Модуль сбора и преобразования сигналов разовых команд

Полезная модель относится к области информационного обеспечения летных испытаний авиационной техники. Модуль сбора и преобразования разовых команд содержит восемь однотипных преобразователей, состоящих из восьми ограничителей напряжения, коммутатора входных сигналов, коммутатора опорных напряжений, компаратора напряжений; первый микроконтроллер; и с целью исключения: влияния входной части модуля на выходной интерфейс используется блок оптронной развязки; с целью предотвращения потери данных первым микроконтроллером при обработке с частотой 200 кГц используется второй микроконтроллер; с целью вывода потребителю данных в соответствии со стандартом RS-485 и АRINС-429 используются блоки интерфейса для вывода данных в соответствии с протоколами стандартов RS-485 и ARINC-429.

Область техники

Модуль преобразователя сигналов разовых команд относится к области информационного обеспечения летных испытаний авиационной техники и используется в составе систем бортовых измерений для преобразования сигналов в цифровой код, в т.ч. построенных на основе перспективной информационно-измерительной системы ИИС-КТ.

Уровень техники

Известно устройство накопления информации (патент RU 2245581, 27.01.05), содержащее блок "Тестера" и разовых команд. Недостатком этого блока является то, что он работает только в составе устройства накопления информации, в нем не предусмотрен вывод данных по протоколу RS-485. Данные с блока выдаются через интерфейс АТА на твердотельный накопитель конкретного типа (флэш-диск), что ограничивает его применение.

Известно устройство сбора и регистрации информации (патент RU 2125239, 20.01.99), содержащее коммутатор разовых команд, поступающих на микроконтроллер. Недостатками является невозможность использования коммутатора разовых команд вне устройства сбора и регистрации и его повышенная стоимость вследствие необходимости обработки множества избыточной информации в штатном устройстве.

Наиболее близким к полезной модели является блок приема разовых команд БПРК, входящий в состав системы бортовых измерений ГАММА 2110 (Система бортовых измерений ГАММА 2110, ОАО НПО «Прибор», http://npo_pribor.ru/prodution/aviation/gamma_2110.htm). Недостатком данного устройства является отсутствие у него цифровых сигналов в виде последовательного кода по ГОСТ 18977-79 и в виде последовательного кода по стандарту RS-485. БПРК входит в состав блока преобразования (БПР), и не может быть использован автономно вне системы бортовых измерений (например, для стендовых испытаний). Кроме того, используемая на входе блока гальваническая развязка увеличивает его габариты (габаритные размеры БПР, мм: высота - 180, глубина - 208, ширина - 395.).

Раскрытие полезной модели

В полезной модели модуль сбора и преобразования разовых команд содержит восемь однотипных преобразователей, состоящих из восьми ограничителей напряжения, коммутатора входных сигналов, коммутатора опорных напряжений, компаратора напряжений; первый микроконтроллер; при этом модуль сбора и преобразования разовых команд.

Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в том, что с целью исключения влияния входной части модуля на выходкой интерфейс используются блок оптронной развязки, с целью предотвращения потери данных первым микроконтроллером при обработке их с частотой 200 кГц используется второй микроконтроллер; с целью вывода потребителю данных в соответствии со стандартом RS-485 и ARINC-429 используются блоки интерфейса для вывода данных в соответствии с протоколами стандартов RS-485 и ARINC-429.

Краткое описание чертежей

На рис.1 представлена структурная схема модуля сбора и преобразования разовых команд.

На рис.2 в таб.1 представлены виды и уровни сигналов разовых команд в соответствии с ГОСТ 18977-79.

На рис.3 представлена структура формата данных в соответствии с протоколом RS485.

На рис.4 в таб.4 представлены технические характеристики модуля сбора и преобразования сигналов разовых команд.

Осуществление полезной модели

Модуль сбора и преобразования разовых команд содержит следующие основные узлы: 8 однотипных формирователей Ф1...Ф8, микроконтроллеры МК1, МК2, блок оптронной развязки ОП1, интерфейс И.

Каждый из формирователей содержит:

- ограничители напряжения O1...O8,

- коммутатор входных сигналов К1,

- коммутатор опорных напряжений К2,

- компаратор напряжений КН;

В соответствии с программой, записанной в энергонезависимом ЗУ микроконтроллера МК1 и заданной в режиме начальной установки, коммутаторы К1 подключают датчики разовых команд к входам компараторов КН.

Виды и уровни сигналов разовых команд соответствуют таблице ГОСТ 18977-79 и представлены в таблице 1 на рис.2.

Одновременно на другие входы компараторов коммутаторы К2 подключают опорные напряжения с целью формирования электрического сигнала, соответствующего видам разовых команд и типам опрашиваемых датчиков. Опрос производится группами по 8 датчиков одновременно с частотой 200 кГц. Выходные сигналы компараторов КН, работающих, как пороговые элементы для формирования двухуровневой логики (0В,+5В) для микроконтроллера, подаются на порт микроконтроллера МК1, определенного как входной. МК1 анализирует подученную информацию и формирует выходной блок данных. Одновременно через порт, определенный как выходной, МК1 выдает сигналы управления коммутаторами К1 и К2. С целью недопущения потерн данных микроконтроллер МК1 передает подготовленный блок данных только при поступлении от микроконтроллера МК2 синхронизирующего сигнала. Далее микроконтроллер МК2 в соответствии с выбранным программно блоком интерфейса передает данные в линию связи.

Блок оптрона, содержащий светоизлучающий и фотоприемный элементы и преобразующий оптические и электрические сигналы, обеспечивает развязку микроконтроллера МК2 и интерфейса И, исключая влияние МК2 на интерфейс, и в случае выхода сигналов МК2 за допустимые пределы сохраняет работоспособность интерфейса.

При этом в случае необходимости выдачи данных в соответствии с форматом по ГОСТ 18977-79 (АRINC-429) блок интерфейса для выдачи данных согласно этому ГОСТу формирует данные кадра в виде четырех 32-разрядных сообщений (каждое по 16 каналов) со структурой, представленной в таблице 2 рис.3.

В случае необходимости выдачи данных в соответствии с форматом по протоколу RS-485 блок интерфейса для выдачи данных согласно этому протоколу формирует данные последовательности восьми байт по 8 разовых команд в каждом байте со структурой, представленной в таблице 3 рис.3.

В качестве примера реализации полезной модели представлен модуль сбора и преобразования сигналов разовых команд с техническими характеристиками, описанными в таблице 4 рис.4.

Модуль сбора и преобразования сигналов разовых команд, содержащий восемь преобразователей, состоящих из восьми ограничителей напряжения, коммутатора входных сигналов, коммутатора опорных напряжений, компаратора напряжений, первый микроконтроллер, отличающийся тем, что используются блок оптронной развязки, второй микроконтроллер для предотвращения потери данных первым микроконтроллером при обработке их с частотой 200 кГц, и блоки интерфейса для вывода потребителю данных в соответствии с протоколами стандартов RS-485 и ARINC-429.