УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ БАЗИС

Полезная модель относится к области информационно-измерительной техники, в частности к бортовым устройствам сбора, преобразования и регистрации полетной информации, и может быть использована для сбора и передачи цифровой, аналоговой, дискретной, а также информации спутниковых навигационных систем при лётных и наземных испытаниях летательных аппаратов.
Известен модуль сбора и регистрации цифровой информации по патенту РФ на полезную модель №68686 (опуб. 27.11.2007), содержащий корпус, последовательно соединенные плату сбора измерительной информации и плату регистрации, разъёмы для подключения питания и информационных сигналов с бортовых измерительных средств. Корпус разделен на два отсека жесткой металлической перегородкой, и часть функциональных компонент, связанных со сбором информации с бортовых измерительных средств, размещены на плате сбора информации, стационарно установленной в одном отсеке корпуса, а часть функциональных компонент, связанных с накоплением информации, размещены на плате регистрации, установленной внутри съёмной металлической кассеты, помещенной в другой отсек корпуса, разъёмы для подключения кабелей с бортовых измерительных средств помещены на лицевой панели части корпуса со стороны платы сбора, индикатор остатка свободной памяти установлен на лицевой панели съёмной кассеты памяти, и съёмная кассета в своем отсеке корпуса закреплена винтом с отверстием, позволяющим опечатывать кассету.
Недостатком полезной модели является отсутствие возможности конфигурирования устройства в зависимости от перечня регистрируемых параметров.
Известна платформа интегрированной модульной авионики по патенту РФ на полезную модель №108868 (опуб. 27.09.2011), которая выполнена в виде крейта, содержащего две подсистемы с установленными в каждой подсистеме двумя вычислительными и двумя графическими модулями, коммутатором и модулем вторичного электропитания.
Недостатком полезной модели является отсутствие возможности конфигурирования в зависимости от перечня параметров, регистрация которых требуется при различных лётных и предполётных испытаниях летательных аппаратов.
Технический результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в создании устройства, в котором реализованы возможности конфигурирования блоков сбора данных системы бортовых измерений летательного аппарата в зависимости от перечня регистрируемых параметров при проведении лётных и наземных испытаний летательных аппаратов.
Технический результат достигается в устройстве для сбора данных, представляющем собой бортовое шасси с установленным в нём контроллером, выполненным с возможностью сбора, регистрации и синхронизации данных, съёмным модулем энергонезависимой памяти и универсальными слотами для установки в каждый из них от одного до десяти различных или одинаковых модулей сбора данных из числа:
- модуль сбора цифровых сигналов, модуль сбора цифровых сигналов последовательного кода, модуль сбора оптических сигналов, модуль сбора данных разовых команд, модуль сбора данных дискретных и периодических сигналов с дифференциальными входами с преобразованием частота/код, период/код, длительность импульса/код, модулей сбора информации от спутниковых навигационных систем, модуль сбора данных аналоговых сигналов (в том числе, от термопар, датчиков тока, тензорезистивных, индуктивных, резистивных, ёмкостных датчиков, синусно-косинусных трансформаторов, сельсинов);
- модуль удалённого подключения до двух перечисленных выше модулей сбора данных;
- модуль удалённого подключения устройств сбора данных нижнего уровня, выполненных с контроллером и универсальными слотами для подключения в каждый из них от одного до десяти различных или одинаковых модулей из числа перечисленных выше модулей сбора данных; выполненных без съёмного модуля энергонезависимой памяти и без модулей удалённого подключения.
При этом устройство сбора данных выполнено с возможностью быстрого конфигурирования устройства из упомянутых модулей для обеспечения регистрации необходимого перечня параметров для различных лётных или наземных испытаний летательного аппарата.
Полезная модель поясняется на рисунках.
На фиг.1 показана структурная схема устройства сбора данных летательного аппарата.
На фиг.2 показано устройство сбора данных летательного аппарата в собранном виде.
Полезная модель реализуется в устройстве сбора данных летательного аппарата 1, содержащем бортовое шасси 2 с установленным в нём контроллером 3, осуществляющим сбор, регистрацию и синхронизацию данных, съёмным модулем энергонезависимой памяти 4 и универсальными слотами для установки от одного до десяти различных или одинаковых модулей сбора данных 5, из числа, модуль сбора цифровых сигналов, модуль сбора цифровых сигналов последовательного кода, модуль сбора оптических сигналов, модуль сбора данных разовых команд, модуль сбора данных дискретных и периодических сигналов с дифференциальными входами с преобразованием частота/код, период/код, длительность импульса/код, модуль сбора информации от спутниковых навигационных систем, модуль сбора данных аналоговых сигналов (в том числе, от термопар, датчиков тока, тензорезистивных, индуктивных, резистивных, ёмкостных датчиков, синусно-косинусных трансформаторов, сельсинов); модуль 6 для удалённого подключения до двух упомянутых выше модулей 5; модуль 7 для удалённого подключения устройств сбора данных 8 нижнего уровня, выполненных с возможностью подключения от одного до десяти модулей сбора данных 5. При этом устройства сбора данных 8 нижнего уровня выполнены с возможностью быстрого конфигурирования устройства из упомянутых модулей 5 для обеспечения регистрации необходимого перечня параметров для различных лётных и наземных испытаний летательного аппарата.
Устройство работает следующим образом. Устройство сбора данных 1 в эксплуатационном состоянии устанавливается на летательном аппарате в месте, удобном для замены, оперативного съёма и установки съёмного модуля энергонезависимой памяти 4 в процессе эксплуатации. Модули сбора информации 5 подключают к соответствующим источникам информации летательного аппарата, модули 6, 7 удалённо подключают к размещённым в зонах локализации источников информации модулям 5 или устройствам сбора данных 8 нижнего уровня с содержащимися в них контроллерами 3 и модулям сбора 5.
После подачи питания на устройство сбора данных 1 летательного аппарата съёмный модуль энергонезависимой памяти 4 определяет наличие свободной памяти для регистрации данных и выводит её объём в процентах от имеющегося объёма памяти на индикаторе. Перед началом сбора данных (регистрации) контроллер 3 устройства сбора данных 1 считывает из памяти заданий съёмного модуля энергонезависимой памяти 4 содержание программы сбора согласно выбранному заданию, а затем передаёт содержание программы в модули сбора информации 5, установленные в том же шасси 2, что и контроллер 3, и, посредством модулей 6, 7, через каналы управления и передачи данных 9 в удалённо подключенные модули 5и устройства сбора данных 8 нижнего уровня, контроллеры 3 которых, в свою очередь, инициализируют содержащиеся в них модули сбора информации 5. Программа сбора содержит информацию о том, данные каких модулей сбора информации 5 необходимо регистрировать, информацию об их наличии и настройках, например, диапазоны, частоты регистрации входных сигналов и прочие настройки. После получения задания происходит настройка модулей сбора 5 в соответствии с заданием. Если конфигурация задания соответствует конфигурации установленных модулей сбора 5 и в процессе настройки модулей сбора 5 не произошло ошибки, загорается индикатор готовности устройства сбора данных летательного аппарата к работе, расположенный на панели контроллера 3 устройства сбора данных 1. В случае выявленного при проверке отсутствия требуемого состава и/или количества модулей сбора 5, информация доводится до пользователя, после чего пользователем производится оперативная замена неисправных или установка недостающих для выполнения задания модулей сбора 5 и устройства сбора данных 1 и устройств сбора данных нижнего уровня 8 при их наличии, и проводится повторная проверка готовности к работе.
Регистрация данных производится при наличии свободной памяти в съёмном модуле энергонезависимой памяти 4 согласно выбранному заданию по команде включения записи. Сигнал включения записи обрабатывается формирователем команды запись контроллера 3. Формирователь анализирует время прихода внешнего сигнала записи и вырабатывает сигнал начала процедуры записи, совпадающий с началом секунды внутреннего таймера устройства сбора данных. Таким образом, регистрация данных начинается с целой секунды. Во время регистрации собираемые данные из модулей 5 накапливаются в соответствующей буферной памяти контроллера 3. С приходом очередной метки времени от внутреннего счетчика времени контроллера, он производит передачу собранных данных в модуль съёмной энергонезависимой памяти 3. С началом регистрации на индикаторе заполнения съёмного модуля энергонезависимой памяти 3 отображается мигающее число, показывающее текущий остаток памяти в процентах. Процесс регистрации прекращается при снятии сигнала включения записи или при полном заполнении памяти данных съёмного модуля памяти 3. В памяти режимов сохраняется номер текущего режима записи, адрес расположения режима в памяти данных, номер задания, дата и время начала и окончания регистрации. На индикаторе остатка памяти статично отображается количество оставшейся памяти в процентах.
При проведении лётных или наземных испытаний летательных аппаратов каждый модуль сбора сигналов 5, в соответствии с назначением, принимает определенную для него информацию, преобразует ее в цифровой вид (в случае аналоговых сигналов и сигналов разовых команд) и передает ее в буферную память контроллера 3. Контроллер 3 является центральным узлом устройства сбора данных 1 и предназначен для организации управления модулями сбора данных 5, приёма собираемой от них информации, объединения этой информации в общий поток и передачи этого потока в съёмный модуль энергонезависимой памяти 3и внешнему потребителю по каналу 9. Для каждого модуля сбора данных 5 в контроллере 3 выделена отдельная буферная память. Каждые 1/1024 секунды контроллер 3 блока сбора данных 1 передает всю собранную за это время информацию в съёмный модуль энергонезависимой памяти 4. Сохранённая в процессе регистрации в съёмном модуле энергонезависимой памяти 4 информация впоследствии передается в ПЭВМ по каналу 10, реализованному на основе шины-USB. С целью привязки устройства сбора данных 1 летательного аппарата к шкале единого времени контроллер 3 устройства сбора данных 1способен принимать от иных систем внешние синхросигналы частотой 131072 и 1 Гц по каналу синхронизации 11(RS-422). Привязка устройства сбора данных к шкале единого времени может также осуществляться от модуля сбора сигналов спутниковых навигационных систем, в случае его наличия в устройстве сбора данных 1.
Для передачи информации в ПЭВМ съёмный модуль энергонезависимой памяти 4 может оставаться в составе бортового шасси 2 блока сбора данных 1 устройства сбора данных 1 летательного аппарата или изыматься из него после отключения питания. При помощи кабеля съёмный модуль памяти 4 соединяется с портом-USB ПЭВМ по каналу 10. Съёмный модуль энергонезависимой памяти 4 комплекса сбора данных принимает от ПЭВМ команды, подаваемые пользователем с помощью программного обеспечения, устанавливаемого и выполняемого на ПЭВМ, и выполняет действия по считыванию зарегистрированной информации в ПЭВМ, стиранию накопленных в съёмном модуле энергонезависимой памяти 4 данных, а также сохранению заданий на работу в энергонезависимой памяти заданий съёмного модуля энергонезависимой памяти 4.
Устройство сбора данных 1 может использоваться в составе комплекса сбора данных, который в минимальной («локальной») комплектации состоит из одного основного устройства сбора данных 1 с десятью слотами и может содержать до десяти модулей сбора данных 5, а в максимальной («распределённой») комплектации реализует топологию «звезда» и состоит из одного основного (центральный узел топологии) устройства сбора данных 1 и десяти удалённо подключённых устройств сбора нижнего уровня 8 с десятью слотами каждый и может содержать до ста модулей сбора данных.
Таким образом, в устройстве достигается технический результат в виде реализации возможности конфигурирования устройства сбора данных летательного аппарата в зависимости от перечня регистрируемых параметров при лётных и наземных испытаниях летательных аппаратов.