專(zhuān)利名稱(chēng)：一種飛機(jī)cfds數(shù)據(jù)分析器及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于飛機(jī)維修的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù) 分析器及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代飛機(jī)多采用集中故障顯示系統(tǒng)(CFDS)作為各機(jī)載系統(tǒng)工作狀態(tài)的管理中 樞，CFDS通過(guò)監(jiān)控航線可更換部件(LRU)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)的故障隔離處理，它為維 護(hù)人員提供了標(biāo)準(zhǔn)化的排故方法，幫助維護(hù)人員了解飛機(jī)故障狀態(tài)，快速查找故障原因，及 時(shí)排除故障?，F(xiàn)代機(jī)載電子設(shè)備大多集成了 CFDS功能，理論上講，這些設(shè)備智能化程度很 高，維修本應(yīng)更加簡(jiǎn)單。但是，由于國(guó)內(nèi)民航維修領(lǐng)域自動(dòng)測(cè)試設(shè)備主要依賴(lài)進(jìn)口，CFDS核 心技術(shù)由國(guó)外掌握，隨著機(jī)隊(duì)的更新，測(cè)試設(shè)備卻無(wú)法自主升級(jí)而喪失維修能力，造成了機(jī) 載設(shè)備國(guó)外送修比例居高不下，送修總量隨著機(jī)隊(duì)數(shù)量擴(kuò)大而逐年攀升。
CFDS典型構(gòu)型是，其核心為集中故障顯示接口組件(CFDIU)。當(dāng)航線可更換部件 (LRU)發(fā)生故障送往車(chē)間維修時(shí)，自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)應(yīng)可擔(dān)當(dāng)CFDIU的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)LRU 的測(cè)試及故障信息提取。
CFDS在國(guó)外發(fā)展較為成熟，如空客A320等現(xiàn)代機(jī)型上都配備了比較完善的集中 故障顯示系統(tǒng)。BITE (機(jī)內(nèi)測(cè)試設(shè)備)是CFDS的基礎(chǔ)，也是ATE(自動(dòng)測(cè)試設(shè)備)的重要 支撐。在現(xiàn)階段，我國(guó)CFDS系統(tǒng)的研究尚處于起步階段，研究基礎(chǔ)比較薄弱，而國(guó)外對(duì)我國(guó) 進(jìn)行了嚴(yán)密的技術(shù)封鎖，研究資料極為缺乏。這種情況造成了我國(guó)機(jī)載電子系統(tǒng)及相應(yīng)ATE 技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
對(duì)于航空維修企業(yè)的生產(chǎn)而言，由于現(xiàn)代機(jī)載電子設(shè)備的BITE(內(nèi)建自檢設(shè)備) 功能越來(lái)越完善，從表面上來(lái)看，大大降低了故障定位和維修的難度，但從維修實(shí)踐來(lái)看， 如果不掌握ATE的核心技術(shù)一集中故障顯示系統(tǒng)(CFDS)功能測(cè)試及信息提取，大量航線可 更換部件(LRU)將會(huì)因更新?lián)Q代而無(wú)法實(shí)現(xiàn)深度維修，維修工作變成了簡(jiǎn)單的電路板更換 操作。同時(shí)，因?yàn)槿栽诓捎寐浜蟮木S修技術(shù)，對(duì)新型電子設(shè)備的CFDS維護(hù)數(shù)據(jù)無(wú)法獲取，不 能滿(mǎn)足適航取證的嚴(yán)格要求，相當(dāng)一部分曾經(jīng)具有維修能力的LRU組件被迫重新送往國(guó)外 維修，大大的提高了維修的成本和航材的周轉(zhuǎn)時(shí)間，給航空企業(yè)造成了沉重的負(fù)擔(dān)。
為了解決維修能力問(wèn)題，國(guó)內(nèi)維修企業(yè)目前的做法是購(gòu)買(mǎi)原廠專(zhuān)用維修設(shè)備并跟 蹤升級(jí)。但是，普遍存在以下幾個(gè)問(wèn)題
1)原廠專(zhuān)用維修設(shè)備價(jià)格昂貴，一般維修企業(yè)難以承受，即使如維修工作中最為 常見(jiàn)的T1200A總線控制器，其價(jià)格也以數(shù)十萬(wàn)元計(jì)，而較先進(jìn)的ATE往往達(dá)到數(shù)百萬(wàn)元。如 果達(dá)不到一定的維修規(guī)模，LRU故障組件只能被迫送往國(guó)外維修。即使可以一次性投資購(gòu) 買(mǎi)原廠專(zhuān)用維修設(shè)備，其軟件更新也是價(jià)格不菲。例如原廠的一次簡(jiǎn)單維護(hù)數(shù)據(jù)的更新也 會(huì)收取昂貴的升級(jí)費(fèi)用，而這一部分?jǐn)?shù)據(jù)信息在相應(yīng)的部件維護(hù)手冊(cè)(CMM)的改版中應(yīng)該 是提供的，因?yàn)榫S修企業(yè)不掌握自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，無(wú)法自主升級(jí)，只能接受高昂升級(jí)費(fèi)用， 造成不斷追趕，卻步步落后的局面。
2)原廠專(zhuān)用維修設(shè)備一般針對(duì)性較強(qiáng)，適用的組件有限。為了提升維修能力，企業(yè) 便要購(gòu)置多種維修設(shè)備，而這些維修設(shè)備的功能相差并不多，很多不同件號(hào)LRU組件的區(qū) 別僅在于CFDS接口功能的差異，這造成了企業(yè)維修資源的大量重復(fù)，難以達(dá)到合理配置。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器的實(shí)現(xiàn)方法和 根據(jù)此方法設(shè)計(jì)的飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器的技術(shù)方案，通過(guò)理論分析和實(shí)際的測(cè)試對(duì)比，可 以完成較為完備的CFDS維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
研制的飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器，具有靈活的人機(jī)接口和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)接口，滿(mǎn)足不 同的測(cè)試需求，并能夠提供自主的升級(jí)途徑，降低維修成本，使企業(yè)能夠合理配置資源，提 高維修效率。
本發(fā)明是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器的實(shí)現(xiàn)方法，其 特征在于首先在內(nèi)場(chǎng)車(chē)間模擬航線可更換部件(LRU)在飛機(jī)上的CFDS監(jiān)控狀態(tài)，然后在 內(nèi)場(chǎng)測(cè)試中完成LRU的車(chē)間級(jí)測(cè)試，為L(zhǎng)RU的故障診斷和深度維修提供指引；將測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn) 行解碼分析和驗(yàn)證后移植入由ARINC^9數(shù)據(jù)分析器和工控機(jī)構(gòu)成的飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器 中，建立LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)；飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器包括ARINC4^通道、離散I/O通道、 LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元和分析解碼單元，經(jīng)所述ARINC4^通道、離散I/O通道和被測(cè) 機(jī)載系統(tǒng)通信，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析；所述方法包括以下次序的步驟
(I)CFDS數(shù)據(jù)的提取和解碼根據(jù)飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)(AMM)、故障隔離手冊(cè)(FIM)、故障 定位手冊(cè)(TSM)以及具體部件的CMM手冊(cè)、ARINC^9標(biāo)準(zhǔn)、ARINC604規(guī)范、ARINC6M規(guī)范， 分析CFDS系統(tǒng)的一般數(shù)據(jù)格式和電氣標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)實(shí)際測(cè)試典型組件的維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解 碼分析和驗(yàn)證；
(2)將機(jī)載系統(tǒng)按其硬件智能化程度高低程度劃分為1型、2型和3型機(jī)載系統(tǒng)； 機(jī)載系統(tǒng)的劃分依據(jù)出自空客飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)(AMM)和ARINC6M規(guī)范ARINC6M規(guī)范(機(jī)載 維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南)。
(3) CFDS數(shù)據(jù)分析器硬件的實(shí)現(xiàn)，所述CFDS數(shù)據(jù)分析器硬件采用RINC4^數(shù)據(jù)分 析器和工控機(jī)實(shí)現(xiàn)；ARINC4^數(shù)據(jù)分析器采用嵌入式系統(tǒng)集成，或通過(guò)PXI測(cè)試總線，集成 到PXI測(cè)試系統(tǒng)中；CFDS數(shù)據(jù)分析器包括ARINC4^通信協(xié)議通道和離散I/O通道，并由統(tǒng) 一的主控制單元控制，以實(shí)現(xiàn)與1型、2型和3型機(jī)載系統(tǒng)之間的維護(hù)數(shù)據(jù)的交換；正常狀 態(tài)下，對(duì)于硬件智能化較高的1型的機(jī)載系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析器對(duì)其發(fā)出多狀態(tài)的維護(hù)請(qǐng) 求和交聯(lián)數(shù)據(jù)，并接收其返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；對(duì)于硬件智能化程度一般的2型的機(jī)載系統(tǒng)， CFDS數(shù)據(jù)分析器可通過(guò)離散命令對(duì)其提出維護(hù)請(qǐng)求，并接收返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；對(duì)于硬件 智能化較低的3型的機(jī)載系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析器通過(guò)離散命令對(duì)其提出維護(hù)請(qǐng)求，并接收 返回的自檢狀態(tài)離散量；CFDS數(shù)據(jù)包由分析解碼單元解碼后，在LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ) 單元中尋址得到對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)；ARINC4^通道和離散I/O通道均采用PXI測(cè)試系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)，分析解碼和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)與尋址由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)，PXI測(cè)試系統(tǒng)與工控機(jī)通過(guò)高速總 線(78MB/s)連接；
(4)CFDS仿真模擬方式和分析解碼方式的實(shí)現(xiàn)，仿真模擬方式模擬機(jī)載MCDU的 CFDS工作頁(yè)面，實(shí)現(xiàn)頂層普通模式(normal mode)和交互模式(interactive mode)，用以在車(chē)間中還原LRU組件在飛機(jī)上的工作狀態(tài)；分析解碼方式包括初始設(shè)置、LRU標(biāo)識(shí)、用戶(hù) 標(biāo)識(shí)、普通模式(normal mode)和交互模式(interactive mode)具體數(shù)據(jù)的解碼、總線數(shù) 據(jù)的時(shí)序分析和存儲(chǔ)；
(5)CFDS維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基本定義，并通過(guò)分析 CMM手冊(cè)和實(shí)際維護(hù)數(shù)據(jù)的測(cè)試和分析實(shí)現(xiàn)；該部分采用分級(jí)開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，在基本數(shù)據(jù)庫(kù) 的基礎(chǔ)上，可通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)配置頁(yè)面方便得添加數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)字標(biāo)識(shí)(Label) 和設(shè)備識(shí)別號(hào)(ID)索引，根據(jù)數(shù)據(jù)字類(lèi)型分類(lèi)處理；根據(jù)不同LRU組件進(jìn)行測(cè)試方案的設(shè) 計(jì)和測(cè)試數(shù)據(jù)的分析程序，根據(jù)適航指令(AD)、服務(wù)通告(SB)、CMM手冊(cè)改版(REV)及時(shí)對(duì) 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新的程序。
一種根據(jù)上述方法實(shí)現(xiàn)的飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器，由ARINC4^數(shù)據(jù)分析器和工控 機(jī)構(gòu)成，所述CFDS數(shù)據(jù)分析器包括主控制單元、ARINC4^通信協(xié)議通道、離散I/O通道、LRU 維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元、分析解碼單元、ATS接口和機(jī)接口 ；主控制單元由工控機(jī)構(gòu)成； ARINC429通道主要包括ARINC^9數(shù)據(jù)發(fā)生器，ARINC429數(shù)據(jù)分析器，存儲(chǔ)單元，ARINC429 通信接口構(gòu)成；所述ARINC^9通道集成于一塊板卡上通過(guò)插槽與主控制單元由工控機(jī)連 接；所述離散I/O通道由PXI總線32通道I/O模塊構(gòu)成，包括數(shù)字I/O單元及電平轉(zhuǎn)換單 元，所述離散I/O通道集成于一塊板卡上，通過(guò)插槽與主控制單元由工控機(jī)連接，離散I/ 0通道主要完成，離散數(shù)據(jù)的收發(fā)。所述LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元由工控機(jī)的存儲(chǔ)硬 件和數(shù)據(jù)庫(kù)程序構(gòu)成，分析解碼單元主要由存儲(chǔ)模塊、解碼器和輸入輸出模塊構(gòu)成；所述 ARINC429通道的功能是接收和發(fā)送ARINC4^格式信息，完成多狀態(tài)的維護(hù)請(qǐng)求和交聯(lián)數(shù) 據(jù)的發(fā)送，接收該通道的返回維護(hù)數(shù)據(jù)字；所述離散I/O通道的功能是執(zhí)行離散命令對(duì)機(jī) 載系統(tǒng)提出維護(hù)請(qǐng)求，并接收返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；所述LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元主要 是存儲(chǔ)維護(hù)信息，并對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)；所述分析解碼單元主要完成對(duì)接收的CFDS數(shù)據(jù)包進(jìn) 行解碼分析；
本發(fā)明的有益效果是1)CFDS測(cè)試分析系統(tǒng)價(jià)格低廉，CFDS方面的功能更為強(qiáng)大 2)具有二次開(kāi)發(fā)接口，方便技術(shù)人員自主升級(jí)，大大降低了軟件升級(jí)的成本。幻符合現(xiàn)代 ATS(自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng))的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以方便的移植入不同的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，節(jié)約維修資源。 4)打破國(guó)外的技術(shù)壟斷，并在其基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，結(jié)合不同廠商的CFDS功能為一體，有效 降低原來(lái)需要返廠維修的成本和航材周轉(zhuǎn)時(shí)間，降低飛機(jī)部分組件國(guó)外送修率，提高企業(yè) 競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1為CFDS數(shù)據(jù)分析器結(jié)構(gòu)框圖2為CFDS分析解碼方式結(jié)構(gòu)框圖3為維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)框圖4為CFDS典型構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1至圖4所示，CFDS功能測(cè)試及信息提取技術(shù)是提高深度維修能力的基礎(chǔ)，是民用機(jī)載設(shè)備ATE技術(shù)的重要支撐。本方法的主要目的就是通過(guò)對(duì)這一技術(shù)，按照新一 代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(ATQ的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CFDS數(shù)據(jù)分析器，建立符合測(cè)試 要求的基礎(chǔ)維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為構(gòu)建通用的ATE平臺(tái)提供技術(shù)支持。
技術(shù)方案本方法的總體思路是借鑒現(xiàn)代機(jī)載集中故障顯示系統(tǒng)(CFDQ，分析其 設(shè)計(jì)理念、系統(tǒng)構(gòu)成和工作方式，研究其功能測(cè)試和信息提取方法等核心技術(shù)，具體揭示其 數(shù)據(jù)格式和電氣標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)航空維修企業(yè)內(nèi)場(chǎng)測(cè)試的需求，按照現(xiàn)代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)，完成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CFDS數(shù)據(jù)分析器的研制。
CFDS數(shù)據(jù)分析器主要實(shí)現(xiàn)在內(nèi)場(chǎng)車(chē)間模擬LRU在飛機(jī)上的CFDS監(jiān)控狀態(tài)，以減 小LRU在航線與車(chē)間測(cè)試環(huán)境的差異，降低航線上LRU的誤拆率和零飛行小時(shí)返修率；在內(nèi) 場(chǎng)測(cè)試中完成LRU的車(chē)間級(jí)測(cè)試，為L(zhǎng)RU的故障診斷和深度維修提供指引；系統(tǒng)具有靈活的 接口和良好的可移植性，可以為研制我國(guó)民航機(jī)載電子設(shè)備新一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)提供技術(shù) 支持；建立較為完備的CFDS維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
具體采用以下技術(shù)措施
1、CFDS數(shù)據(jù)的提取和解碼根據(jù)現(xiàn)代飛機(jī)(如A320)的飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)(AMM)、故障 隔離手冊(cè)(FIM)/故障定位手冊(cè)(TSM)以及具體部件的CMM手冊(cè)、ARINC4^標(biāo)準(zhǔn)、ARINC604 規(guī)范(機(jī)內(nèi)測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用指南)、ARINC6M規(guī)范(機(jī)載維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南)，分 析CFDS系統(tǒng)的一般數(shù)據(jù)格式和電氣標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)實(shí)際測(cè)試典型組件的維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼 分析和驗(yàn)證。該部分資料較為完善，但需要到維修現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次的數(shù)據(jù)提取，前期研制費(fèi)用 較高。多家航空維修企業(yè)對(duì)該項(xiàng)目都有應(yīng)用需求，如北京飛機(jī)維修工程有限公司(AMEC0)、 天津航大雄英航空工程有限公司等，均可提供測(cè)試條件和技術(shù)支持。
2、CFDS測(cè)試分析系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn)采用ARINC4^數(shù)據(jù)分析器和工控機(jī)實(shí)現(xiàn)。 ARINC429數(shù)據(jù)分析器可采用嵌入式系統(tǒng)集成，或通過(guò)PXI測(cè)試總線，集成到PXI測(cè)試系統(tǒng) 中。CFDS測(cè)試分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示。CFDS數(shù)據(jù)分析器包括ARINC4^通道和離散 I/O通道，并由統(tǒng)一的主控制單元控制，以實(shí)現(xiàn)與機(jī)載1型、2型、3型系統(tǒng)之間的維護(hù)數(shù)據(jù)的 交換。正常狀態(tài)下，對(duì)于較為復(fù)雜的機(jī)載1型的系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析器對(duì)其發(fā)出多狀態(tài)的 維護(hù)請(qǐng)求和交聯(lián)數(shù)據(jù)，并接收其返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；對(duì)于一般的機(jī)載2型的系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù) 分析器可通過(guò)離散命令對(duì)其提出維護(hù)請(qǐng)求，并接收返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；
對(duì)于智能化較低的機(jī)載3型的系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析器通過(guò)離散命令對(duì)其提出維護(hù) 請(qǐng)求，并接收返回的自檢狀態(tài)離散量。CFDS數(shù)據(jù)包由分析解碼單元解碼后，在LRU維護(hù)信息 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元中尋址得到對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
CFDS數(shù)據(jù)分析器可以集成到現(xiàn)代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，采用PXI測(cè)試總線，圖1中， ARINC429通道和離散I/O通道均采用PXI測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，分析解碼和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)與 尋址由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)，PXI測(cè)試系統(tǒng)與工控機(jī)通過(guò)高速總線連接。此外，還可通過(guò)嵌入式系統(tǒng) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)便攜式CFDS數(shù)據(jù)分析儀的應(yīng)用該部分項(xiàng)目組成員有扎實(shí)的硬件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，并在 PXI測(cè)試系統(tǒng)集成、ARINC429總線板卡設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面具有豐富的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng) 驗(yàn)，有信心完成該任務(wù)。
3、CFDS仿真模擬方式和分析解碼方式的實(shí)現(xiàn)CFDS工作方式參照機(jī)載MCDU的工 作方式和具體部件的車(chē)間級(jí)測(cè)試要求。仿真模擬方式模擬機(jī)載MCDU的CFDS工作頁(yè)面，實(shí)現(xiàn) 頂層普通模式(normal mode)和交互模式(interactive mode)，以在車(chē)間中還原LRU組件在飛機(jī)上的工作狀態(tài)。分析解碼方式包括初始設(shè)置、LRU標(biāo)識(shí)、用戶(hù)標(biāo)識(shí)、普通模式(normal mode)和交互模式(interactive mode)具體數(shù)據(jù)的解碼、總線數(shù)據(jù)的時(shí)序分析和存儲(chǔ)等。
CFDS分析解碼方式結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中二級(jí)結(jié)構(gòu)僅給出了普通模式(normal mode)下的部分三級(jí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該部分可在Windows環(huán)境下，采用C++語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，便 攜式分析系統(tǒng)可在Iinux環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，主要難點(diǎn)在于CFDS數(shù)據(jù)參數(shù)的選擇和解碼方式的具 體實(shí)現(xiàn)，應(yīng)避免遺漏和功能缺失，并應(yīng)具備二次開(kāi)發(fā)接口，供航空維修企業(yè)技術(shù)人員開(kāi)發(fā)使 用。
4、CFDS維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基本定義，并通過(guò)分析 CMM手冊(cè)和實(shí)際維護(hù)數(shù)據(jù)的測(cè)試和分析實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。
該部分采用分級(jí)開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，在基本數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，工程管理人員可通過(guò)統(tǒng) 一的數(shù)據(jù)庫(kù)配置頁(yè)面方便得添加數(shù)據(jù)，而不需要專(zhuān)業(yè)的編程知識(shí)。數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)字標(biāo)識(shí) (Label)和設(shè)備識(shí)別號(hào)(ID)索引，根據(jù)數(shù)據(jù)字類(lèi)型分類(lèi)處理。根據(jù)不同LRU組件進(jìn)行測(cè)試 方案的設(shè)計(jì)和測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，根據(jù)適航指令(AD)、服務(wù)通告(SB)、CMM手冊(cè)改版(REV)等 及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新操作。
根據(jù)上述方法實(shí)現(xiàn)的CFDS數(shù)據(jù)分析器，包括兩類(lèi)數(shù)據(jù)通道，分別接收處理機(jī)載1 型，2型，3型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，由于機(jī)載1型系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)類(lèi)型較為復(fù)雜，主要是ARINC^9格 式信息，因此該類(lèi)數(shù)據(jù)通道主要完成多狀態(tài)的維護(hù)請(qǐng)求和交聯(lián)數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收器該通道 的返回維護(hù)數(shù)據(jù)字，主要由ARINC4^通道完成；對(duì)于機(jī)載2型系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析器主要 通過(guò)離散1/0通道對(duì)其發(fā)送維護(hù)請(qǐng)求，并接收返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字，該通道的數(shù)據(jù)信息也要 通過(guò)ARINC4^通道進(jìn)行發(fā)送與數(shù)據(jù)分析器的主控制單元通信；對(duì)于機(jī)載3型系統(tǒng)CFDS數(shù) 據(jù)分析器主要通過(guò)離散1/0通道對(duì)其發(fā)送離散命令，并接收返回的自檢狀態(tài)離散量。同時(shí) 還要求ARINC^9通道能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行打包處理。ARINC^9通道主要包括ARINC^9數(shù)據(jù) 發(fā)生器，ARINC429數(shù)據(jù)分析器，存儲(chǔ)單元，ARINC429通信接口構(gòu)成，具體傳輸速度要求接收 模式下，字速率實(shí)現(xiàn)0. 5 00字/秒；發(fā)射模式下，低速發(fā)射位速率實(shí)現(xiàn)8. 1到20. 4KBPS, 精度士 Ius ；字速率實(shí)現(xiàn)5. Oms 32000ms，1. Oms步進(jìn)，精度士0. 5ms，最大字速率300字/ 秒；發(fā)射模式下，高速發(fā)射位速率實(shí)現(xiàn)801/100/125KBPS，精度士 Ius ；字速率實(shí)現(xiàn)5. Oms 32000ms, 1. Oms步進(jìn)，精度士0. 5ms,最大字速率1500字/秒。離散1/0通道主要完成，離 散數(shù)據(jù)的收發(fā)，由數(shù)字1/0單元及電平轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成。
主控制單元對(duì)兩類(lèi)數(shù)據(jù)通道接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析及顯示的功能，主要包括 LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元、分析解碼單元、自動(dòng)測(cè)試設(shè)備接口單元、人機(jī)接口單元。其 中LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元主要是存儲(chǔ)維護(hù)信息，并對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)；分析解碼單元 主要完成對(duì)接收的CFDS數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼分析；自動(dòng)測(cè)試設(shè)備接口單元主要完成數(shù)據(jù)分析 器與自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的連接；人機(jī)接口單元?jiǎng)t是為使用者提供一個(gè)良好的人機(jī)交換環(huán)境，實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)分析器的操作。
根據(jù)上述說(shuō)明，結(jié)合本技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)即可再現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于首先在內(nèi)場(chǎng)車(chē)間模擬航線可更 換部件LRU在飛機(jī)上的CFDS監(jiān)控狀態(tài)，然后在內(nèi)場(chǎng)測(cè)試中完成LRU的車(chē)間級(jí)測(cè)試，為L(zhǎng)RU的 故障診斷和深度維修提供指引；將測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼分析和驗(yàn)證后移植入由ARINC^9數(shù) 據(jù)分析器和工控機(jī)構(gòu)成的飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器中，建立LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)；飛機(jī)CFDS數(shù) 據(jù)分析器包括ARINC4^通道、離散I/O通道、LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元和分析解碼單 元，經(jīng)所述ARINC4^通道、離散I/O通道和被測(cè)機(jī)載系統(tǒng)通信，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分 析；所述方法包括以下次序的步驟(1)CFDS數(shù)據(jù)的提取和解碼根據(jù)飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)AMM、故障隔離手冊(cè)FIM、故障定位手冊(cè) TSM以及具體部件的CMM手冊(cè)、ARINC429標(biāo)準(zhǔn)、ARINC604規(guī)范、ARINC624規(guī)范，分析CFDS 系統(tǒng)的一般數(shù)據(jù)格式和電氣標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)實(shí)際測(cè)試典型組件的維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼分析和驗(yàn) 證；(2)將機(jī)載系統(tǒng)按其硬件智能化程度高低程度劃分為1型、2型和3型機(jī)載系統(tǒng)；機(jī)載 系統(tǒng)的劃分依據(jù)空客飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)AMM和ARINC6M規(guī)范ARINC6M規(guī)范；(3)CFDS數(shù)據(jù)分析器硬件的實(shí)現(xiàn)，所述CFDS數(shù)據(jù)分析器硬件采用RINC4^數(shù)據(jù)分析器 和工控機(jī)實(shí)現(xiàn)；ARINC4^數(shù)據(jù)分析器采用嵌入式系統(tǒng)集成，或通過(guò)PXI測(cè)試總線，集成到 PXI測(cè)試系統(tǒng)中；CFDS數(shù)據(jù)分析器包括ARINC4^通信協(xié)議通道和離散I/O通道，并由統(tǒng)一 的主控制單元控制，以實(shí)現(xiàn)與1型、2型和3型機(jī)載系統(tǒng)之間的維護(hù)數(shù)據(jù)的交換；對(duì)于硬件 智能化較高的1型的機(jī)載系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析器對(duì)其發(fā)出多狀態(tài)的維護(hù)請(qǐng)求和交聯(lián)數(shù)據(jù)， 并接收其返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；對(duì)于硬件智能化程度一般的2型的機(jī)載系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析 器可通過(guò)離散命令對(duì)其提出維護(hù)請(qǐng)求，并接收返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；對(duì)于硬件智能化較低的 3型的機(jī)載系統(tǒng)，CFDS數(shù)據(jù)分析器通過(guò)離散命令對(duì)其提出維護(hù)請(qǐng)求，并接收返回的自檢狀 態(tài)離散量；CFDS數(shù)據(jù)包由分析解碼單元解碼后，在LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元中尋址得 到對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)；ARINC4^通道和離散I/O通道均采用PXI測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，分析解碼和 維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)與尋址由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)，PXI測(cè)試系統(tǒng)與工控機(jī)通過(guò)高速總線(78MB/S)連 接；(4)CFDS仿真模擬方式和分析解碼方式的實(shí)現(xiàn)，仿真模擬方式模擬機(jī)載MCDU的CFDS工 作頁(yè)面，實(shí)現(xiàn)頂層普通模式normal mode和交互模式interactive mode，用以在車(chē)間中還 原LRU組件在飛機(jī)上的工作狀態(tài)；分析解碼方式包括初始設(shè)置、LRU標(biāo)識(shí)、用戶(hù)標(biāo)識(shí)、普通模 式normal mode和交互模式interactive mode具體數(shù)據(jù)的解碼、總線數(shù)據(jù)的時(shí)序分析和存 儲(chǔ)；(5)CFDS維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基本定義，并通過(guò)分析CMM手 冊(cè)和實(shí)際維護(hù)數(shù)據(jù)的測(cè)試和分析實(shí)現(xiàn)；該部分采用分級(jí)開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，在基本數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ) 上，可通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)配置頁(yè)面方便得添加數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)字標(biāo)識(shí)Label和設(shè)備識(shí) 別號(hào)ID索引，根據(jù)數(shù)據(jù)字類(lèi)型分類(lèi)處理；根據(jù)不同LRU組件進(jìn)行測(cè)試方案的設(shè)計(jì)和測(cè)試數(shù) 據(jù)的分析程序，根據(jù)適航指令A(yù)D、服務(wù)通告SB、CMM手冊(cè)改版REV及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新的 程序。
2.一種飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器，其特征在于由ARINC4^數(shù)據(jù)分析器和工控機(jī)構(gòu)成，所 述CFDS數(shù)據(jù)分析器包括主控制單元、ARINC4^通信協(xié)議通道、離散I/O通道、LRU維護(hù)信息 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元、分析解碼單元、ATS接口和機(jī)接口 ；主控制單元由工控機(jī)構(gòu)成；ARINC429通道主要包括ARINC4^數(shù)據(jù)發(fā)生器，ARINC429數(shù)據(jù)分析器，存儲(chǔ)單元，ARINC429通信接口 構(gòu)成；所述ARINC^9通道集成于一塊板卡上通過(guò)插槽與主控制單元由工控機(jī)連接；所述離 散I/O通道由PXI總線32通道I/O模塊構(gòu)成，包括數(shù)字I/O單元及電平轉(zhuǎn)換單元，所述離 散I/O通道集成于一塊板卡上，通過(guò)插槽與主控制單元由工控機(jī)連接，離散I/O通道主要完 成，離散數(shù)據(jù)的收發(fā)；所述LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元由工控機(jī)的存儲(chǔ)硬件和數(shù)據(jù)庫(kù)程 序構(gòu)成，分析解碼單元主要由存儲(chǔ)模塊、解碼器和輸入輸出模塊構(gòu)成；所述ARINC^9通道 的功能是接收和發(fā)送ARINC4^格式信息，完成多狀態(tài)的維護(hù)請(qǐng)求和交聯(lián)數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收 該通道的返回維護(hù)數(shù)據(jù)字；所述離散I/O通道的功能是執(zhí)行離散命令對(duì)機(jī)載系統(tǒng)提出維護(hù) 請(qǐng)求，并接收返回的維護(hù)數(shù)據(jù)字；所述LRU維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元主要是存儲(chǔ)維護(hù)信息， 并對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)；所述分析解碼單元主要完成對(duì)接收的CFDS數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器及其實(shí)現(xiàn)方法，首先在內(nèi)場(chǎng)車(chē)間模擬航線可更換部件在飛機(jī)上的CFDS監(jiān)控狀態(tài)，然后在內(nèi)場(chǎng)測(cè)試中完成LRU的車(chē)間級(jí)測(cè)試，再將測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼分析和驗(yàn)證后移植入由ARINC429數(shù)據(jù)分析器和工控機(jī)構(gòu)成的飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析器中，經(jīng)所述ARINC429通道、離散I/O通道和被測(cè)機(jī)載系統(tǒng)通信，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)CFDS數(shù)據(jù)分析；其價(jià)格低廉，具有二次開(kāi)發(fā)接口，方便技術(shù)人員自主升級(jí)，大大降低了軟件升級(jí)的成本，符合現(xiàn)代ATS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以方便的移植入不同的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，節(jié)約維修資源，打破國(guó)外的技術(shù)壟斷，有效降低原來(lái)需要返廠維修的成本和航材周轉(zhuǎn)時(shí)間，降低飛機(jī)部分組件國(guó)外送修率，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)B64F5/00GK102030111SQ20101054536
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者劉岱, 劉濤, 周德新, 樊智勇, 王凱, 詹湘琳 申請(qǐng)人:中國(guó)民航大學(xué)