電子設(shè)備領(lǐng)域，具體公開了一種基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其包括綜合監(jiān)視單元、與該綜合監(jiān)視單元通信連接的遠程數(shù)據(jù)集中器，及通過該遠程數(shù)據(jù)集中器與綜合監(jiān)視單元通信聯(lián)系的多種機載電子設(shè)備；所述綜合監(jiān)視單元內(nèi)集成有交通告警與防撞系統(tǒng)、S模式應(yīng)答機、地形提示與警告系統(tǒng)及機載氣象雷達；所述遠程數(shù)據(jù)集中器一端分別與多種機載電子設(shè)備通信連接，其另一端通過一AFDX總線與綜合監(jiān)視單元通信連接。本實用新型采用AFDX總線作為綜合監(jiān)視系統(tǒng)外部通信接口總線，提高了通信速率和可靠度，降低了設(shè)備互聯(lián)復(fù)雜度，減輕電纜重量，降低了飛機的制造、運營維護成本。
【專利說明】基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及航空電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種采用AFDX總線進行接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)木C合監(jiān)視系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]監(jiān)視功能是現(xiàn)代民用飛機上的重要航行功能組成部分，主要用于在飛行過程中為機組人員提供交通、氣象、地形等信息，增強其對空中環(huán)境的感知能力，有效提高飛行安全程度。
[0003]目前，監(jiān)視功能多采用分離電子設(shè)備實現(xiàn):交通告警與防撞系統(tǒng)(TCAS=TrafficCollision Avoidance System)用于實現(xiàn)保持安全飛行間隔,避免飛機相撞事故發(fā)生；S模式應(yīng)答機(XPDR/Mode-S)用于空中交通管制；地形提示與警告系統(tǒng)(TAWS)用于增強機組人員的地形感知能力，防止可控撞地事故(CFIT Controlled Flight Into Terrain)發(fā)生；機載氣象雷達(WXR)用于為機組人員提供航路氣象信息，避免飛機進入惡劣氣象環(huán)境。上述電子設(shè)備在與飛機其他設(shè)備數(shù)據(jù)通信時多采用ARINC429總線實現(xiàn)，存在設(shè)備交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜、數(shù)據(jù)傳輸率低、電纜重量重、維護成本高等問題，導(dǎo)致飛機的制造成本、運營維護成本過高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于，提出一種基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其提高了通信速率和可靠度，降低了設(shè)備互聯(lián)復(fù)雜度，減輕電纜重量，降低了飛機的制造、運營維護成本。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其包括:綜合監(jiān)視單元、與該綜合監(jiān)視單元通信連接的遠程數(shù)據(jù)集中器，及通過該遠程數(shù)據(jù)集中器與綜合監(jiān)視單元通信聯(lián)系的多種機載電子設(shè)備；所述綜合監(jiān)視單元內(nèi)集成有交通告警與防撞系統(tǒng)、S模式應(yīng)答機、地形提示與警告系統(tǒng)及機載氣象雷達；所述遠程數(shù)據(jù)集中器一端分別與多種機載電子設(shè)備通信連接，其另一端通過一 AFDX總線與綜合監(jiān)視單元通信連接。
[0006]其中，所述綜合監(jiān)視單元內(nèi)設(shè)有AFDX接口芯片，該綜合監(jiān)視單元上設(shè)有與內(nèi)部的AFDX接口芯片電性連接的AFDX數(shù)據(jù)接口，綜合監(jiān)視單元通過該AFDX數(shù)據(jù)接口與AFDX總線相連接。
[0007]具體的，所述機載電子設(shè)備可以包括飛行管理計算機、大氣數(shù)據(jù)計算機、導(dǎo)航顯示器、無線電高度表、飛行參數(shù)顯示器及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收機中的任意一種或多種。
[0008]本實用新型中，所述機載電子設(shè)備內(nèi)均設(shè)有ARINC429接口芯片，該機載電子設(shè)備上均設(shè)有與內(nèi)部的ARINC429接口芯片電性連接的ARINC429數(shù)據(jù)接口，機載電子設(shè)備通過各自的ARINC429數(shù)據(jù)接口通過一 ARINC429總線與遠程數(shù)據(jù)集中器通信連接。
[0009]本實用新型的基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其采用AFDX總線作為綜合監(jiān)視系統(tǒng)外部通信接口總線，提高了通信速率和可靠度，降低了設(shè)備互聯(lián)復(fù)雜度，減輕電纜重量，降低了飛機的制造、運營維護成本?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]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簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅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。
[0011]圖1為本實用新型基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)一種具體實施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實用新型在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用狀態(tài)標(biāo)識的標(biāo)識示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)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，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]如圖1所示，本實用新型提供一種基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其包括:包括綜合監(jiān)視單元10、與該綜合監(jiān)視單元10通信連接的遠程數(shù)據(jù)集中器20，及通過該遠程數(shù)據(jù)集中器20與綜合監(jiān)視單元10通信聯(lián)系的多種機載電子設(shè)備；所述綜合監(jiān)視單元10內(nèi)集成有交通告警與防撞系統(tǒng)、S模式應(yīng)答機、地形提示與警告系統(tǒng)及機載氣象雷達；所述遠程數(shù)據(jù)集中器20 —端分別與多種機載電子設(shè)備通信連接，其另一端通過一 AFDX總線22與綜合監(jiān)視單元10通信連接。
[0015]現(xiàn)有的監(jiān)視功能大多采用分離電子設(shè)備實現(xiàn)，而隨著技術(shù)的發(fā)展，最新研發(fā)的大型民用飛機已采用將交通告警與防撞系統(tǒng)、S模式應(yīng)答機、地形提示與警告系統(tǒng)及機載氣象雷達集成為一個系統(tǒng)方式，因此本實用新型中的綜合監(jiān)視單元10就集成了所述交通告警與防撞系統(tǒng)、S模式應(yīng)答機、地形提示與警告系統(tǒng)及機載氣象雷達，不僅可以減輕設(shè)備重量，簡化安排維護，且可以降低集成過程中生命周期成本、降低安裝。
[0016]航空電子全雙工通信以太網(wǎng)交換(AFDX:Avionics Full DupleX SwitchedEthernet)是一個基于標(biāo)準(zhǔn)定義的電子和協(xié)議規(guī)范(IEEE802.3和ARINC664Part7)用來航空子系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換，它借鑒以太網(wǎng)成熟的技術(shù)，適應(yīng)了機載航空電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲確定性、安全性、可靠性、維護性的要求，在A380、B787等飛機上的成功應(yīng)用表明，已經(jīng)代表了機載數(shù)據(jù)總線發(fā)展趨勢。然而，目前大多數(shù)航空電子系統(tǒng)及機載電子設(shè)備內(nèi)部仍然采用較成熟的1553B、ARINC429等總線通信標(biāo)準(zhǔn)，若將這些航空電子系統(tǒng)計機載電子設(shè)備均改為采用AFDX總線方式，所花費的代價太高，因此不容易實現(xiàn)。因此，怎樣在不改變現(xiàn)有的這些航空電子系統(tǒng)及機載電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，又能與集成后的綜合監(jiān)視單元10之間進行可靠通信就成了難點。針對上述問題，本實用新型通過在綜合監(jiān)視單元10內(nèi)設(shè)置AFDX接口芯片(未圖示)，該綜合監(jiān)視單元10上設(shè)有與內(nèi)部的AFDX接口芯片電性連接的AFDX數(shù)據(jù)接口 12，綜合監(jiān)視單元10通過該AFDX數(shù)據(jù)接口 12與AFDX總線22相連接。進一步地，該綜合監(jiān)視單元10通過所述AFDX總線22與一遠程數(shù)據(jù)集中器20進行連接，從而保證多種機載電子設(shè)備與綜合監(jiān)視單元10之間實現(xiàn)可靠連接。該遠程數(shù)據(jù)集中器20可以具有通用硬件，并且因此被稱為通用遠程數(shù)據(jù)集中器(cRDCicommonremote dataconcetrator),該cRDC還可以包括可配置的軟件，該cRDC的標(biāo)準(zhǔn)化可以保持更少的部件庫存，使得在日常維修工作期間可以容易地更換有缺陷的cRDC，從而提高操作效率。
[0017]作為本實用新型的一種具體實施例，所述機載電子設(shè)備可以包括飛行管理計算機32、大氣數(shù)據(jù)計算機34、導(dǎo)航顯示器36、無線電高度表38、飛行參數(shù)顯示器及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收機(未圖示)中的任意一種或多種。所述機載電子設(shè)備包括但不僅限于上述列舉的設(shè)備，例如，在本實用新型其他選擇性實施例中，所述機載電子設(shè)備還包括慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)(IRS:Inertial Reference System)、儀表著陸系統(tǒng)、飛行控制計算機方式控制面板及中央維護系統(tǒng)(未圖示)中的一種或多種。其中，所述飛行管理計算機32綜合了以前一些飛機電子設(shè)備的功能并加以發(fā)展擴大，使設(shè)備的自動化程度更高。飛行員只要向飛行管理計算機32輸入飛機的起飛機場，目的地機場并規(guī)定飛行航路，亦即要在起飛和目的地機場之間起碼規(guī)定一個航路點，飛行管理計算機32就能根據(jù)IRS和無線電導(dǎo)航設(shè)備的信號準(zhǔn)確地計算出飛機在飛行中的圖時位置，根據(jù)計算發(fā)出指令到飛行管理計算機32的自動駕駛儀或飛行指引系統(tǒng)，引導(dǎo)飛機從起飛機場到目的地機場。大氣數(shù)據(jù)計算機34是一種多輸入多輸出的機載綜合測量系統(tǒng)，又稱大氣數(shù)據(jù)中心儀，它根據(jù)傳感器測得的少量原始信息，如靜壓、總壓、總溫、迎角等計算出較多的與大氣數(shù)據(jù)有關(guān)的參數(shù)，如飛行高度、高度偏差、升降速度、真實空速、指示空速、馬赫數(shù)、馬赫數(shù)變化率、總溫、真實靜壓、大氣靜溫、大氣密度比、真實迎角等，送給座艙顯示、飛行控制、導(dǎo)航、發(fā)動機控制、火力控制等機載系統(tǒng)。導(dǎo)航顯示器36能夠給飛行員提供很多有用的數(shù)據(jù)以幫助其安全地操縱飛機。無線電高度表38用于測量飛機到地面垂直距離用的機載無線電設(shè)備，是重要的飛行器儀表之一。
[0018]具體的，所述機載電子設(shè)備內(nèi)均設(shè)有ARINC429接口芯片(未圖不),該機載電子設(shè)備上均設(shè)有與內(nèi)部的ARINC429接口芯片電性連接的ARINC429數(shù)據(jù)接口 30，機載電子設(shè)備通過各自的ARINC429數(shù)據(jù)接口 30通過一 ARINC429總線39與遠程數(shù)據(jù)集中器20通信連接。本實用新型無需對現(xiàn)有的采用ARINC429等總線通信標(biāo)準(zhǔn)的機載電子設(shè)備進行結(jié)構(gòu)改進，通過采用AFDX總線22作為綜合監(jiān)視系統(tǒng)外部通信接口總線與飛機上其他機載電子設(shè)備進行通信，不僅提高了通信速率和可靠度，降低了設(shè)備互聯(lián)復(fù)雜度，還能減輕電纜重量，降低了飛機的制造、運營維護成本。
[0019]進一步地，本實用新型基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)在具體應(yīng)用中，其可以采用狀態(tài)標(biāo)識法對傳輸數(shù)據(jù)的有效性進行標(biāo)識，其標(biāo)識示意圖如圖2所示。具體的，數(shù)據(jù)以用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(UDP:User Datagram Protocol)數(shù)據(jù)幀格式進行傳輸，一幀UDP數(shù)據(jù)由UDP數(shù)據(jù)幀頭和有效數(shù)據(jù)組成；有效數(shù)據(jù)由功能數(shù)據(jù)集和未用的保留字節(jié)組成；功能數(shù)據(jù)集由I個或多個功能數(shù)據(jù)子集組成；1個功能數(shù)據(jù)子集由I個功能狀態(tài)字和4個數(shù)據(jù)子集組成，功能狀態(tài)字用于指示對應(yīng)數(shù)據(jù)子集數(shù)據(jù)的有效性；功能狀態(tài)字由4個字節(jié)組成，其中，第一個字節(jié)指示第一個數(shù)據(jù)子集的有效性，第二個字節(jié)指示第二個數(shù)據(jù)子集的有效性，第三個字節(jié)指示第三個數(shù)據(jù)子集的有效性，第四個字節(jié)指示第四個數(shù)據(jù)子集的有效性；1個數(shù)據(jù)子集由多個參數(shù)數(shù)據(jù)組成，參數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)量可根據(jù)實際需求確定，一個數(shù)據(jù)子集可傳輸一個具體設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，當(dāng)該設(shè)備失效時，可通過設(shè)置對應(yīng)的狀態(tài)字來指示設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)已失效而不會影響其他設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸；當(dāng)需要傳輸參數(shù)的設(shè)備較多時，可通過增加功能數(shù)據(jù)子集實現(xiàn)。同時，本實用新型基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)在工作過程中還可以采用固定數(shù)據(jù)幀長度實現(xiàn)AFDX總線數(shù)據(jù)流量的穩(wěn)定，即在確定需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，將傳輸?shù)腢DP數(shù)據(jù)幀長度進行固化，通過在傳輸過程中對數(shù)據(jù)有效性進行標(biāo)識而不改變數(shù)據(jù)幀長度的方式，實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)流量的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)突發(fā)堵塞現(xiàn)象。
[0020]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，包括綜合監(jiān)視單元、與該綜合監(jiān)視單元通信連接的遠程數(shù)據(jù)集中器，及通過該遠程數(shù)據(jù)集中器與綜合監(jiān)視單元通信聯(lián)系的多種機載電子設(shè)備；所述綜合監(jiān)視單元內(nèi)集成有交通告警與防撞系統(tǒng)、S模式應(yīng)答機、地形提示與警告系統(tǒng)及機載氣象雷達；所述遠程數(shù)據(jù)集中器一端分別與多種機載電子設(shè)備通信連接，其另一端通過一 AFDX總線與綜合監(jiān)視單元通信連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合監(jiān)視單元內(nèi)設(shè)有AFDX接口芯片，該綜合監(jiān)視單元上設(shè)有與內(nèi)部的AFDX接口芯片電性連接的AFDX數(shù)據(jù)接口，綜合監(jiān)視單元通過該AFDX數(shù)據(jù)接口與AFDX總線相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述機載電子設(shè)備包括飛行管理計算機、大氣數(shù)據(jù)計算機、導(dǎo)航顯示器、無線電高度表、飛行參數(shù)顯示器及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收機中的任意一種或多種。
4.如權(quán)利要求3所述的基于AFDX總線的綜合監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述機載電子設(shè)備內(nèi)均設(shè)有ARINC429接口芯片，該機載電子設(shè)備上均設(shè)有與內(nèi)部的ARINC429接口芯片電性連接的ARINC429數(shù)據(jù)接口，機載電子設(shè)備通過各自的ARINC429數(shù)據(jù)接口通過一ARINC429總線與遠程數(shù)據(jù)集中器通信連接。
【文檔編號】G05B19/418GK203759493SQ201320722997
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】鄧建平 申請人:中電科航空電子有限公司