一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，它包括收發(fā)器模塊、處理模塊和存儲模塊，所述的收發(fā)器模塊包括第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器中的一種或多種，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的一端分別與第一航空接口的一端連接，所述的第一航空接口的另一端與具有航空插座的被采集設備連接，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的另一端分別與處理模塊連接，處理模塊還與存儲模塊連接。本發(fā)明結構簡單，具有航空接口，支持帶電熱拔插，同時使應用了本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)記錄儀也支持帶電熱拔插，且拆卸和安裝方式簡單方便，具有極高可攜帶性。
【專利說明】 一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)記錄儀，特別是涉及一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置。

【背景技術】
[0002]一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置即飛行數(shù)據(jù)記錄儀，是一種將飛機飛行的情況儲存下來的儀器，當以后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(shù)據(jù)記錄儀，即通常說的黑匣子，一般是在一個匣子里裝上磁記錄設備，它可以實時地把飛行員說的話、飛行員機外通訊及飛行數(shù)據(jù)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，就為事后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(fā)生了第一起軍用飛機事故。以后，隨著飛行事故增加，迫切需要有一種研究事故原因的儀器。二戰(zhàn)時，飛行記錄儀正式在軍用飛機上使用。二戰(zhàn)后，開始用到民航飛機上。早期的記錄方式比較落后，用的是機械記錄的方法，記錄在照相紙上。磁記錄方式發(fā)明后，才變得方便可靠了，黑匣子由早期的機械記錄方式發(fā)展為今天的飛行數(shù)據(jù)記錄儀。
[0005]傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄儀數(shù)據(jù)接收接口單一，不能同時接收多種數(shù)據(jù)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，更不便于攜帶。在上位機訪問數(shù)據(jù)記錄儀中的信息時，數(shù)據(jù)讀取及下載速度緩慢。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，結構簡單，具有航空接口，支持帶電熱拔插，同時使應用了本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)記錄儀也支持帶電熱拔插，且拆卸和安裝方式簡單方便，具有極高可攜帶性。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，它包括收發(fā)器模塊、處理模塊和存儲模塊，所述的收發(fā)器模塊包括第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器中的一種或多種，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的一端分別與第一航空接口的一端連接，所述的第一航空接口的另一端與具有航空插座的被采集設備連接，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的另一端分別與處理模塊連接，處理模塊還與存儲模塊連接。
[0008]它還包括USB接口、SPI接口和UART接口中的一種或多種，所述的USB接口、SPI接口和UART接口的一端分別與第二航空接口的一端連接，USB接口、SPI接口和UART接口的另一端分別與處理模塊連接，所述的第二航空接口的另一端與上位機連接。
[0009]所述的第一航空接口和第二航空接口集成在數(shù)據(jù)采集裝置上。
[0010]所述的第一航空接口和第二航空接口為J30J接口。
[0011]所述的第一收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0012]所述的第二收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0013]所述的第三收發(fā)器為RS-232收發(fā)器。
[0014]所述的第四收發(fā)器為總線收發(fā)器。
[0015]所述的第一收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0016]所述的第二收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0017]所述的第三收發(fā)器為MAX3232ESE+芯片。
[0018]所述的總線收發(fā)器為74HC245芯片。
[0019]它還包括電源模塊，所述的電源模塊的輸入與第一航空接口的電源端連接，電源模塊的輸出分別與處理模塊、存儲模塊和收發(fā)器模塊連接，電源模塊的輸出還與第二航空接口的電源端連接。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結構簡單，精度高，該數(shù)據(jù)采集裝置采用航空接口進行連接，符合航空用設備的電氣指標，保證數(shù)據(jù)采集裝置的穩(wěn)定性和可靠性，同時使得應用本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)記錄儀支持帶電熱拔插功能。
[0021]本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置拆卸與安裝簡單方便，具有極高可攜帶性。
[0022]本發(fā)明具有兩個RS422收發(fā)器和一個RS232收發(fā)器，抗干擾能力強，具有SPI接口、USB2.0接口和UART接口，接口豐富，可同時接收存儲多種數(shù)據(jù)；同時還具有一個74HC245總線收發(fā)器，為數(shù)據(jù)記錄儀提供高帶載能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的原理框圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0025]如圖1所示，一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，它包括收發(fā)器模塊、處理模塊和存儲模塊，所述的收發(fā)器模塊包括第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器中的一種或多種，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的一端分別與第一航空接口的一端連接，所述的第一航空接口的另一端與具有航空插座的被采集設備連接，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的另一端分別與處理模塊連接，處理模塊還與存儲模塊連接。
[0026]它還包括USB接口、SPI接口和UART接口中的一種或多種，所述的USB接口、SPI接口和UART接口的一端分別與第二航空接口的一端連接，USB接口、SPI接口和UART接口的另一端分別與處理模塊連接，所述的第二航空接口的另一端與上位機連接。
[0027]所述的第一航空接口和第二航空接口集成在數(shù)據(jù)采集裝置上。
[0028]所述的第一航空接口和第二航空接口為J30J接口。
[0029]所述的第一收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0030]所述的第二收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0031]所述的第三收發(fā)器為RS-232收發(fā)器。
[0032]所述的第四收發(fā)器為總線收發(fā)器。
[0033]所述的第一收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0034]所述的第二收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0035]所述的第三收發(fā)器為MAX3232ESE+芯片。
[0036]所述的總線收發(fā)器為74HC245芯片。
[0037]它還包括電源模塊，所述的電源模塊的輸入與第一航空接口的電源端連接，電源模塊的輸出分別與處理模塊、存儲模塊和收發(fā)器模塊連接，電源模塊的輸出還與第二航空接口的電源端連接，使得本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置能通過第二航空接口為后續(xù)的設備提供電源。
[0038]本發(fā)明電源模塊輸出5V直流電源，TTL電平也為5V，航空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。
[0039]J30J接口是一種航空插頭，體積小，可實現(xiàn)快速連接與分離。廣泛應用于各類軍用電子設備的電路連接，特別適用于安裝空間小，要求重量輕的場合。該連接器可以采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(shù)據(jù)記錄板支持帶電插拔的能力。
[0040]總線收發(fā)器(bus transceiver)是典型的CMOS型三態(tài)緩沖門電路。74HC245是方向可控的八路緩沖器，主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的雙向異步通信。為了保護脆弱的主控芯片，通常在主控芯片的并行接口與外部受控設備的并行接口間添加緩沖器。當主控芯片與受控設備之間需要實現(xiàn)雙向異步通信時，自然就得選用雙向的八路緩沖器了。
[0041 ] 第一收發(fā)器MAX3490ESA和第二收發(fā)器MAX3490ESA均包括正電壓數(shù)據(jù)輸入RX+、負電壓數(shù)據(jù)輸入RX-和數(shù)據(jù)輸出TX,第一收發(fā)器和第二收發(fā)器的正電壓數(shù)據(jù)輸入RX+和負電壓數(shù)據(jù)輸入RX-分別通過第一航空接口與具有航空插座的待采集設備連接，其數(shù)據(jù)輸出TX分別與處理模塊的連接，數(shù)據(jù)保存在存儲模塊中。
[0042]第三收發(fā)器MAX3232ESE+也包括數(shù)據(jù)輸入RX和數(shù)據(jù)輸出TX，其數(shù)據(jù)輸入RX通過第一航空接口與具有航空插座的待采集設備連接，數(shù)據(jù)輸出TX與處理模塊連接，該數(shù)據(jù)保存在存儲模塊中。
[0043]總線收發(fā)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(fā)器74HC245通過4條LED線與航空插座的輸入連接，總線收發(fā)器74HC245還通過FPGA 1數(shù)據(jù)接口與處理模塊連接。
[0044]本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置通過第二航空接口與上位機連接。上位機可為具有相應航空接口的數(shù)據(jù)記錄裝置。數(shù)據(jù)采集裝置可通過USB接口、SPI接口、UART接口與上位機進行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0045]本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的SPI接口加電阻隔離，如果USB2.0接口成功，則SPI接口不用。
[0046]本發(fā)明應用于航空數(shù)據(jù)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，本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置具有一個115.2K的晶體振蕩器。
[0047]本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的板卡背面可以布設器件，最好只布局阻容器件。
[0048]本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的串口物理層格式為I位起始位、I位停止位和8位數(shù)據(jù)位。
[0049]本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置具備通過2路RS422實現(xiàn)同步HDLC硬件的能力，暫時不處理HDLC ;每路RS422的波特率可為230.4 Kbps。
【權利要求】
1.一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:它包括收發(fā)器模塊、處理模塊和存儲模塊，所述的收發(fā)器模塊包括第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器中的一種或多種，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的一端分別與第一航空接口的一端連接，所述的第一航空接口的另一端與具有航空插座的被采集設備連接，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器、第三收發(fā)器和第四收發(fā)器的另一端分別與處理模塊連接，處理模塊還與存儲模塊連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:它還包括USB接口、SPI接口和UART接口中的一種或多種，所述的USB接口、SPI接口和UART接口的一端分別與第二航空接口的一端連接，USB接口、SPI接口和UART接口的另一端分別與處理模塊連接，所述的第二航空接口的另一端與上位機連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的第一航空接口和第二航空接口集成在數(shù)據(jù)采集裝置上。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的第一航空接口和第二航空接口為J30J接口。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于: 所述的第一收發(fā)器為RS-422收發(fā)器； 所述的第二收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的第三收發(fā)器為RS-232收發(fā)器。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的第四收發(fā)器為總線收發(fā)器。
8.根據(jù)權利要求5或6所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的第一收發(fā)器為MAX3490ESA芯片；所述的第二收發(fā)器為MAX3490ESA芯片；所述的第三收發(fā)器為MAX3232ESE+芯片。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的總線收發(fā)器為74HC245芯片。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種用于航空數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:它還包括電源模塊，所述的電源模塊的輸入與第一航空接口的電源端連接，電源模塊的輸出分別與處理模塊、存儲模塊和收發(fā)器模塊連接，電源模塊的輸出還與第二航空接口的電源端連接。
【文檔編號】G07C5/08GK104361654SQ201410678737
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權日:2014年11月24日
【發(fā)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