飞行试验数据记录装置及记录和读取试验数据的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种飞行试验数据记录装置及方法，装置包括主控电路和存储电路；主控电路包括外部电气接口电路、主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路、主控端中央处理电路、配置存储电路和存储体接口电路；外部电气接口电路分别连接主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路，千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路、配置存储电路和存储体接口电路分别连接主控端中央处理电路；所述存储电路包括至少两个结构相同且互为备份的存储体。本发明专利技术能满足同时记录多个载荷传输数据的需求，保证了数据记录的高效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速数据存储
，更具体地，涉及一种试验数据记录装置及记录和读取试验数据的方法，尤其适用于高速率视频、图像原始数据的快速存储。
技术介绍
新世纪以来，世界各国越来越认识到飞行器技术在国家安全、经济发展、环境监测和资源保护等领域的重要意义，飞行器的设计持续向大吨位、高可靠性、广适应性的方向发展，飞行器通过与传感器网络、探测雷达、地面指控、飞行器、卫星及其它导弹系统的实时交互，逐步实现导航、探测、制导、侦察、组网协同等能力。目前飞行器的研制型号大部分属于无人飞行器，在研制试验过程中，采集飞行器上信息的手段主要有两种:第一种是通过遥测无线电信道将飞行试验过程中的数据实时下传至地面，优点在于实时性高，但是由于无线电信道环境的多变性以及信道传输距离较远，传输容量有限，一般只能传输一些传感器缓变数据和有损压缩图像数据，难以满足完整描述飞行器的飞行试验状态的需求，给后续的产品研制和高精度技术指标提升带来一定影响；第二种手段是通过数据记录装置存储飞行试验数据，待飞行器坠地后，通过地面搜寻获取数据记录装置及内部数据。该类装置的存储容量往往较大，能够完整的存储整个飞行试验过程中各类载荷的原始数据，同时具有极强的抗震性，能够在飞行器坠地的剧烈冲击环境下保证存储的可靠性。目前，随着飞行器的信息化载荷不断增多，我国对飞行试验数据的整体采集能力的要求也不断提高，内部视频监测系统、光学摄像头、雷达摄像头、等载荷都有大容量数据的采集要求，每一种载荷都需要历经地面和多次飞行试验的反复验证才能证明其可靠性和有效性；另一方面，随着飞行器的行程增加和速度增高，对试验数据记录装置的抗冲击能力要求也在不断提高。而国内现有的数据记录装置一般采用RS-485、USB2.0或百兆以太网等数字接口以及单路串行总线进行数据接收和存储阵列写入，存储速率较低，同时，传统的结构设计也越来越难以保证在飞行器高速坠地后存储体的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种试验数据记录装置及记录和读取试验数据的方法，能满足同时记录多个载荷传输数据的需求，保证了数据记录的高效性。一种飞行试验数据记录装置，包括主控电路和存储电路；所述主控电路包括外部电气接口电路、主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS-485接口电路、主控端中央处理电路、配置存储电路和存储体接口电路；外部电气接口电路分别连接主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS-485接口电路，千兆以太网接口电路、RS-485接口电路、配置存储电路和存储体接口电路分别连接主控端中央处理电路，主控端电源及时钟管理电路还连接千兆以太网接口电路、RS-485接口电路、存储体接口电路、主控端中央处理电路；外部电气接口电路用于上位机与主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS-485接口电路之间的信号交互；主控端电源及时钟管理电路用于对来自上位机的供电信号进行隔离和电压转换以对其它模块供电；千兆以太网接口电路用于将来自上位机的UDP数据包传送给主控端中央处理电路；RS-485接口电路用于将rs-485数据帧传送给主控端中央处理电路；主控端中央处理电路用于对整个主控电路的功能逻辑进行控制运算，将UDP数据包和rs-485数据帧缓存至配置存储电路；配置存储电路用于缓存UDP协议数据包和rs-485数据帧；存储体接口电路采用多路并行的LVDS串行总线，用于将缓存的数据传送给存储电路，同时对存储电路进行直流供电；所述存储电路用于对主控电路输出的数据进行分路并行写入操作，其包括至少两个结构相同且互为备份的存储体；所述存储体包括若干个闪存芯片，用于存储通过RS-485接口输入的rs-485数据帧和千兆以太网接口输入的UDP数据包。进一步地，还包括用于对主控电路和存储电路起到振动和冲击保护的减振壳体，包括外部壳体、连接插座、压螺、缓冲层、密封圈和金属防护体；所述外部壳体包裹于所述主控电路和存储电路外部，在包裹需要安装螺钉的位置处放置有用于对主控电路和存储电路在运输及飞行过程中起到振动缓冲保护的橡胶减震垫；所述压螺位于所述存储电路侧面的外部壳体上，用于负责外部壳体开闭，所述主控电路部分和存储电路部分的电缆分路到所述外部壳体的压螺内侧位置；所述连接插座安装于所述外部壳体的顶端，用于主控电路部分与上位机的电气连接；所述金属防护体安装于所述主控电路和存储电路之间，用于防止内部存储电路在冲击之后变形；所述缓冲层位于所述主控电路与金属防护体之间；所述密封圈放置于所述装置各个结构衔接位置处，以实现设备的防水。进一步地，所述主控电路的配置存储电路中存储RS-485接口数据帧和千兆以太网接口UDP数据包的地址空间相互独立。应用所述装置记录和读取试验数据的方法，包括以下步骤：(1)启动和初始化装置；(2)主控端中央处理电路通过RS-422接口和千兆以太网接口接收上位机输入的数据，若通过RS-422接口接收到的数据为参数设置指示帧，则根据该指示帧包含的参数内容对装置的接口特性进行设置，然后将设置的结果回送上位机；若通过RS-422接口接收到的数据为待存储数据帧，在帧头之前添加试验次数、接口类型标识，然后将其缓存至主控电路的配置存储电路中；通过千兆以太网接收到的数据为具有指定长度的且基于UDP协议的数据包，在数据包的包头之前添加试验次数标识、接口类型标识，然后将其缓存至主控电路部分的配置存储电路中；(3)当缓存的RS-485接口数据帧或千兆以太网接口数据包达到指定数量，则将其写入存储电路的两个存储体；当两个存储体的RS-485接口数据存储区或千兆以太网接口数据存储区存满后，则先擦除两个存储体的所有存储芯片的对应存储区的下一帧或下一个数据包存放的地址空间，再存入新的数据帧或数据包；(4)当飞行试验数据记录完毕后，所述装置将随导弹一起撞击地面目标；(5)通过地面人工搜寻回收所述装置，通过旋转压螺母或切割方式打开所述装置的外部壳体；(5)切断主控电路与存储电路分的信号连接，将一个新的主控电路连接到存储电路，并将上位机连接至新的主控电路上，通过上位机读取存储电路部分的两存储模块保留的数据帧和数据包；(7)上位机根据所述数据帧或数据包的试验次数标识、接口类型标识，找到本次试验的数据帧和数据包，然后对找到的数据进行解帧和解包处理，得到所需的原始试验数据。进一步地，所述步骤(1)初始化的内容包括：检查两个存储体是否工作正常；采用默认的参数设置所述装置的IP地址、MAC地址、IP数据包长度、IP数据包的包头格式、RS-422接口数据帧长度、RS-422接口数据帧头的格式和RS-422接口的波特率；根据存储地址的顺序，依次将两个存储模块的每块存储芯片均划分为RS-485接口数据存储区和千兆以太网接口数据存储区。进一步地，所述参数设置指示帧包含了所述装置的IP地址、MAC地址、IP数据包长度、IP数据包的包头格式、RS-422接口数据帧长度、RS-422接口数据帧头的格式和RS-422接口的波特率。本专利技术的有益技术效果体现在：本专利技术具备RS-485低速串行总线和千兆以太网高速串行总线接口，能满足同时记录多个载荷传输数据的需求，采用了备份制的多存储芯片阵列和多路LVDS串行总线并行写入的方式，保证了数据记录的高效性。进一步地，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行试验数据记录装置，其特征在于，包括主控电路和存储电路；所述主控电路包括外部电气接口电路、主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路、主控端中央处理电路、配置存储电路和存储体接口电路；外部电气接口电路分别连接主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路，千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路、配置存储电路和存储体接口电路分别连接主控端中央处理电路，主控端电源及时钟管理电路还连接千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路、存储体接口电路、主控端中央处理电路；外部电气接口电路用于上位机与主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS‑485接口电路之间的信号交互；主控端电源及时钟管理电路用于对来自上位机的供电信号进行隔离和电压转换以对其它模块供电；千兆以太网接口电路用于将来自上位机的UDP数据包传送给主控端中央处理电路；RS‑485接口电路用于将rs‑485数据帧传送给主控端中央处理电路；主控端中央处理电路用于对整个主控电路的功能逻辑进行控制运算，将UDP数据包和rs‑485数据帧缓存至配置存储电路；配置存储电路用于缓存UDP协议数据包和rs‑485数据帧；存储体接口电路采用多路并行的LVDS串行总线，用于将缓存的数据传送给存储电路，同时对存储电路进行直流供电；所述存储电路用于对主控电路输出的数据进行分路并行写入操作，其包括至少两个结构相同且互为备份的存储体；所述存储体包括若干个闪存芯片，用于存储通过RS‑485接口输入的rs‑485数据帧和千兆以太网接口输入的UDP数据包。...

【技术特征摘要】
1.一种飞行试验数据记录装置，其特征在于，包括主控电路和存储电路；所述主控电路包括外部电气接口电路、主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS-485接口电路、主控端中央处理电路、配置存储电路和存储体接口电路；外部电气接口电路分别连接主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS-485接口电路，千兆以太网接口电路、RS-485接口电路、配置存储电路和存储体接口电路分别连接主控端中央处理电路，主控端电源及时钟管理电路还连接千兆以太网接口电路、RS-485接口电路、存储体接口电路、主控端中央处理电路；外部电气接口电路用于上位机与主控端电源及时钟管理电路、千兆以太网接口电路、RS-485接口电路之间的信号交互；主控端电源及时钟管理电路用于对来自上位机的供电信号进行隔离和电压转换以对其它模块供电；千兆以太网接口电路用于将来自上位机的UDP数据包传送给主控端中央处理电路；RS-485接口电路用于将rs-485数据帧传送给主控端中央处理电路；主控端中央处理电路用于对整个主控电路的功能逻辑进行控制运算，将UDP数据包和rs-485数据帧缓存至配置存储电路；配置存储电路用于缓存UDP协议数据包和rs-485数据帧；存储体接口电路采用多路并行的LVDS串行总线，用于将缓存的数据传送给存储电路，同时对存储电路进行直流供电；所述存储电路用于对主控电路输出的数据进行分路并行写入操作，其包括至少两个结构相同且互为备份的存储体；所述存储体包括若干个闪存芯片，用于存储通过RS-485接口输入的rs-485数据帧和千兆以太网接口输入的UDP数据包。2.根据权利要求1所述的飞行试验数据记录装置，其特征在于，还包括用于对主控电路和存储电路起到振动和冲击保护的减振壳体，包括外部壳体、连接插座、压螺、缓冲层、密封圈和金属防护体；所述外部壳体包裹于所述主控电路和存储电路外部，在包裹需要安装螺钉的位置处放置有用于对主控电路和存储电路在运输及飞行过程中起到振动缓冲保护的橡胶减震垫；所述压螺位于所述存储电路侧面的外部壳体上，用于负责外部壳体开闭，所述主控电路部分和存储电路部分的电缆分路到所述外部壳体的压螺内侧位置；所述连接插座安装于所述外部壳体的顶端，用于主控电路部分与上位机的电气连接；所述金属防护体安装于所述主控电路和存储电路之间，用于防止内部存储电路在冲击之后变形；所述缓冲层位于所述主控电路与金属防护体之间；所述密封圈放置于所述装置各个结构衔接位置处，以实现设备的防水。3.根据权利要求1或2所述的飞行试验数据记录装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅韬，祁释冰，王小林，王宇飞，王登，王东，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北;42