本实用新型专利技术公开了一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，包括航插接口板、接口板、导航控制处理器板、扩展板、电源板，配电管理板、背板，所述的航插接口板、接口板、导航控制处理器板、扩展板、电源板，配电管理板均设置在背板上，并通过背板实现互联，与现有技术相比，本实用新型专利技术的水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，基于一体化设计，该导控一体化计算机具有体积小、重量轻、功耗低、接口丰富、自主性强等特点，同时具备可扩展性、高可靠性和通用性等特性。
An integrated computer hardware system for guidance and control of autonomous underwater vehicle
【技术实现步骤摘要】
一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统
本技术属于水中航行器导控一体化系统计算机硬件技术，具体涉及一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统。
技术介绍
随着各国军事力量逐渐加大对海洋领域的渗透，UUV、USV等水中航行器受到各国政府和科研组织的大力发展。自主航行控制系统是无人运载器的重要组成部分，而其导航和控制计算机承载着自主航行控制系统软件的可靠运行和航行器的航行安全。水中自主航行器作业环境复杂多变，作业时间要求较长，考虑到成本及回收等实际问题，现有的水中自主航行器在满足任务载荷的前提下，体积设计的一般相对较小，由此导致其承载能力和续航能力都相对有限。为了提升航行器的有效载荷能力，需要导航与控制计算机集成体积较小、重量较轻、集成度高、功耗低、可扩展性强。为了提升航行器的自主能力，需要计算机处理能力强、定时精度高、存储空间大，满足自监测等条件。目前，国内水中自主航行器的导航和控制计算机均采用分离式设计，系统互操作性差、接口复杂复用率低下、可扩展性差，为了解决以上问题，提出了一种导控一体化计算机硬件的设计方法。
技术实现思路
本技术解决的技术问题：提出一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，本技术安全可靠、任务扩展性强，并且依照本技术设计的计算机体积小、重量较轻、功耗低、接口丰富、可挂载设备多，能满足大部分水中自主航行器的航行控制需求，且计算机配备数据存储功能，满足事后数据分析需求。本技术的技术方案：一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，包括航插接口板、接口板、导航控制处理器板、扩展板、电源板，配电管理板、背板，所述的航插接口板、接口板、导航控制处理器板、扩展板、电源板，配电管理板均设置在背板上，并通过背板实现互联。所述的航插接口板包括外部串行通信接口模块、继电器驱动模块、CAN收发器模块和微控制模块。所述的外部串行通信接口模块包括RS232/RS422可复用收发模块、RS232收发模块、RS422收发模块和RS485收发模块。所述的接口板包括处理器模块、非易失存储器模块、SDRAM模块、数据存储模块、脉冲处理模块和以太网模块。所述的导航控制处理器板包括导航处理器模块、控制处理器模块、导航处理器SDRAM模块、控制处理器SDRAM模块、导航处理器FLASH模块、控制处理器FLASH模块、导航处理器调试串口模块、控制处理器调试串口模块，所述导航处理器模块和控制处理器模块相同，所述导航处理器SDRAM模块和控制处理器SDRAM模块相同，所述导航处理器FLASH模块和控制处理器FLASH模块相同，所述导航处理器调试串口模块和控制处理器调试串口模块相同。所述的电源板包括微控制器模块、隔离式DC/DC模块、非隔离式DC/DC模块、非隔离室DC/DC转换器模块、数字隔离模块、电池管理模块。所述的配电管理板，包括微控制器模块、IC控制开关模块、数字隔离器模块、电压电流测量模块，固态继电器模块。所述的背板包括微处理器模块、FPGA模块、时钟模块、信号变压器模块、低压稳压器模块、RS422收发模块、FLASH存储模块。所述的扩展板上预留有若干卡槽。所述的配电管理板上设置有十路电源开关控制电路。本技术的有益效果：与现有技术相比，本技术的水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，基于一体化设计，该导控一体化计算机具有体积小、重量轻、功耗低、接口丰富、自主性强等特点，同时具备可扩展性、高可靠性和通用性等特性。附图说明图1为本技术的系统框图；图中标识：1-航插接口板、2-接口板、3-导航控制处理器板、4-扩展板、5-电源板、6-配电管理板、7-背板。具体实施方式以下结合附图对本技术实施例做进一步详述：一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，包括航插接口板1、接口板2、导航控制处理器板3、扩展板4、电源板5，配电管理板6、背板7，所述的航插接口板1、接口板2、导航控制处理器板3、扩展板4、电源板5，配电管理板6均设置在背板7上，并通过背板7实现互联。所述的航插接口板1用于挂载收发器和驱动器，将来自于前面板的RS232、RS422信号、RS485信号进行转换，其包括外部串行通信接口模块、继电器驱动模块、CAN收发器模块和微控制模块，所述的外部串行通信接口模块包括RS232/RS422可复用收发模块、RS232收发模块、RS422收发模块和RS485收发模块，所述RS232/RS422可复用收发模块采用LTC2870双模收发芯片，所述RS232收发模块采用MAX232ESE收发器、所述RS422收发模块采用MAX490ECSA收发器，所述RS485收发模块采用MAX485ECSA芯片，所述继电驱动模块采用MAX4820EUP芯片，所述微控制模块采用MCUSTM32F411RET6芯片。所述的接口板2用于完成计算机与外部设备的交联，其包括处理器模块、非易失存储器模块、SDRAM模块、数据存储模块、脉冲处理模块和以太网模块，所述处理器模块采用MCIMX6D5EYM12AD芯片，所述非易失存储器模块采用W25Q32FVSSIG芯片，所述SDRAM模块采用MT41K256M16HA-125:E芯片，所述数据存储模块采用MTFC128GAJAECE芯片，所述脉冲处理模块采用HX5120NL芯片，所述以太网模块采用88E1512-A0-NNP2I000芯片。所述的导航控制处理器板3用于完成导航解算和控制律解算，其包括导航处理器模块、控制处理器模块、导航处理器SDRAM模块、控制处理器SDRAM模块、导航处理器FLASH模块、控制处理器FLASH模块、导航处理器调试串口模块、控制处理器调试串口模块，所述导航处理器模块和控制处理器模块相同，采用MIMXRT1052DVL6B芯片，所述导航处理器SDRAM模块和控制处理器SDRAM模块相同，采用MT48LC32M16A2P-75:C芯片，所述导航处理器FLASH模块和控制处理器FLASH模块相同，采用W25Q32FVSSIG芯片，所述导航处理器调试串口模块和控制处理器调试串口模块相同，采用MAX3232EUE芯片。所述的电源板5满足9-36V/3A电源输出，包括微控制器模块、隔离式DC/DC模块、非隔离式DC/DC模块、非隔离室DC/DC转换器模块、数字隔离模块、电池管理模块，所述微控制器模块采用EFM32LG230F256G芯片，所述隔离式DC/DC模块采用MJWI25-24S05，所述非隔离式DC/DC转换器采用PTH04T260WAD，所述数字隔离模块采用ADuM1251，所述电池管理模块采用LTC2944IDD#PBF。所述的配电管理板6，包括微控制器模块、IC控制开关模块、数字隔离器模块、电压电流测量模块，固态继电器模块，所述微控制器模块采用STM32F411RET6，所述IC控制开关模块采用TCA9548ARGER，所述数字隔离模块采用ADuM125本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，其特征在于：包括航插接口板(1)、接口板(2)、导航控制处理器板(3)、扩展板(4)、电源板(5)，配电管理板(6)、背板(7)，所述的航插接口板(1)、接口板(2)、导航控制处理器板(3)、扩展板(4)、电源板(5)，配电管理板(6)均设置在背板(7)上，并通过背板(7)实现互联。/n
【技术特征摘要】
1.一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，其特征在于：包括航插接口板(1)、接口板(2)、导航控制处理器板(3)、扩展板(4)、电源板(5)，配电管理板(6)、背板(7)，所述的航插接口板(1)、接口板(2)、导航控制处理器板(3)、扩展板(4)、电源板(5)，配电管理板(6)均设置在背板(7)上，并通过背板(7)实现互联。
2.根据权利要求1所述的一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，其特征在于：所述的航插接口板(1)包括外部串行通信接口模块、继电器驱动模块、CAN收发器模块和微控制模块。
3.根据权利要求2所述的一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，其特征在于：所述的外部串行通信接口模块包括RS232/RS422可复用收发模块、RS232收发模块、RS422收发模块和RS485收发模块。
4.根据权利要求1所述的一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，其特征在于：所述的接口板(2)包括处理器模块、非易失存储器模块、SDRAM模块、数据存储模块、脉冲处理模块和以太网模块。
5.根据权利要求1所述的一种水中自主航行器导控一体化计算机硬件系统，其特征在于：所述的导航控制处理器板(3)包括导航处理器模块、控制处理器模块、导航处理器SDRAM模块、控制处理器SDRAM模块、导航处理器FLASH模块、控制处理器FLASH模块、导航...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国庆，谢阳光，张一博，何勋，刘放，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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