一種用於航空的數據記錄儀的製作方法
2023-05-28 12:28:46
一種用於航空的數據記錄儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於航空的數據記錄儀，它包括數據接收模塊、數據記錄模塊、收發器，所述的數據記錄模塊通過航空接口與數據接收模塊連接，數據記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數據接收模塊通過收發器與航空插座連接。本實用新型結構簡單，採用航空插頭與航空插座連接的數據記錄儀支持帶電熱拔插，拆卸與安裝簡單方便，具有可攜帶性。
【專利說明】一種用於航空的數據記錄儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種數據記錄儀，特別是涉及一種用於航空的數據記錄儀。
【背景技術】
[0002]一種用於航空的數據記錄儀即飛行數據記錄儀，是一種將飛機飛行的情況儲存下來的儀器，當以後需要了解飛行情況時，可以通過重放設備把它們放出來。
[0003]飛行數據記錄儀，即通常說的黑匣子，一般是在一個匣子裡裝上磁記錄設備，它可以實時地把飛行員說的話、飛行員機外通訊及飛行數據記錄下來。一般在飛機出事前30分鐘的各種信息，它都可以保留下來。這樣，就為事後分析故障提供了方便。
[0004]最早利用黑匣子的是軍用飛機。1908年，美國發生了第一起軍用飛機事故。以後，隨著飛行事故增加，迫切需要有一種研宄事故原因的儀器。二戰時，飛行記錄儀正式在軍用飛機上使用。二戰後，開始用到民航飛機上。早期的記錄方式比較落後，用的是機械記錄的方法，記錄在照相紙上。磁記錄方式實用新型後，才變得方便可靠了，黑匣子由早期的機械記錄方式發展為今天的飛行數據記錄儀。
[0005]傳統的數據記錄儀數據接收接口單一，不能同時接收多種數據信息，不支持熱拔插，不能帶電拔插，拆卸和安裝都比較麻煩不方便，更不便於攜帶。在上位機訪問數據記錄儀中的信息時，數據讀取及下載速度緩慢。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種用於航空的數據記錄儀，結構簡單，採用航空插頭與航空插座連接的數據記錄儀支持帶電熱拔插，拆卸與安裝簡單方便，具有可攜帶性。
[0007]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:一種用於航空的數據記錄儀，它包括數據接收模塊、數據記錄模塊、收發器，所述的數據記錄模塊通過航空接口與數據接收模塊連接，數據記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數據接收模塊通過收發器與航空插座連接。
[0008]數據接收模塊包括第一 USB接口 B、第一 SPI接口、第一 UART接口和第一電源模塊中的一種或多種，相應的，所述的數據記錄模塊包括第二 USB接口 B、第二 SPI接口、第二UART接口和第二電源模塊中的一種或多種，數據記錄模塊還包括第一 USB接口 A。
[0009]數據記錄模塊的第一 USB接口 A通過航空接口和轉接模塊與上位機的第四USB接口 A連接。
[0010]數據記錄模塊的第二 USB接口 B通過航空接口與數據接收模塊的第一 USB接口 B連接。
[0011]數據記錄模塊的第二 SPI接口通過航空接口與數據接收模塊的第一 SPI接口連接。
[0012]數據記錄模塊的第二 UART接口通過航空接口與數據接收模塊的第一 UART接口連接。
[0013]數據記錄模塊的第二電源模塊通過航空接口與數據接收模塊的第一電源模塊連接。
[0014]數據接收模塊的第一電源模塊還通過電源航空插頭與航空插座連接。
[0015]所述的轉接模塊包括第二 USB接口 A和第三USB接口 A，第二 USB接口 A通過航空接口與數據記錄模塊的第一 USB接口 A連接，第三USB接口 A與上位機的第四USB接口A連接。
[0016]所述的航空接口集成在數據記錄模塊上。
[0017]所述的航空接口為J30J接口。
[0018]所述的收發器包括第一收發器、第二收發器和第三收發器，所述的第一收發器、第二收發器和第三收發器的數據輸入端分別與航空插座的數據輸出接口連接，第一收發器、第二收發器和第三收發器的數據輸出端分別與數據接收模塊的數據輸入端連接。
[0019]所述的收發器還包括總線收發器，所述的總線收發器的控制輸入端與航空插座的控制輸出端連接，總線收發器的信號輸出端與航空插座的信號輸入接口連接，總線收發器還與數據接收模塊連接並進行相互通信。
[0020]所述的第一收發器為RS-422收發器。
[0021]所述的第二收發器為RS-422收發器。
[0022]所述的第三收發器為RS-232收發器。
[0023]所述的第一收發器為MAX3490ESA晶片。
[0024]所述的第二收發器為MAX3490ESA晶片。
[0025]所述的第三收發器為MAX3232ESE+晶片。
[0026]所述的總線收發器為74HC245晶片。
[0027]本實用新型的有益效果是:本實用新型是一種用於航空的可攜式數據記錄儀，結構簡單，精度高，該數據記錄儀採用航空插頭與航空插座連接，符合航空用設備的電氣指標，保證數據記錄儀的穩定性和可靠性，同時採用航空插頭與航空插座連接的數據記錄儀支持帶電熱拔插，拆卸與安裝簡單方便，具有可攜帶性。
[0028]本實用新型數據記錄儀的數據記錄板通過J30J航空接口與上位機和數據接收板連接，使得數據記錄板也具有拆卸簡單、攜帶方便、且支持帶電拔插的功能。
[0029]本實用新型具有兩個RS422收發器和一個RS232收發器，抗幹擾能力強，接口豐富，可同時接收存儲多種數據；同時還具有一個74HC245總線收發器，為數據記錄儀提供高帶載能力。
[0030]本實用新型具有一個轉接模塊，使得上位機能夠高速讀取和下載數據記錄儀中的數據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1為本實用新型數據記錄儀的原理框圖；
[0032]圖2為本實用新型數據記錄儀實施案例之一的原理框圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護範圍不局限於以下所述。
[0034]如圖1所示，一種用於航空的數據記錄儀，它包括數據接收模塊、數據記錄模塊、收發器，所述的數據記錄模塊通過航空接口與數據接收模塊連接，數據記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數據接收模塊通過收發器與航空插座連接。
[0035]數據接收模塊包括第一 USB接口 B、第一 SPI接口、第一 UART接口和第一電源模塊中的一種或多種，相應的，所述的數據記錄模塊包括第二 USB接口 B、第二 SPI接口、第二UART接口和第二電源模塊中的一種或多種，數據記錄模塊還包括第一 USB接口 A。
[0036]數據記錄模塊的第一 USB接口 A通過航空接口和轉接模塊與上位機的第四USB接口 A連接。
[0037]數據記錄模塊的第二 USB接口 B通過航空接口與數據接收模塊的第一 USB接口 B連接。
[0038]數據記錄模塊的第二 SPI接口通過航空接口與數據接收模塊的第一 SPI接口連接。
[0039]數據記錄模塊的第二 UART接口通過航空接口與數據接收模塊的第一 UART接口連接。
[0040]數據記錄模塊的第二電源模塊通過航空接口與數據接收模塊的第一電源模塊連接。
[0041]數據接收模塊的第一電源模塊還通過電源航空插頭與航空插座連接。
[0042]所述的轉接模塊包括第二 USB接口 A和第三USB接口 A，第二 USB接口 A通過航空接口與數據記錄模塊的第一 USB接口 A連接，第三USB接口 A與上位機的第四USB接口A連接。
[0043]所述的航空接口集成在數據記錄模塊上。
[0044]所述的航空接口為J30J連接器。
[0045]J30J連接器是一種航空插頭，體積小，可實現快速連接與分離。廣泛應用於各類軍用電子設備的電路連接，特別適用於安裝空間小，要求重量輕的場合。該連接器可以採用新型高可靠絞線柔性插針，高密度的接觸對排列，外殼有塑料外殼和金屬外殼兩種選擇。J30J連接器使數據記錄板支持帶電插拔的能力。
[0046]所述的收發器包括第一收發器、第二收發器和第三收發器，所述的第一收發器、第二收發器和第三收發器的數據輸入端分別與航空插座的數據輸出接口連接，第一收發器、第二收發器和第三收發器的數據輸出端分別與數據接收模塊的數據輸入端連接。
[0047]所述的收發器還包括總線收發器，所述的總線收發器的控制輸入端與航空插座的控制輸出端連接，總線收發器的信號輸出端與航空插座的信號輸入接口連接，總線收發器還與數據接收模塊連接並進行相互通信。
[0048]如圖2所示，所述的數據記錄模塊為數據記錄板，數據接收模塊為數據接收板，轉換模塊為轉接線，所述的航空接口為J30J接口。
[0049]所述的第一收發器為RS-422收發器。
[0050]所述的第二收發器為RS-422收發器。
[0051]所述的第三收發器為RS-232收發器。
[0052]所述的第一收發器為MAX3490ESA晶片。
[0053]所述的第二收發器為MAX3490ESA晶片。
[0054]所述的第三收發器為MAX3232ESE+晶片。
[0055]所述的總線收發器為74HC245晶片。
[0056]總線收發器(bus transceiver)是典型的CMOS型三態緩衝門電路。74HC245是方向可控的八路緩衝器，主要用於實現數據總線的雙向異步通信。為了保護脆弱的主控晶片，通常在主控晶片的並行接口與外部受控設備的並行接口間添加緩衝器。當主控晶片與受控設備之間需要實現雙向異步通信時，自然就得選用雙向的八路緩衝器了。
[0057]第一收發器MAX3490ESA和第二收發器MAX3490ESA均包括正電壓數據輸入RX+、負電壓數據輸入RX-和數據輸出TX，第一收發器和第二收發器的正電壓數據輸入RX+和負電壓數據輸入RX-分別與航空插座連接，其數據輸出TX分別與數據接收板的輸入連接。
[0058]第三收發器MAX3232ESE+也包括數據輸入RX和數據輸出TX，其數據輸入RX與航空插座連接，數據輸出TX與數據接收板的一個輸入連接。
[0059]總線收發器74HC245通過3條控制線與航空插座的控制輸出連接，總線收發器74HC245通過4條LED線與航空插座的輸入連接，總線收發器74HC245還通過FPGA 1數據接口與數據接收板連接。
[0060]數據記錄板與J30J接口連接，通過USB3.0數據線與轉接線連接，轉接線通過USB數據線與上位機連接，實現上位機能夠高速讀取數據記錄板上的功能。
[0061 ] 數據記錄板與J30J接口連接，通過USB2.0數據線與數據接收板連接，並接收數據接收板發送的數據。
[0062]數據記錄板與J30J接口連接，通過SPI數據線與數據接收板連接，並接收數據接收板發送的數據。
[0063]數據記錄板的SPI接口加電阻隔離，如果USB2.0接口成功，則SPI接口不用。
[0064]所述的SPI數據線包括串行時鐘線SPI CLK、數據記錄板輸入/數據接收機輸出數據線SPI MISO和片選信號數據線CS。
[0065]數據記錄板與J30J接口連接，通過UART數據線與數據接收板連接，並和數據接收板進行數據收發。
[0066]用於航空的數據記錄儀應達到波特率精度要求，即其精度控制在1%以內，因此，數據記錄儀儘量採用適合115.2K的晶振。
[0067]數據記錄儀的板卡背面可以布設器件，最好只布局阻容器件。
[0068]數據記錄儀的串口物理層格式為I位起始位、I位停止位和8位數據位。
[0069]數據記錄儀具備通過2路RS422實現同步HDLC硬體的能力，暫時不處理HDLC ?』每路RS422的波特率為230.4 Kbps。
[0070]數據記錄儀的J30J接口板與數據記錄板之間具有SPI接口、USB2.0接口和UART接口。
[0071]數據記錄儀的TTL電平為5V，接口板內部使用上拉電阻，外部通過懸空或接地進行模式選擇。
[0072]數據記錄儀還具有5V直流電源，航空插座輸出5V直流電源，數據接收板的電源輸入通過電源航空插頭與航空插座的5V直流電源連接，數據接收板的電源輸出通過J30J航空插頭的電源線與數據記錄板連接。
【權利要求】
1.一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:它包括數據接收模塊、數據記錄模塊、收發器，所述的數據記錄模塊通過航空接口與數據接收模塊連接，數據記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數據接收模塊通過收發器與航空插座連接。
2.根據權利要求1所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:數據接收模塊包括第一 USB接口 B、第一 SPI接口、第一 UART接口和第一電源模塊中的一種或多種，相應的，所述的數據記錄模塊包括第二 USB接口 B、第二 SPI接口、第二 UART接口和第二電源模塊中的一種或多種，數據記錄模塊還包括第一 USB接口 A ; 數據記錄模塊的第一 USB接口 A通過航空接口和轉接模塊與上位機的第四USB接口 A連接； 數據記錄模塊的第二 USB接口 B通過航空接口與數據接收模塊的第一 USB接口 B連接; 數據記錄模塊的第二 SPI接口通過航空接口與數據接收模塊的第一 SPI接口連接； 數據記錄模塊的第二 UART接口通過航空接口與數據接收模塊的第一 UART接口連接； 數據記錄模塊的第二電源模塊通過航空接口與數據接收模塊的第一電源模塊連接； 數據接收模塊的第一電源模塊還通過電源航空插頭與航空插座連接。
3.根據權利要求1所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:所述的轉接模塊包括第二 USB接口 A和第三USB接口 A，第二 USB接口 A通過航空接口與數據記錄模塊的第一 USB接口 A連接，第三USB接口 A與上位機的第四USB接口 A連接。
4.根據權利要求1?3中任意一項所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:所述的航空接口集成在數據記錄模塊上。
5.根據權利要求4所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:所述的航空接口為J30J接口。
6.根據權利要求1所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:所述的收發器包括第一收發器、第二收發器和第三收發器，所述第一收發器、第二收發器和第三收發器的數據輸入端分別與航空插座的數據輸出接口連接，第一收發器、第二收發器和第三收發器的數據輸出端分別與數據接收模塊的數據輸入端連接。
7.根據權利要求1或6所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:所述的收發器還包括總線收發器，所述的總線收發器的控制輸入端與航空插座的控制輸出端連接，總線收發器的信號輸出端與航空插座的信號輸入接口連接，總線收發器還與數據接收模塊連接並進行相互通信。
8.根據權利要求6所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於: 所述的第一收發器為RS-422收發器； 所述的第二收發器為RS-422收發器； 所述的第三收發器為RS-232收發器。
9.根據權利要求6所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於: 所述的第一收發器為MAX3490ESA晶片； 所述的第二收發器為MAX3490ESA晶片； 所述的第三收發器為MAX3232ESE+晶片。
10.根據權利要求7所述的一種用於航空的數據記錄儀，其特徵在於:所述的總線收發 器為74HC245晶片。
【文檔編號】G07C5/08GK204242259SQ201420710297
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】龍寧, 李亞斌, 張瀾, 張星星 申請人:成都中遠信電子科技有限公司