基于1553B总线的飞行器电气综合系统管理设计

为了简化飞行器日益发展电气设备而造成的复杂连接关系,并实现电气综合系统的自主管理;通过对两种典型总线比较,采用了一种基于1553B总线、冗余的飞行器电气综合系统模块化设计方法,主要通过总线控制器备份控制方式,在主计算机出现故障的时候,备份计算机能完全接替总线控制权;该方法在满足实时性和可靠性需求同时,可以针对不同的电气系统设计构架,快速进行系统重构,具有很强的可配置性,而且大大减小了系统的体积和重量,适应电气综合系统构架的发展方向。     

基于1553B总线三冗余飞行控制系统设计与可靠性研究

对系统可靠性的探讨一直是航天飞行器设计过程中的首要议题,飞行控制系统作为核心系统,一旦出现故障会导致整个飞行任务的失败。以提升飞行可靠性需求为出发点,提出了一种基于1553B总线的飞行控制计算机三冗余设计方案,给出了冗余飞控系统的架构设计、控制板硬件构成、三模块同步方案和表决算法等设计方法,完成了飞行控制系统的冗余设计策略研究。为适应飞控系统的国产化、小型化、轻质化设计趋势,采用了基于国产SoC芯片的SiP模块以实现工程化。为研究三冗余系统方案可靠性,分析其工作状态建立了Markov模型。最后以Simulink图形化建模方法完成了相关仿真,通过对系统进行典型故障注入验证了冗余管理算法,仿真结果表明提高系统故障检测覆盖率有利于增强系统可靠性。     

基于多系统的1553B和串行通信的PXI板卡设计

为了满足箭上单机设备的通用化测试需求,设计了适用于航天领域的基于多系统的1553B总线和串行通信的PXI板卡;介绍了板卡的主要功能、基本原理、硬件设计、Windows系统和VxWorks系统下软件驱动开发,用户层软件设计等;工程应用表明:板卡在-40~70 ℃环境温度下,1553B通信速率1 Mbps,多路串行通信波特率800 bps至8M bps的条件下实时传输无误码,运行稳定,在多系统平台下图形显示实时性能高,板卡已经在多种箭上设备的通用测试中得到广泛应用。     

基于SOPC的LXI总线1553B及ARINC429通信模块设计

基于LXI总线的1553B及ARINC429通信模块的开发需求,提出了系统软、硬件设计方案;硬件设计使用SOPC Builder将IP核、接口、微处理器等集成到FPGA芯片上,设计了模块的以太网接口、1553B接口和ARINC429接口;构建了系统软件结构,编写了驱动程序,实现了基于μC/OSⅡ和LwIP协议的TCP/IP协议,从而实现了1553B及ARINC429总线的通信协议;最终实现了LXI总线的1553B及ARINC429通信模块。     

弹内高速1553B总线RT端软件设计与应用

随着导弹功能性能复杂性的不断提高,弹载设备间的信息交换量日益增加,对1553B总线系统数据传输速率的要求越来越高。１Mbps 1553B总线已经无法满足现代航空、航天和地面车辆系统应用中各项数据交换的基本需求。目前,高速1553B总线产品应运而生。通过对高速1553B总线通讯特性进行研究,结合弹内高速1553B总线不同远程终端（RT）的通讯需求,给出了弹内高速1553B总线RT端软件的中断与查询两种设计方案。这两种设计方案已成功应用于某系列导弹弹内的各个RT端设备,通过了该导弹武器的研制与定型阶段的各项工程试验验证,结果表明中断与查询两种设计方案满足该导弹系统的不同RT端的应用需求,具有一定的推广价值。     

基于1553B总线和以太网的接口卡设计

为实现指令的可靠接收和远距离、大容量数据的高速回收,结合1553B总线的实时性、高可靠性和以太网传输的速度快、距离远等优点,设计了基于1553B总线和以太网的接口方案;介绍了BU-65170作为RT端与BC端通信的硬件设计、初始化配置及消息的接收,阐述了W5300与远端上位机通讯的硬件设计及UDP传输,并针对以太网采用快速UDP传输方式的不可靠性,从硬件设计和逻辑实现进行了可靠性优化,经过试验验证,采用20 m屏蔽双绞线,以7 MB/s速度传输数据,未出现丢数和误码现象,已成功应用在工程实践中。     

飞行器记录装置1553B功能卡设计与实现

飞行器起飞前要对其飞控机加载DSP程序,起飞后要对相关参数进行存储和记录,针对这一实际需求,设计了基于1553B总线的功能卡;设计中采用国产EP-H31580接口芯片,其LVTTL电平I/O口可直接与FPGA配合实现功能,与进口BU-61580接口芯片相比,其不需要电平转换电路,简化了电路结构;另外,接口芯片的配置通过调用FPGA内部的IP核BLOCK RAM来实现,简化了逻辑控制过程;论文分别从硬件电路设计、电缆终端设计和逻辑设计等几个方面详细介绍了1553B卡功能的实现;经验证,该1553B功能卡能够同时实现RT和BM功能,具有很高的可靠性,并已应用到实际工程当中。     

一种伺服测试领域1553B总线的实现架构

从伺服测试的角度论述了1553B总线在航天领域的应用发展历程、在伺服测试领域应用1553B总线的技术积累过程。对于基于1553B总线的伺服测试软件开发中经常遇到的问题,提出了一种作为1553B总线BC端的软件实现架构,并在此基础上实现了基于C 语言的通用1553B伺服测试类库。经过近十年的应用,经历了多个型号、近百次大型试验的考核,证明了其稳定性和可靠性,已经成为伺服测试领域1553B总线的基础解决方案。该类库对伺服测试软件模块化、通用化、产品化具有借鉴意义。     

基于VPX架构的测控通信综合测试系统设计

针对传统测控通信系统测试设备种类多、数量大、设备间连接关系复杂,难以满足当前型号任务快速、通用、集成的测试需求,提出了一种基于VPX总线架构的测控通信综合测试系统。系统将以往型号测试采用的前端设备、变频设备、基带设备综合集成,以VPX板卡形式集成到一台机箱,利用背板高速串行总线替代传统设备间电缆,显著简化了系统组成,提高测试设备通用性。     

基于PXI总线的智能弹药电参数通用检测系统设计

针对目前我军缺乏智能弹药电参数通用测试系统的问题,利用PXI总线和虚拟仪器技术,设计开发了面向电参数的智能弹药通用检测系统;首先提出了该系统的总体设计要求,其次搭建了系统的硬件平台,包括总线以及测试仪器的选择,连接器和适配器的设计;在LabWindows/CVI环境下开发了测试系统软件,介绍了软件结构和各软件模块功能,论述了软件测试流程;最后介绍了系统设计的难点和对下一代通用测试系统的展望。     

基于GPS的车辆定位监控系统

针对车辆被盗、非授权驾驶等车辆安全问题和公车私用现象,提出基于GPS技术实时地进行车辆跟踪和定位,实现车辆轨迹汇报、防盗等功能。在Linux环境下,使用C语言编写了一套简单的车辆定位系统,系统采用GPS模块,实时地采集车辆的经纬度、海拔高度、车辆行驶速度等信息,实现了车辆定位信息的记录、输出、锁定、打印功能,并通过TCP协议将车辆监控数据上传到网页上,实现让监控人员可以清晰地查看车辆行驶状况的功能。并使用QT设计了一个显示界面输出定位信息,同时实现了根据时间将符合条件的定位数据进行筛选的功能。     

基于3G网络和CAN总线的汽车远程控制系统设计

针对传统汽车远程控制系统时延高、安全性差等问题,提出了新的远程控制方案,实现了远程服务器通过车载控制终端对车载网络中各节点设备的远程控制;在远程服务器与车载控制终端通信过程中采用3G网络、TCP协议和AES加密,降低了系统的通信时延,提高了系统的可靠性和安全性;车载控制终端与各节点设备采用CAN总线网络进行通信,实现了对各节点的有效控制;经过测试,系统能很好地满足远程服务器对车门窗、车灯、报警器和发动机等节点设备远程控制时延和安全性的要求,各节点响应快,可靠性高,具有较强的实时性和良好的扩展性。     

基于CC2531的安全监测预警系统设计

为解决目前基层军营安全监测手段存在的高功耗、高成本、实时性较差、易被破坏等问题,选用CC2531和CC2591作为ZigBee通信模块芯片,布设多种传感器,搭建无线传感网,以PC机为监测主机,制定通信协议,设计出军营无线安全监测与预警系统;实现一平方公里范围内温度、湿度、人体入侵、可燃气体烟雾浓度等信息的远程监测与自动预警;以不同距离监测哈尔滨十二月份室外温度、相对湿度为试验,无数据丢失,温湿度测量误差不大于2%,表明系统具有高可靠性、高精度、低功耗、灵活易用等优点,具有广阔的应用前景。     

基于霍尔效应的土沉降监测方法及装置

针对我国目前土沉降监测的自动化程度及仪器可靠性低、监测数据不及时、测量精度不高等问题,提出了一种新型基于霍尔效应的科学监测方法;这种方法采用多个霍尔器件组成阵列,将沉降磁环分布在土中,土的沉降会带动沉降磁环的跟随沉降,于是便会引起霍尔器件周围磁场强度发生相应的变化;利用霍尔效应监测霍尔器件周围磁场强弱并转化为相应的电信号,采用RS485总线通讯方式将采集到的数据实时上传至实验主机,主机对实验数据进行科学建模处理找到沉降磁环沉降位移与电信号的关系,并设计监测管理平台以实现对土沉降实时在线监测;通过实验验证这种监测方法监测精度高最大误差在0.4 mm、稳定性好,可以对多点实时在线监测,从而实现对土沉降的智能化高精度监测;在设计中可结合当前远程传输控制技术实现数据远程共享,具有更加广泛的应用前景。     

基于BU-64843的MIL-STD-1553B 总线远程终端的设计

为了研究MIL-STD-1553B总线协议在某航空机载设备中的使用方法,提升1553B总线远程终端的性能,通过分析1553B总线的结构和特点,提出了采用DSP作为处理器,以BU-64843作为协议芯片实现远程终端（RT）的方案,并进行了硬件和软件的详细设计。相比传统以BU-61580为协议芯片的RT,简化了硬件设计,提高了数据处理能力。对设计的RT进行了1553B总线消息的接收、发送测试,结果表明其能够可靠地实现总线数据的传输,在高性能嵌入式设备的研制中具有一定的工程应用前景。     

基于STM32的嵌入式煤层压力监测系统设计

为了能够对煤层开采时的压力进行实时监测和数据保存,设计了一种基于STM32F103ZET6的嵌入式高精度多路压力采集系统;利用压力传感器和18位模数转换器FS511完成煤层压力的采集并转换为数字信号,通过数字开关CD4051实现通道转换,以实时操作系统μC/OS-II作为软件平台,处理压力数据,借助图形用户接口μC/GUI实现压力数据和曲线的显示,借助文件系统FATfs实现以文件的形式将数据保存在SD卡中,便于PC读取;利用CAN总线将数据传输至上位机,进行更为复杂的处理;测试结果表明:煤层压力监测系统精度达到0.01%;本系统精度高,实时性好,满足了矿山压力实验室的需求。     

基于LLC谐振变换器的X光机高压电源设计与仿真

针对X光机高压电源系统稳定性差、效率低等缺点,设计了一种基于LLC串并联谐振变换器的高压电源。介绍了LLC谐振变换器的基本原理,并对其拓扑结构进行基波近似分析,得出电路的增益特性。采用正负双向对称倍压整流电路,有效抑制了输出纹波。最后,采用Saber仿真软件进行了电路建模和仿真分析,得出的仿真结果验证了控制电路的有效性和可行性。     

基于单片机的双燃料汽化器微机控制系统设计

汽油发动机双燃料汽化器采用乙醇和汽油分开放置的燃料储存方式,避免了乙醇汽油存在的诸多弊端,在此,设计了以AT89S52单片机为核心的双燃料汽化器的微机控制系统,该控制系统实现了双燃料汽化器的按键显示、缺液检测及报警、发动机转速测量及计算、乙醇泵堵转检测及保护、乙醇量喷射控制、液压缸液压杆限位检测及保护等功能,同时,能实时采集汽车发动机的转速信号,通过预置的软件对发动机转速进行分析,精确计算出乙醇单次喷射时间和喷射频率,从而准确控制乙醇与空气、汽油的按配比混合掺烧,提高了汽油的燃烧效率,降低了油耗,减少了有害物质的排放,达到了节能减排的目的。实际应用中,该控制系统运行稳定,抗干扰性能良好,控制准确,具有一定的实际应用价值。     

基于LabVIEW的激光引信自动化测试系统软件设计

在激光引信自动化测试系统中,测试参数繁多,测试过程复杂,基于LabVIEW传统设计模式的测试软件在功能扩展、后期维护方面显现出明显不足;针对此问题,提出LabVIEW扩展型生产者/消费者设计模式,以测试仪器为基础,将复杂测试过程分解成多个单一测试步骤,采用面向对象技术降低测试步骤间的耦合度,利用队列状态机控制多仪器协同工作与多线程并行执行,实现测试步骤的有效组合,最终完成复杂的测试过程;通过在激光引信自动化测试系统中的运用表明,基于LabVIEW扩展型生产者/消费者模式的测试软件可扩展性强、维护方便,具有较高的实际运用价值;该设计模式可推广至其他复杂测控软件的设计中。