航空電子系統(tǒng)的自動化設計

宋顯威

(中國航空工業(yè)空氣動力研究院 實驗技術部，哈爾濱 150001)

航空電子系統(tǒng)的自動化設計

宋顯威

(中國航空工業(yè)空氣動力研究院 實驗技術部，哈爾濱 150001)

從航空電子系統(tǒng)的構成分析出發(fā)，認為航空電子系統(tǒng)的主體設計思想應重點包括集中管理模式、堅持以數(shù)據(jù)為重點及配置測試設備。航空電子系統(tǒng)的有效功能應包括相關設備管理、收集相關數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲功能、數(shù)據(jù)表現(xiàn)功能、數(shù)據(jù)回放功能以及相關權限的管理制度。以此為依據(jù)，航空電子系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)應重點包括收集功能模塊、分析辨別模塊以及科學管理模塊。

航空電子；地面試驗；測試系統(tǒng)

1 航空電子系統(tǒng)的自動化設計分析

航空電子系統(tǒng)是世界各國開展科技競爭的一個重要領域，它在新型飛機的設計過程中占有重要的地位，也是決定飛機飛行能力的重要參考指數(shù)之一。電子系統(tǒng)是飛機研發(fā)領域中技術難度最大的一個領域。毫不夸張地說，電子系統(tǒng)的領先完全可以代表一個國家飛機制造領域的先進程度。電子系統(tǒng)技術大體上由綜合技術和系統(tǒng)試驗技術構成，其中電子綜合技術主要包括系統(tǒng)綜合技術、數(shù)據(jù)處理技術、電子顯示與控制技術等構成。而系統(tǒng)綜合技術則主要包括模擬試驗，該模擬實驗主要包括動態(tài)模擬、環(huán)境模擬、條件模擬、實戰(zhàn)模擬等。本文主要探討電子系統(tǒng)的數(shù)字、混合信號的自動化技術，它的應用主要是在航空飛機電子系統(tǒng)的研發(fā)過程中，它的作用主要是應對帶有數(shù)字模擬信號或者完全的數(shù)字信號的系統(tǒng)之內(nèi)的設計功能，這些功能主要應用在航空領域。

2 主體設計思想

2.1 集中管理模式

集中管理模式就是針對因為環(huán)境和相關的硬件技術的影響，由檢測系統(tǒng)直接分布在單元上開展節(jié)點的數(shù)據(jù)測試工作。但在實際的測試過程中，由其中的某一個節(jié)點來進行集中統(tǒng)一的管理。

2.2 堅持以數(shù)據(jù)為重點

因為數(shù)據(jù)庫具有強大的安全保密功能、方便查詢以及系統(tǒng)穩(wěn)定性較強等優(yōu)勢和特點，這就能使相關的測試系統(tǒng)更容易優(yōu)化配置、管理和記錄各項數(shù)據(jù)，還能提供運行時的相關數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中進行安全存儲。同時，為了支持更多的試驗測試系統(tǒng)能夠獨立安全的運行，可在數(shù)據(jù)庫的設計實驗中，充分考慮某個數(shù)據(jù)庫的服務器應對多個服務的支持運行。

2.3 配置測試設備

不同的試驗任務有不同的檢測要求。所以，在進行系統(tǒng)測試的過程中，應該根據(jù)檢測的要求開展相對靈活的配置工作，對每一個節(jié)點測試設備的要求，都要進行相對合理的信息采集和分析。在配置的過程中，更應該充分考慮到優(yōu)化各種相關的設置人機交流界面，應該用相對較少的操作任務來完成更多的系統(tǒng)優(yōu)化配置要求，應該更多的加入有關的智能設置要求。

3 有效的功能運用

測試系統(tǒng)能夠針對許多的常用總線和非總線的數(shù)據(jù)資料開展檢測工作，其中主要包含MIL-STD-1553、ARINC429、ГОСТ18977等主要的信號類型。同時在設計的過程中，應該采用分布式的檢測方法， 就是該系統(tǒng)應該在計算機系統(tǒng)上進行操作任務時，使用SQLSERVER數(shù)據(jù)庫作為核心數(shù)據(jù)庫，這樣能夠真正的實現(xiàn)分布式信息的采集和檢測。在任務的運行過程中，可以對其中的某一個節(jié)點開展資源配置， 在配置的過程中，相關的信息能夠利用自動的信息更新來找到其他的一個節(jié)點，就可分別安排一個節(jié)點開展針對不同數(shù)據(jù)信息的采集任務，這樣能夠達到在任意的一個節(jié)點上進行有目的地審查相關的數(shù)據(jù)資料。所有的硬件部分可以根據(jù)信號的類型以單獨驅動模塊的形式獨立存在。如果硬件發(fā)生了變化，也可增加更多的創(chuàng)新驅動模式。這樣可以使系統(tǒng)的配置更加合理和優(yōu)化，也需要更多的任務變化，只是需要更多的改變相關的配置數(shù)據(jù)結構，才能比較容易的完成系統(tǒng)的結構設置。

3.1 相關的設備管理

應該根據(jù)當前的測試任務，安排適當?shù)臏y試設備，可以根據(jù)當前的設置要求在節(jié)點計算機上的系統(tǒng)內(nèi)安排其他的節(jié)點設備進行采集或者不采集。但是，對于ARINC429和另外一些串行通信的接口，應該需要更多的采集信息通道，這樣的設置能夠讓數(shù)據(jù)試驗的管理系統(tǒng)來直接調(diào)配安裝。

3.2 收集相關的數(shù)據(jù)

根據(jù)相關的測試設備，能夠依照配置的節(jié)點進行相關技術信息的處理，同時能夠做到同步的存儲在任何一個節(jié)點緩沖帶中。如果使用的內(nèi)存達到最大值時，就可以根據(jù)情況，適當?shù)膶⒁徊糠謹?shù)據(jù)信息提前保存在某個作為緩沖的臨時文件之中，這樣能夠確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。使用最先進的采集數(shù)據(jù)信息模塊，該模塊能夠實時動態(tài)的顯示出模塊內(nèi)存內(nèi)數(shù)據(jù)的情況。既能根據(jù)采用的實時信息網(wǎng)的情況，達到資源的共享，也能為內(nèi)存的實時使用創(chuàng)造條件。同時，采用相關的網(wǎng)絡信息時，能夠達到共享資源內(nèi)存為這個節(jié)點的共享提供條件，也能通過其他的傳播到別的節(jié)點上。

3.3 數(shù)據(jù)的存儲功能

數(shù)據(jù)信息的存儲功能就是指在某一模塊中，既能以相對的一個周期進行讀取自身內(nèi)存的緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，也能將其全部的數(shù)據(jù)一并存儲到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)釋放內(nèi)存的功能。

3.4 數(shù)據(jù)的表現(xiàn)功能

在節(jié)點進行實時顯示的過程中，對于數(shù)據(jù)的采集，這些數(shù)據(jù)應該從自身節(jié)點上的資源共享中取到內(nèi)存中，這些不是本節(jié)點的收集數(shù)據(jù)，應該由映射的協(xié)議進行數(shù)據(jù)的同步顯示。同時，顯示的窗體應該有相對良好的交互接口，這樣能夠方便有效的查看相關的數(shù)據(jù)。

3.5 數(shù)據(jù)的回放功效

就是針對記錄的數(shù)據(jù)，可以依據(jù)每次試驗的正確選擇進行數(shù)據(jù)的回放功能。

3.6 相關權限的管理制度

對于客戶的管理應該具有明確的使用制度，對于管理員和用戶模式進行有效的管理設置。對于管理員應該具有一切管理操作權力，并且由管理員具體實施相關用戶的操作管理，對管理權限進行嚴格的設置，同時可以存儲到權限的數(shù)據(jù)庫當中。可以將操作的權限劃分為以下幾個層次：其一，管理員負責的權限：能夠控制和完成全部的操作。其二，高級客戶：能夠具體完成安全管理之外的全部操作。其三，普通客戶：能夠訪問安全管理系統(tǒng)以外的操作系統(tǒng)。用戶的賬號和使用的密碼應該用加密的形式存儲在數(shù)據(jù)庫中，同時規(guī)定每個用戶都能夠單獨自行修改自己的密碼。

4 自動化設計系統(tǒng)的組成

4.1 收集功能模塊

可以根據(jù)檢測任務對數(shù)據(jù)收集和檢測的要求，進行查詢設備數(shù)據(jù)庫，要明確每個節(jié)點的收集和檢測任務，并且根據(jù)現(xiàn)在的裝置任務對設備的通道提出具體的要求， 制定嚴格的指定設備和通道接收數(shù)據(jù)， 傳輸?shù)揭粋€指定的共享內(nèi)存中。

4.2 分析辨別模塊

通過分析界面，可以設置出應該分析的仿真數(shù)據(jù)塊，并且結合實時的分析確定出數(shù)據(jù)的理論值，運用人機界面的實時顯示，能夠實現(xiàn)科學的分析辨別。

4.3 科學管理模塊

自動系統(tǒng)能夠對數(shù)據(jù)庫的資料和信息進行科學的管理，通過數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息讀取可以操作該模塊。在操作的過程中，應該對數(shù)據(jù)庫的操作進行優(yōu)化處理。根據(jù)大量采集信息的處理過程，能夠對此模塊進行數(shù)據(jù)處理，并且能夠保證數(shù)據(jù)的完整性。

5 結語

根據(jù)相關的調(diào)查研究，可以看出自動化系統(tǒng)的設計研制將是未來航空電子系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢，也是未來航空競爭的重點。相信未來我國的航空電子系統(tǒng)自動化設計水平將達到世界一流的水平。

[1] 寧偉.通用航空總線實時測試與分析技術研究[D].西安：西北工業(yè)大學，2016.

[2] 蔡福喜.基于模塊化設計思想的測控系統(tǒng)框架設計[J].測試技術，2009，28(1)：45-46.

Automated design of avionics system

SONG Xian-wei

(Department of Experimental Technology, Aeronautical Aeronautic Research Institute, Harbin 150001, China)

Based on the analysis of the avionics system, it is considered that the main body of the avionics system design should focus on the centralized management mode, stick to the data as the key to configure test equipment. The effective functions of the avionics system shall include the relevant equipment management, collection of relevant data, data storage function, data representation function, data playback function and the relevant authority management system. Based on this, the automation system of avionics system should focus on the collection of functional modules, analysis and identification modules and scientific management module.

Avionics; Ground test; Test system

2016-09-23

宋顯威(1983-)，男，學士，在讀工程碩士，工程師。

V279

B

1674-8646(2016)24-0030-02