СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ
DATA REGISTRATION SYSTEM

Предлагаемое изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в бортовых системах регистрации информации, вырабатываемой системами и агрегатами контролируемых транспортных средств, например летательных аппаратов.
Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, пульт управления, защищенный накопитель, контроллер защищенного накопителя, модуль памяти, блок съема информации, аудиоблок, цифровой преобразователь, индикатор состояния (патент РФ №2289102, МПК G01D 9/00, G11C 15/00, G06F 3/06).
Недостатками этой системы являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью обеспечить пилота текущей информацией о безошибочности передачи информации с блока сбора на накопители и бортовую радиостанцию, об исправности всех блоков и узлов системы регистрации, так как связь с бортовой информационной системой осуществляется через пульт, а связь пульта с цифровым преобразователем, накопителями и индикатором состояния отсутствует. Цифровой преобразователь может принимать информацию с блока сбора и контроллера защищенного накопителя с ошибками, накопители информации могут быть в отказе, а на бортовую систему отображения информации будет выдаваться сигнал исправности системы.
Известна система регистрации данных, содержащая модуль сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, модуль контроля, контроллер защищенного накопителя, модуль обработки звуковой информации, модуль обработки полетной информации и модуль съема информации (эксплуатационный бортовой накопитель) (патент РФ №2287132, МПК G01D 9/00, G01C 21/00, G11C 15/00, B64D 43/00).
Недостатками известной системы являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью проверки исправности и правильности приема информации эксплуатационным бортовым накопителем, так как отсутствует обратная связь с блоком сбора и преобразования информации и контроллером защищенного накопителя. При работе с пультом управления нет возможности проверки вводимых данных из-за отсутствия обратной связи с блоком сбора и преобразования, что снижает достоверность вводимой информации.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей системы, повышении оперативности принятия решений за счет получения достоверной информации.
Технический результат достигается тем, что в системе регистрации данных, содержащей блок сбора и обработки информации, который состоит из модуля сбора и преобразования информации, модуля контроля и модуля обработки полетной информации, соединенных между собой по внутренней шине блока сбора и обработки информации, и имеет информационные входы-выходы для подключения к датчикам и системам контролируемого объекта, эксплуатационный бортовой накопитель, защищенный бортовой накопитель, который состоит из защищенного накопителя, контроллера защищенного накопителя и модуля обработки звуковой информации, соединенных между собой по внутренней шине защищенного бортового накопителя, соединенного с блоком сбора и обработки информации, причем блок сбора и обработки информации соединен двунаправленной связью по последовательному коду с эксплуатационным бортовым накопителем, кроме того, блок сбора и обработки информации, эксплуатационный бортовой накопитель и защищенный бортовой накопитель снабжены модулями суммарной наработки, подключенными к внутренним шинам соответствующих блоков.
Блок сбора и обработки информации соединен двунаправленной связью по последовательному коду с пультом управления, бортовой системой отображения информации, с цифровым преобразователем бортовой радиостанции и аппаратурой наземной обработки информации.
На чертеже представлена структурная схема системы регистрации данных.
Система регистрации данных содержит блок 1 сбора и обработки информации (далее по тексту БСОИ1), состоящий из модулей: модуля 2 сбора и преобразования, выполненного на базе микросхем коммутаторов, аналого-цифровых преобразователей и микропроцессоров, модуля 3 контроля, который, в частности, может быть построен на базе микропроцессорных наборов, цифроаналоговых преобразователей в качестве источников аналоговых тестовых сигналов и формирователей разовых тестовых сигналов, модуля 4 обработки полетной информации, выполненного на базе микро-ЭВМ с зашитыми в ней алгоритмами обработки и преобразования полетной информации в форму, удобную для отображения (это может быть мнемоническая, графическая, табличная и иная другая форма представления информации, удобная для оператора), модуля 5 суммарной наработки блока БСОИ1; эксплуатационный бортовой накопитель 6 (далее по тексту ЭБН6), в состав которого входит съемная кассета, которая может быть выполнена на базе микропроцессора, например, сигнального процессора DSP или на процессоре типа CPU-CORE-03-M и модуль 7 суммарной наработки ЭБН6; защищенный бортовой накопитель 8 (далее по тексту ЗБН8), состоящий из контроллера 9 защищенного накопителя, выполненного на базе микро-ЭВМ с интерфейсами связи с остальными блоками системы, модуля 10 обработки звуковой информации, который может быть построен на базе специализированных микросхем кодеков и микропроцессора со встроенным специальным программным обеспечением для обработки звуковой информации, защищенного накопителя 11, выполненного на базе микросхем энергонезависимой памяти, модуля 12 суммарной наработки ЗБН8.
Модули 5, 7, 12 суммарной наработки соответственно блоков БСОИ1, ЭБН6, ЗБН8 представляют собой энергонезависимую память, в которую производится запись средней наработки То и средней наработки на отказ в полете Топ для подтверждения показателей надежности и контроля выработки ресурса блоков.
Система регистрации данных работает следующим образом.
Информация (данные), поступающая от датчиков и систем контролируемого объекта на информационные входы БСОИ1, преобразуется в нем в цифровую форму и запоминается в оперативном запоминающем устройстве модуля 2. Одновременно из полученной информации формируется сообщение. Данное сообщение с выхода БСОИ1 поступает на вход ЗБН8 в виде информационного кадра, состоящего из набора синхрослов и информационных слов.
Программа обработки поступающей информации, программа подключения датчиков и систем, частота их опроса, структура информационного кадра, формируемая БСОИ1, разрабатываются для каждого конкретного случая применения системы регистрации.
Опознавательные данные (номера блоков, дата, астрономическое время и т.п.), которые также преобразуются для записи в информационные кадры, могут вводиться в БСОИ1 с пульта управления или с аппаратуры наземной обработки. Информационные кадры из БСОИ1 поступают через вход ЗБН8 на контроллер 9 защищенного накопителя, в котором преобразуются к виду, требуемому для записи в защищенный накопитель 11. Вся область памяти накопителя 11 подразделяется на информационную, где хранится вся регистрируемая информация, и служебную, где хранится специальная информация и программы, необходимые для привязки системы регистрации к конкретному объекту контроля.
В каждом цикле записи проводится контроль правильности записи информации путем считывания и передачи ее по общей шине с накопителя 11 на вход контроллера 9 для сравнения. При обнаружении ошибок производится несколько повторных циклов записи/чтения. В случае если запись осуществляется с ошибкой, принимается решение о дефекте элемента памяти, и запись производится в соседний элемент памяти. Номер дефектного элемента записывается в специально отведенную часть служебной области памяти накопителя 11, регистрируемая информация (данные) записывается только в исправные элементы памяти.
Кроме того, если число дефектных элементов превысит допустимый уровень, в контроллере 9 формируется сигнал отказа тракта регистрации, который передается с контроллера 9 через выход ЗБН8 на вход БСОИ1 в модуль контроля 3. В модуле 3 при приеме этого сигнала формируется сигнал отказа системы (блока), который поступает с выхода БСОИ1 для предъявления оператору через систему отображения информации и в модуль 2 для формирования информационного кадра и последующей записи в защищенный накопитель 11.
Одновременно с передачей информационных кадров на ЭБН6 и на накопитель 11 из БСОИ1 информация по внутренней шине поступает на вход модуля 3 контроля, на вход которого из контроллера 9 через выход ЗБН8 и вход БСОИ1 поступают считанные из служебной области памяти накопителя 11 градуировочные характеристики датчиков и эксплуатационные ограничения. Эта информация обрабатывается в модуле 3 с целью выявления выходов режимов управления объектом за допустимые пределы. При обнаружении таких ситуаций в модуле 3 формируются сигналы, которые с выхода БСОИ1 поступают на вход ЗБН8 и далее в контроллер 9 для последующей регистрации в памяти защищенного накопителя 11, и одновременно эти сигналы с выхода БСОИ1 поступают на вход системы отображения информации для предупреждения оператора о выходе режимов управления объектом за допустимые пределы. Кроме того, на вход модуля 2 с выхода модуля 3 периодически подаются тестовые сигналы, формируемые в модуле 3. Эти сигналы обрабатываются модулем 2 аналогично информации от датчиков, и результаты передаются на вход модуля 3. Модуль 3 производит сравнение результатов обработки с тестами и по результатам сравнения формирует сигнал исправности/отказа БСОИ1 сбора и обработки информации. Этот сигнал с выходов БСОИ1 поступает для предъявления оператору и в ЗБН8 на вход контроллера 9 для регистрации в памяти накопителя 11.
В модуле 10 поступающая на его входы от СПУ и микрофонов звуковая информация преобразуется в цифровую форму, подвергается обработке по специальным алгоритмам для уменьшения требуемого для его регистрации объема памяти (сжатие информации) и с выхода модуля 10 подается на вход контроллера 9.
В зависимости от требований по степени сжатия и качеству сигнала при последующей наземной обработке (уровень искажений сигнала, соотношение сигнал/шум и т.п.) могут быть использованы различные алгоритмы обработки звуковой информации, в том числе и широко известные как MPEG, CELP, ADPCM и другие.
В контроллере 9 поступающая от модуля 10 информация преобразуется к виду, удобному для регистрации в защищенную память накопителя 11, аналогично параметрической, при этом информация, поступающая от отдельных звуковых каналов, пишется в отдельные зоны информационной области памяти накопителя 11, специально выделенные для этого.
В процессе преобразования в записываемую звуковую информацию периодически добавляются временные метки, полученные из параметрической информации, поступающей на вход контроллера 9 ЗБН8, либо генерируемые контроллером 9. В этом случае эти же метки включаются и в записываемую параметрическую информацию, что обеспечивает общую временную синхронизацию всех потоков информации в системе.
Одновременно вся регистрируемая в защищенном накопителе 11 информация в порядке ее поступления передается с выхода ЗБН8 через БСОИ1 на вход ЭБН6, в котором осуществляется ее запись на съемную кассету с энергонезависимой памятью. Перезапись осуществляется под управлением программного обеспечения таким образом, что в памяти съемной кассеты ЭБН6 создается точная копия содержимого ЗБН8. Причем вся область памяти съемной кассеты, выделенная для записи информации, зарегистрированной в ЗБН8, подразделяется на отдельные зоны по аналогии с памятью защищенного накопителя 11. Контроль записи в энергонезависимую память ЭБН6 производится аналогично контролю в энергонезависимую память ЗБН8.
Кроме того, на вход ЭБН6 с выхода БСОИ1 поступает дополнительная информация, которую не требуется регистрировать в ЗБН8, но которая может быть использована при обслуживании л.а. для более детального контроля функционирования оборудования л.а. и диагностики его состояния, а также с целью анализа выполнения полетного задания, оценки техники пилотажа.
Информация, формируемая в контроллере 9, одновременно с выхода ЗБН8 поступает на вход БСОИ1 и далее в модуль 4 обработки полетной информации. В зависимости от функционального назначения самолета (учебный, морской, санитарный) в модуле 4 посредством зашитых алгоритмов визуализации входная информация преобразуется в соответствующий перечень параметров определенной последовательности и формы с учетом цветового кодирования, удобной для отображения.
Через БСОИ1 информация визуализации передается в бортовую систему отображения информации. Объем информации, необходимой для вывода на бортовую систему отображения, определяет в полете пилот, например, это может быть информация о летно-технических ограничениях при учебных полетах, о состоянии бортового оборудования, о наличии оружия, топлива, эшелонировании и т.д., что позволяет оперативно принимать решения.
Обмен информацией между БСОИ1 и ЭБН6, ЗБН8, бортовой системой отображения информации, аппаратурой наземной обработки, пультом управления, цифровым преобразователем бортовой радиостанции, соединенных двунаправленной связью по последовательному коду, осуществляется пакетами с указанием длины пакета и контрольной суммы передаваемой информации в пакете. Принимающий блок сверяет полученную информацию по длине пакета, контрольной сумме и выдает сигнал правильности приема передающему блоку.
Наличие двунаправленной связи между БСОИ1 и ЭБН6 позволило контролировать правильность принимаемой информации ЭБН6 и контролировать текущую исправность ЭБН6 оператором с записью сигнала исправности в защищенный накопитель 11, а между БСОИ1 и пультом управления - повысить достоверность вводимой информации.
Суммарная наработка блоков БСОИ1, ЭБН6 и ЗБН8 записывается при включении питания блоков, суммарная наработка на отказ в полете - по наличию разовой команды включения двигателя.
Информация, записанная в энергонезависимую память модулей 5, 7 и 12 суммарной наработки блоков БСОИ1, ЭБН6 и ЗБН8, позволяет контролировать выработку ресурса блоков для их своевременной замены, используется для подтверждения показателей надежности (наработка в полете).
Таким образом, соединение БСОИ1 двунаправленной связью по последовательному коду с ЭБН6, ЗБН8, бортовой системой отображения информации, аппаратурой наземной обработки, пультом управления, цифровым преобразователем бортовой радиостанции, а также наличие модулей суммарной наработки блоков БСОИ1, ЭБН6 и ЗБН8 позволило контролировать правильность принимаемой блоками информации, достоверно контролировать работу бортовых систем в полете через бортовую систему отображения информации, контролировать наработку в полете и суммарную наработку соответствующих блоков для подтверждения характеристик надежности, производить замену блоков при выработке ресурса, что влияет на безопасность полетов, повысило оперативность принятия решений за счет получения достоверной информации и расширило функциональные возможности системы регистрации.