一种无线快取记录器的ARM模块结构制造技术

本实用新型专利技术属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种无线快取记录器的ARM模块结构。本实用新型专利技术所述的无线快取记录器的ARM模块结构主要包括ARM处理器电路基板和无线发射电路子板，采用ARM处理器小型化机载电子设备；通过ARM处理器外围电路基板可对机载数据采集、压缩、加密等处理，提高数据传输的可靠性；通过无线发射电路子板将数据通过4G网络发送给1个或2个数据分析中心，提高数据传输速度；ARM处理器外围电路基板和无线发射电路子板通过连接器相连，加强了无线发射电路的易升级性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于航空电子
，特别是涉及到一种无线快取记录器的ARM模块结构。
技术介绍
机载电子设备无线快取记录器(WirelessQuickAccessRecorder,简称：WQAR)采用商用无线网络将飞行数据发送给航空公司数据分析中心，消除了快取记录器利用数据卡下载的人工中转环节，减少了地面维护人员数量与地面支持设备投入费用，在降低飞机运营成本、提高飞机维护效率、减少维护工作量等方面具有明显的竞争优势。但目前已有的WQAR,在以下几个方面存在不足：1)传统WQAR基于POWERPC实现飞行数据的无线发射功能，在面对终端用户对机载电子设备小型化、低功耗、低成本的呼声越来越高的形势下，显然POWERPC存在不足；2)随着4G网络技术的不断成熟及其覆盖范围越来越广，4G模块被广泛应用于无线数据传输，以往WQAR采用的GPRS模块已被逐渐淘汰，其传输速度远远不能满足用户高效、快速地远程获取数据远程数据的要求；3)考虑到飞行数据极为珍贵，具有信息量大，保密要求高，数据不可重现等特点，迫切需要采用压缩加密的方法将数据高效、安全地传输到数据分析中心，即便遇到无线网络信号不好的时候，数据也能备份记录在便携式且具有高可靠性的存储卡上，数据分析人员通过插拔存储卡的方式亦可获取飞行数据，但传统WQAR采用的加密算法单一，安全等级较低、U盘存储可靠性低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种无线快取记录器的ARM模块结构，选择体积小、低功耗、低成本的ARM9处理器作为硬件平台，选择开放源代码的LINUX作为操作系统，能够接收来自飞行数据采集单元的飞行数据信息，能够采用安全等级高且效率高的压缩加密算法对数据文件进行压缩加密，通过控制2路4G模块登录4G无线网络快速、安全地将数据发送给1个或2个数据分析中心，而且，即使在无线网络信号不好的时候，飞行数据也能可靠地备份记录在CF(CompactFlash)存储卡上，通过人工插拔的方式获取飞行数据。鉴于CF卡物理外形的优势，结实耐用且针脚长，与CF卡插槽采用针式引脚接触的方式，具有较高的可靠性，且CF卡具有低电压低功耗的特点，满足机载产品高可靠性和低功耗的要求。本技术的一种无线快取记录器的ARM模块结构，包括ARM处理器电路基板和无线发射电路子板，两者之间通过连接器相连，所述ARM处理器电路基板上设有ARM处理器、时钟电路、电源监控电路、电源及控制电路、DDR2电路、FLASH存储器、CF存储卡、以太网接口、USB接口和调试接口；所述无线发射电路子板上设有2个相同的发射通道，所述每个发射通道设有4G模块、SIM卡接口和天线接口，所述2路4G模块分别挂接在ARM处理器的2个USB接口上，实现飞行数据与1个或2个数据分析中心的通信；ARM处理器基于LINUX操作系统，所述以太网接口用于接收飞行数据，所述CF存储卡用于记录飞行数据。进一步地，所述无线发射电路子板采用5G网络，ARM处理器电路基板保持不变。进一步地，所述无线发射电路子板采用PPP拨号工具使得4G模块接入互联网。进一步地，所述4G模块支持ISO7816-3标准的SIM卡接口，SIM卡接口连接ESD保护器件，防止插拔中可能产生的静电损坏4G模块。进一步地，所述电源及控制电路一方面用于给ARM及外围电路各器件供电，另一方面控制4G模块的电源开关。进一步地，所述ARM处理器为AT91SAM9G45，所述CF卡接口与ARM处理器之间的接口采用TrueIDE模式。本技术的有益效果：本技术提供了一种无线快取记录器的ARM模块结构，提高了WQAR数据无线传输的速度，克服了已有WQAR在飞行数据安全性、存储可靠性及无线发射电路的易升级性等方面存在的不足。附图说明图1为本技术实施方式的电路原理框图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述，参见图1、表1和表2。如图1所示，本技术一种无线快取记录器的ARM模块结构，包括ARM处理器外围电路基板和无线发射电路子板，ARM处理器外围电路基板上设有无线发射电路子板，同时还设有ARM9处理器、时钟接口、电源监控电路、DDR2接口、FLASH存储器接口、CF卡接口、以太网接口、USB2.0接口、调试接口和电源控制电路。无线发射电路子板上设有2个相同的发射通道，所述每个发射通道设有4G模块、SIM卡接口和天线接口。本技术的ARM处理器系ATMEL公司、内部集成ARM926EJ-S内核的AT91SAM9G45。以太网接口由AT91SAM9G45自带的一路10/100Mbps以太网控制器、物理层收发芯片及隔离变压器共同组成，用于与飞行数据管理模块进行数据通讯。CF卡接口与AT91SAM9G45之间的接口采用TrueIDE模式，由AT91SAM9G45自带的CF控制器、缓冲器、CF卡插槽和2GB的CF存储卡共同组成，CF卡的主要作用是备份存储飞行数据，当不能通过3G网络远程获取飞行数据时，地面人员可通过读取CF卡来获得飞行数据。电源及控制电路一方面用于给ARM及外围电路各器件供电，另一方面控制4G模块的电源开关。AT91SAM9G45通过2个自带的支持高速和全速模式的USB2.0HOST接口与4G模块相接，通过USB接口将数据传输给4G模块进行数据的无线发射。无线发射电路子板通过连接器与ARM处理器控制电路基板相连，连接器上除了有两组USB2.0信号，还有4G模块电源控制信号，飞机在飞行过程中，该电源控制信号为禁止状态，4G模块处于不加电的状态，只有当飞机着陆的相关信号满足条件时，该电源控制信号才被使能，使得4G模块处于发射状态。4G模块支持一个ISO7816-3标准的USIM卡接口，通过该接口可插入一张4G的USIM卡，使得4G模块在网络中具有了一个身份鉴别措施。USIM卡需在接口信号上接一个ESD保护器件，防止插拔中可能产生的静电损坏4G模块。4G模块提供一个天线引脚连接外部天线，用于4G信号的接收与发送。ARM9处理器AT91SAM9G45基于开放源码的LINUX操作系统进行软件设计，LINUX操作系统的启动引导程序(BootLoader)和内核程序完成对以太网控制器、4G模块USB接口、CF卡及DDR2等接口的软件驱动，应用层软件完成的工作包括：1)数据的接收；2)CF卡备份记录存储；3)数据的压缩加密与无线传输；无线传输之前，需采用PPP拨号工具实现4G模块的拨号上网，拨号成功后即可获得一个动态IP，成为互联网的上的一个节点，而数据分析中心的PC机通过宽带连接到互联网，采用一个静态IP地址成为另一个互联网节点，这样两者之间便实现了“点对点”的网络通信。数据分析中心的PC机需运行地面软件，负责实时监听外部网络并接收存储数据，完成解压缩和解密工作，并按每架飞机的不同航段进行分类存储。表1为加密算法安全级别，表2为加密算法的加密效率。选用嵌入式Linux系统自带的压缩工具gzip对数据文件进行压缩，利用相关命令即可实现。压缩比也可通过调用相关辅助参数进行设置，压缩比设置的越大，压缩速度会越慢，压缩所需要的时间就越长。嵌入式Linux系统没有自带的加密工具，所以选择一种开放源代码的软件包加密工具OpenSSL，将其安装到嵌入式Lin本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线快取记录器的ARM模块结构，其特征在于：包括ARM处理器电路基板和无线发射电路子板，两者之间通过连接器相连，所述ARM处理器电路基板上设有ARM处理器、时钟电路、电源监控电路、电源及控制电路、DDR2电路、FLASH存储器、CF存储卡、以太网接口、USB接口和调试接口；所述无线发射电路子板上设有2个相同的发射通道，所述每个发射通道设有4G模块、SIM卡接口和天线接口，所述2路4G模块分别挂接在ARM处理器的2个USB接口上，实现飞行数据与1个或2个数据分析中心的通信；ARM处理器基于LINUX操作系统，所述以太网接口用于接收飞行数据，所述CF存储卡用于记录飞行数据。

【技术特征摘要】
1.一种无线快取记录器的ARM模块结构，其特征在于：包括ARM处理器电路基板和无线发射电路子板，两者之间通过连接器相连，所述ARM处理器电路基板上设有ARM处理器、时钟电路、电源监控电路、电源及控制电路、DDR2电路、FLASH存储器、CF存储卡、以太网接口、USB接口和调试接口；所述无线发射电路子板上设有2个相同的发射通道，所述每个发射通道设有4G模块、SIM卡接口和天线接口，所述2路4G模块分别挂接在ARM处理器的2个USB接口上，实现飞行数据与1个或2个数据分析中心的通信；ARM处理器基于LINUX操作系统，所述以太网接口用于接收飞行数据，所述CF存储卡用于记录飞行数据。2.根据权利要求1所述的无线快取记录器的ARM模块结构，其特征在于：所述无线发射电路子板采用5G网络，A...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏，王怡，田小雨，陈华，
申请(专利权)人：陕西千山航空电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61