航空電子系統的自動化設計

宋顯威

(中國航空工業空氣動力研究院 實驗技術部，哈爾濱 150001)

航空電子系統的自動化設計

宋顯威

(中國航空工業空氣動力研究院 實驗技術部，哈爾濱 150001)

從航空電子系統的構成分析出發，認為航空電子系統的主體設計思想應重點包括集中管理模式、堅持以數據為重點及配置測試設備。航空電子系統的有效功能應包括相關設備管理、收集相關數據、數據存儲功能、數據表現功能、數據回放功能以及相關權限的管理制度。以此為依據，航空電子系統的自動化系統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

1 航空電子系統的自動化設計分析

航空電子系統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之一。電子系統是飛機研發領域中技術難度最大的一個領域。毫不夸張地說，電子系統的領先完全可以代表一個國家飛機制造領域的先進程度。電子系統技術大體上由綜合技術和系統試驗技術構成，其中電子綜合技術主要包括系統綜合技術、數據處理技術、電子顯示與控制技術等構成。而系統綜合技術則主要包括模擬試驗，該模擬實驗主要包括動態模擬、環境模擬、條件模擬、實戰模擬等。本文主要探討電子系統的數字、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的研發過程中，它的作用主要是應對帶有數字模擬信號或者完全的數字信號的系統之內的設計功能，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境和相關的硬件技術的影響，由檢測系統直接分布在單元上開展節點的數據測試工作。但在實際的測試過程中，由其中的某一個節點來進行集中統一的管理。

2.2 堅持以數據為重點

因為數據庫具有強大的安全保密功能、方便查詢以及系統穩定性較強等優勢和特點，這就能使相關的測試系統更容易優化配置、管理和記錄各項數據，還能提供運行時的相關數據在數據庫中進行安全存儲。同時，為了支持更多的試驗測試系統能夠獨立安全的運行，可在數據庫的設計實驗中，充分考慮某個數據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，在進行系統測試的過程中，應該根據檢測的要求開展相對靈活的配置工作，對每一個節點測試設備的要求，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優化配置要求，應該更多的加入有關的智能設置要求。

3 有效的功能運用

測試系統能夠針對許多的常用總線和非總線的數據資料開展檢測工作，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， 就是該系統應該在計算機系統上進行操作任務時，使用SQLSERVER數據庫作為核心數據庫，這樣能夠真正的實現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點，就可分別安排一個節點開展針對不同數據信息的采集任務，這樣能夠達到在任意的一個節點上進行有目的地審查相關的數據資料。所有的硬件部分可以根據信號的類型以單獨驅動模塊的形式獨立存在。如果硬件發生了變化，也可增加更多的創新驅動模式。這樣可以使系統的配置更加合理和優化，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據結構，才能比較容易的完成系統的結構設置。

3.1 相關的設備管理

應該根據當前的測試任務，安排適當的測試設備，可以根據當前的設置要求在節點計算機上的系統內安排其他的節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據試驗的管理系統來直接調配安裝。

3.2 收集相關的數據

根據相關的測試設備，能夠依照配置的節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點緩沖帶中。如果使用的內存達到最大值時，就可以根據情況，適當的將一部分數據信息提前保存在某個作為緩沖的臨時文件之中，這樣能夠確保系統的安全穩定。使用最先進的采集數據信息模塊，該模塊能夠實時動態的顯示出模塊內存內數據的情況。既能根據采用的實時信息網的情況，達到資源的共享，也能為內存的實時使用創造條件。同時，采用相關的網絡信息時，能夠達到共享資源內存為這個節點的共享提供條件，也能通過其他的傳播到別的節點上。

3.3 數據的存儲功能

數據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存的緩沖區的數據，也能將其全部的數據一并存儲到數據庫中，實現釋放內存的功能。

3.4 數據的表現功能

在節點進行實時顯示的過程中，對于數據的采集，這些數據應該從自身節點上的資源共享中取到內存中，這些不是本節點的收集數據，應該由映射的協議進行數據的同步顯示。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據。

3.5 數據的回放功效

就是針對記錄的數據，可以依據每次試驗的正確選擇進行數據的回放功能。

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據庫當中。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以外的操作系統。用戶的賬號和使用的密碼應該用加密的形式存儲在數據庫中，同時規定每個用戶都能夠單獨自行修改自己的密碼。

4 自動化設計系統的組成

4.1 收集功能模塊

可以根據檢測任務對數據收集和檢測的要求，進行查詢設備數據庫，要明確每個節點的收集和檢測任務，并且根據現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據， 傳輸到一個指定的共享內存中。

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據塊，并且結合實時的分析確定出數據的理論值，運用人機界面的實時顯示，能夠實現科學的分析辨別。

4.3 科學管理模塊

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

5 結語

根據相關的調查研究，可以看出自動化系統的設計研制將是未來航空電子系統發展的重要趨勢，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：西北工業大學，2016.

[2] 蔡福喜.基于模塊化設計思想的測控系統框架設計[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