一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，它包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊、收發(fā)器，所述的數(shù)據(jù)記錄模塊通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊連接，數(shù)據(jù)記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數(shù)據(jù)接收模塊通過收發(fā)器與航空插座連接。本發(fā)明結構簡單，采用航空插頭與航空插座連接的數(shù)據(jù)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】—種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀

【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的數(shù)據(jù)記錄儀。

【背景技術】
[0002]一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀即飛行數(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(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，結構簡單，采用航空插頭與航空插座連接的數(shù)據(jù)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:一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，它包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊、收發(fā)器，所述的數(shù)據(jù)記錄模塊通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊連接，數(shù)據(jù)記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數(shù)據(jù)接收模塊通過收發(fā)器與航空插座連接。
[0008]數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄模塊還包括第一 USB接口 A。
[0009]數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄模塊的第二 USB接口 B通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 USB接口 B連接。
[0011]數(shù)據(jù)記錄模塊的第二 SPI接口通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 SPI接口連接。
[0012]數(shù)據(jù)記錄模塊的第二 UART接口通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 UART接口連接。
[0013]數(shù)據(jù)記錄模塊的第二電源模塊通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一電源模塊連接。
[0014]數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄模塊上。
[0017]所述的航空接口為J30J接口。
[0018]所述的收發(fā)器包括第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器，所述的第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端分別與航空插座的數(shù)據(jù)輸出接口連接，第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端分別與數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接。
[0019]所述的收發(fā)器還包括總線收發(fā)器，所述的總線收發(fā)器的控制輸入端與航空插座的控制輸出端連接，總線收發(fā)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(fā)器還與數(shù)據(jù)接收模塊連接并進行相互通信。
[0020]所述的第一收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0021]所述的第二收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0022]所述的第三收發(fā)器為RS-232收發(fā)器。
[0023]所述的第一收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0024]所述的第二收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0025]所述的第三收發(fā)器為MAX3232ESE+芯片。
[0026]所述的總線收發(fā)器為74HC245芯片。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是一種用于航空的便攜式數(shù)據(jù)記錄儀，結構簡單，精度高，該數(shù)據(jù)記錄儀采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(shù)據(jù)記錄儀的穩(wěn)定性和可靠性，同時采用航空插頭與航空插座連接的數(shù)據(jù)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]本發(fā)明數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)記錄板通過J30J航空接口與上位機和數(shù)據(jù)接收板連接，使得數(shù)據(jù)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，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。
[0030]本發(fā)明具有一個轉接模塊，使得上位機能夠高速讀取和下載數(shù)據(jù)記錄儀中的數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)記錄儀的原理框圖；
圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)記錄儀實施案例之一的原理框圖。

【具體實施方式】
[0032]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。
[0033]如圖1所示，一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，它包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊、收發(fā)器，所述的數(shù)據(jù)記錄模塊通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊連接，數(shù)據(jù)記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數(shù)據(jù)接收模塊通過收發(fā)器與航空插座連接。
[0034]數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄模塊還包括第一 USB接口 A。
[0035]數(shù)據(jù)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。
[0036]數(shù)據(jù)記錄模塊的第二 USB接口 B通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 USB接口 B連接。
[0037]數(shù)據(jù)記錄模塊的第二 SPI接口通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 SPI接口連接。
[0038]數(shù)據(jù)記錄模塊的第二 UART接口通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 UART接口連接。
[0039]數(shù)據(jù)記錄模塊的第二電源模塊通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一電源模塊連接。
[0040]數(shù)據(jù)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。
[0041]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(shù)據(jù)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。
[0042]所述的航空接口集成在數(shù)據(jù)記錄模塊上。
[0043]所述的航空接口為J30J連接器。
[0044]J30J連接器是一種航空插頭，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。
[0045]所述的收發(fā)器包括第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器，所述的第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端分別與航空插座的數(shù)據(jù)輸出接口連接，第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端分別與數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接。
[0046]所述的收發(fā)器還包括總線收發(fā)器，所述的總線收發(fā)器的控制輸入端與航空插座的控制輸出端連接，總線收發(fā)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(fā)器還與數(shù)據(jù)接收模塊連接并進行相互通信。
[0047]如圖2所示，所述的數(shù)據(jù)記錄模塊為數(shù)據(jù)記錄板，數(shù)據(jù)接收模塊為數(shù)據(jù)接收板，轉換模塊為轉接線，所述的航空接口為J30J接口。
[0048]所述的第一收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0049]所述的第二收發(fā)器為RS-422收發(fā)器。
[0050]所述的第三收發(fā)器為RS-232收發(fā)器。
[0051]所述的第一收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0052]所述的第二收發(fā)器為MAX3490ESA芯片。
[0053]所述的第三收發(fā)器為MAX3232ESE+芯片。
[0054]所述的總線收發(fā)器為74HC245芯片。
[0055]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。
[0056]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-分別與航空插座連接，其數(shù)據(jù)輸出TX分別與數(shù)據(jù)接收板的輸入連接。
[0057]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與航空插座連接，數(shù)據(jù)輸出TX與數(shù)據(jù)接收板的一個輸入連接。
[0058]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)接口與數(shù)據(jù)接收板連接。
[0059]數(shù)據(jù)記錄板與J30J接口連接，通過USB3.0數(shù)據(jù)線與轉接線連接，轉接線通過USB數(shù)據(jù)線與上位機連接，實現(xiàn)上位機能夠高速讀取數(shù)據(jù)記錄板上的功能。
[0060]數(shù)據(jù)記錄板與J30J接口連接，通過USB2.0數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)接收板連接，并接收數(shù)據(jù)接收板發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0061]數(shù)據(jù)記錄板與J30J接口連接，通過SPI數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)接收板連接，并接收數(shù)據(jù)接收板發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0062]數(shù)據(jù)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。
[0063]所述的SPI數(shù)據(jù)線包括串行時鐘線SPI CLK、數(shù)據(jù)記錄板輸入/數(shù)據(jù)接收機輸出數(shù)據(jù)線SPI MISO和片選信號數(shù)據(jù)線CS。
[0064]數(shù)據(jù)記錄板與J30J接口連接，通過UART數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)接收板連接，并和數(shù)據(jù)接收板進行數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0065]用于航空的數(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(nèi)，因此，數(shù)據(jù)記錄儀盡量采用適合115.2K的晶振。
[0066]數(shù)據(jù)記錄儀的板卡背面可以布設器件，最好只布局阻容器件。
[0067]數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)位。
[0068]數(shù)據(jù)記錄儀具備通過2路RS422實現(xiàn)同步HDLC硬件的能力，暫時不處理HDLC ;每路RS422的波特率為230.4 Kbps。
[0069]數(shù)據(jù)記錄儀的J30J接口板與數(shù)據(jù)記錄板之間具有SPI接口、USB2.0接口和UART接口。
[0070]數(shù)據(jù)記錄儀的TTL電平為5V，接口板內(nèi)部使用上拉電阻，外部通過懸空或接地進行模式選擇。
[0071]數(shù)據(jù)記錄儀還具有5V直流電源，航空插座輸出5V直流電源，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)接收板的電源輸出通過J30J航空插頭的電源線與數(shù)據(jù)記錄板連接。
【權利要求】
1.一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于:它包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)記錄模塊、收發(fā)器，所述的數(shù)據(jù)記錄模塊通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊連接，數(shù)據(jù)記錄模塊還通過航空接口和轉接模塊與上位機連接，數(shù)據(jù)接收模塊通過收發(fā)器與航空插座連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于:數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄模塊還包括第一 USB接口 A ; 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄模塊的第二 USB接口 B通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 USB接口 B連接; 數(shù)據(jù)記錄模塊的第二 SPI接口通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 SPI接口連接； 數(shù)據(jù)記錄模塊的第二 UART接口通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一 UART接口連接； 數(shù)據(jù)記錄模塊的第二電源模塊通過航空接口與數(shù)據(jù)接收模塊的第一電源模塊連接； 數(shù)據(jù)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(jù)權利要求1所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于: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(shù)據(jù)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(jù)權利要求1?3中任意一項所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于:所述的航空接口集成在數(shù)據(jù)記錄模塊上。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于:所述的航空接口為J30J接口。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于:所述的收發(fā)器包括第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器，所述第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端分別與航空插座的數(shù)據(jù)輸出接口連接，第一收發(fā)器、第二收發(fā)器和第三收發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端分別與數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接。
7.根據(jù)權利要求1或6所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于:所述的收發(fā)器還包括總線收發(fā)器，所述的總線收發(fā)器的控制輸入端與航空插座的控制輸出端連接，總線收發(fā)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(fā)器還與數(shù)據(jù)接收模塊連接并進行相互通信。
8.根據(jù)權利要求6所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，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； 所述的第三收發(fā)器為RS-232收發(fā)器。
9.根據(jù)權利要求6所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，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。
10.根據(jù)權利要求7所述的一種用于航空的數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于:所述的總線收發(fā)



bO I/~?Τ ryr\l TT I / HtL
【文檔編號】G07C5/08GK104361656SQ201410678794
【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