МОДУЛЬ СБОРА И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ РАЗОВЫХ КОМАНД

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.