一种飞行器电气系统通信终端技术方案

一种飞行器电气系统通信终端，包括一个主节点终端和多个从节点终端，在飞行器电子系统中选择一个电子设备安装主节点终端，在其余电子设备上安装从节点终端，主节点终端和从节点终端能够实现自动组网，每个从节点终端和主节点终端通过28V直流供电线进行通信。本发明专利技术实现了基于电力线的数据通信，从而降低了线缆网的复杂度，进而降低了飞行器的重量和体积。

A communication terminal of aircraft electrical system

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器电气系统通信终端
本专利技术涉及一种飞行器电气系统通信终端，属于遥测系统领域。
技术介绍
飞行器中电气设备间通信一般通过有线的方式进行数据传输，由于电气设备较多，通信信号类型复杂，就使得电气系统中存在庞大的设备间线缆网，这极大增加了飞行器的重量及体积。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种飞行器电气系统通信终端，实现基于电力线的数据通信，从而降低线缆网的复杂度，降低了飞行器的重量和体积。本专利技术的技术解决方案是：一种飞行器电气系统通信终端，包括一个主节点终端和多个从节点终端，在飞行器电子系统中选择一个电子设备安装主节点终端，在其余电子设备上安装从节点终端，主节点终端和从节点终端能够实现自动组网，每个从节点终端和主节点终端通过28V直流供电线进行通信。每个从节点终端均能作为中继通信接点，实现远距离从节点终端与主节点终端的通信。主节点终端包括主控制电路、主PLC载波通信电路、主RS422接口电路及主电源电路；主控制电路：确定组网白名单，向主PLC载波通信电路发送组网指令；控制自身的通信频段和发射信号增益，同时向主PLC载波通信电路发送从节点终端的通信频段；组网后，接收主PLC载波通信电路发送的从节点终端载波数据，判断该载波数据是否是发送给主节点终端的，若是，则通过主RS422接口电路发送给主节点终端连接的主外部设备；接收主RS422接口电路转发的主外部设备信息，将其转化为载波数据，发送给主PLC载波通信电路；主PLC载波通信电路：与28V直流供电线连接；将组网指令通过28V直流供电线发送给组网白名单中的从节点终端；将从节点终端的通信频段通过28V直流供电线发送给从节点终端；组网后，通过28V直流供电线接收从节点终端发送的载波数据，发送给主控制电路；若该载波数据要发送给其他从节点终端，则通过28V直流供电线发送给相应的从节点终端；根据需求，将来自主控制电路的载波数据通过28V直流供电线发送给对应的从节点终端；主RS422接口电路：与主外部设备连接，将主外部设备发送的信息转发给主控制电路，并将主控制电路接收的载波数据发送给主外部设备；主电源电路：接收28V直流供电线的供电，将其进行一次电源转换，得到12V电压，为主PLC载波通信电路供电，同时将12V电压进行二次电源转换，获得3.3V电压，为主PLC载波通信电路、主控制电路和主RS422接口电路供电。主控制电路与主PLC载波通信电路之间数据传输的通信速率最高达3Mbps。主控制电路采用STM32F103CBT6芯片，设计三个通信接口，即对外调试接口及两个UART接口；其中STM32F103CBT6芯片采用Cortex-M3ARM内核，主频为72MHz；对外调试接口连接至产品对外接插件上，实现主节点终端的程序升级及调试功能；UART1连接至主RS422接口电路，实现与主外部设备的串口通信功能，其最大通信速率达2.25Mb/s；UART2连接至主PLC载波通信电路，实现数据收发功能，其最大通信速率达4.5Mb/s。从节点终端包括从控制电路、从PLC载波通信电路、从RS422接口电路及从电源电路；从PLC载波通信电路：与28V直流供电线连接；通过28V直流供电线接收组网指令，实现入网；通过28V直流供电线接收主节点终端发送的通信频段、主外部设备信息载波数据，转发给从控制电路；将从外部设备信息载波数据通过28V直流供电线发送给主节点终端；从控制电路：接收主节点终端发送的通信频段，并将自身通信频段调至主节点终端发送的通信频段；接收主节点终端发送的主外部设备信息载波数据，经从RS422接口电路转发给该从节点终端连接的从外部设备；接收从RS422接口电路转发的从外部设备信息，将其转化为载波数据发送给从PLC载波通信电路；从RS422接口电路：与从外部设备相连，将从外部设备发送的信息转发给从控制电路，并将从控制电路接收的载波数据发送给从外部设备；从电源电路：接收28V直流供电线的供电，将其进行一次电源转换，得到12V电压，为从PLC载波通信电路供电，同时将12V电压进行二次电源转换，获得3.3V电压，为从PLC载波通信电路、从控制电路和从RS422接口电路供电。当从节点终端作为中继通信节点时，从PLC载波通信电路将主节点终端发送的载波数据通过28V直流供电线转发给相应从节点终端的从PLC载波通信电路。从控制电路与从PLC载波通信电路之间数据传输的通信数率最高达3Mbps。从控制电路采用STM32F103CBT6芯片，设计三个通信接口，即对外调试接口及两个UART接口；其中STM32F103CBT6芯片采用Cortex-M3ARM内核，主频为72MHz；对外调试接口连接至产品对外接插件上，实现从节点终端的程序升级及调试功能；UART1连接至从RS422接口电路，实现与从外部设备的串口通信功能，其最大通信速率达2.25Mb/s；UART2连接至从PLC载波通信电路，实现数据收发功能，其最大通信速率达4.5Mb/s。每个从节点终端和主节点终端通过28V直流供电线进行通信，通信的宽带载波信号叠加到28V直流供电线时，为了降低对28V直流供电线供电频率的影响，需对通信的宽带载波信号进行设置，设置方式如下：a)根据飞行器上电气系统各设备的频点分布情况，调整主节点终端和从节点终端的工作频段，所述主节点终端和从节点终端的工作频段为700K-30MHz；b)调整主节点终端和从节点终端的输出信号功率和信号增益使得带内发射功率谱密度在-55dB/Hz—-35dB/Hz范围内可调，在降低终端信号对其他设备影响的前提下，保证终端正常通信；c)测量终端宽带载波信号在系统中产生的电流，将其与GJB151B中CS114测试项目中规定的干扰信号注入限值进行比较，若宽带载波信号产生的电流小于限值，则能够说明在系统中宽带载波信号小于CS114规定的注入干扰信号限值，若系统中其他设备通过了CS114试验，则其应能承受宽带载波信号影响，以此评估宽带载波信号对其他设备的影响。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术首次实现基于28V直流供电线的飞行器电气系统宽带载波自组网通信，从而降低了线缆网的复杂度，进而降低了飞行器的重量和体积。同时本专利技术通信终端通信时，能够兼容飞行器电气系统，不影响飞行器电气系统其他设备正常工作。(2)在不加中继的条件下，本专利技术基于28V直流供电线的传输距离可达2Km以上，能够满足飞行器内部任意28V供电设备及地面设备间的数据互传需求。(3)本专利技术具有高速率、低误码率和低延迟的特点。主从PLC载波通信电路采用OFDM调制解调方式，有效数据的通信速率高达2Mb/s以上；通过对通信的宽带载波信号进行设置，实现了低误码率，具备较强的抗干扰能力，兼容飞行器28V电源网络系统，实现高可靠数据传输。(4)本专利技术能够实现设备间数据的低延迟快速透传功能，通过拓宽终端的工作频段、提高与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器电气系统通信终端，其特征在于：包括一个主节点终端和多个从节点终端，在飞行器电子系统中选择一个电子设备安装主节点终端，在其余电子设备上安装从节点终端，主节点终端和从节点终端能够实现自动组网，每个从节点终端和主节点终端通过28V直流供电线进行通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞行器电气系统通信终端，其特征在于：包括一个主节点终端和多个从节点终端，在飞行器电子系统中选择一个电子设备安装主节点终端，在其余电子设备上安装从节点终端，主节点终端和从节点终端能够实现自动组网，每个从节点终端和主节点终端通过28V直流供电线进行通信。


2.根据权利要求1所述的一种飞行器电气系统通信终端，其特征在于：每个从节点终端均能作为中继通信接点，实现远距离从节点终端与主节点终端的通信。


3.根据权利要求1所述的一种飞行器电气系统通信终端，其特征在于：主节点终端包括主控制电路、主PLC载波通信电路、主RS422接口电路及主电源电路；
主控制电路：确定组网白名单，向主PLC载波通信电路发送组网指令；控制自身的通信频段和发射信号增益，同时向主PLC载波通信电路发送从节点终端的通信频段；组网后，接收主PLC载波通信电路发送的从节点终端载波数据，判断该载波数据是否是发送给主节点终端的，若是，则通过主RS422接口电路发送给主节点终端连接的主外部设备；接收主RS422接口电路转发的主外部设备信息，将其转化为载波数据，发送给主PLC载波通信电路；
主PLC载波通信电路：与28V直流供电线连接；将组网指令通过28V直流供电线发送给组网白名单中的从节点终端；将从节点终端的通信频段通过28V直流供电线发送给从节点终端；组网后，通过28V直流供电线接收从节点终端发送的载波数据，发送给主控制电路；若该载波数据要发送给其他从节点终端，则通过28V直流供电线发送给相应的从节点终端；根据需求，将来自主控制电路的载波数据通过28V直流供电线发送给对应的从节点终端；
主RS422接口电路：与主外部设备连接，将主外部设备发送的信息转发给主控制电路，并将主控制电路接收的载波数据发送给主外部设备；
主电源电路：接收28V直流供电线的供电，将其进行一次电源转换，得到12V电压，为主PLC载波通信电路供电，同时将12V电压进行二次电源转换，获得3.3V电压，为主PLC载波通信电路、主控制电路和主RS422接口电路供电。


4.根据权利要求3所述的一种飞行器电气系统通信终端，其特征在于：主控制电路与主PLC载波通信电路之间数据传输的通信速率最高达3Mbps。


5.根据权利要求3所述的一种飞行器电气系统通信终端，其特征在于：主控制电路采用STM32F103CBT6芯片，设计三个通信接口，即对外调试接口及两个UART接口；其中STM32F103CBT6芯片采用Cortex-M3ARM内核，主频为72MHz；对外调试接口连接至产品对外接插件上，实现主节点终端的程序升级及调试功能；UART1连接至主RS422接口电路，实现与主外部设备的串口通信功能，其最大通信速率达2.25Mb/s；UART2连接至主PLC载波通信电路，实现数据收发功能，其最大通信速率达4.5Mb/s。


6.根据权利要求1所述的一种飞行器电气系统通信终端，其特征在于：从节点终端包括从控制电路、从PLC载波通信电路、从RS422接口电路及从电源电路；
从PLC载波通信电路：与28V直流供电线连接；通过28V直...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏峰，王强，刘志轩，金文，邝浩欣，徐进，李北国，王洪凯，霍小宁，马瑞，何静，李国昌，宋玮琼，羡慧竹，李蕊，郭帅，韩柳，李冀，夏黄蓉，任昌健，苏晓东，王伟伟，修展，谷静，寇宇，王硕，王小珲，李强，王海洋，
申请(专利权)人：北京航天长征飞行器研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11