一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统，所述次雷达包含2个结构完全相同的通道，分别为A通道、B通道，所述A通道和B通道分别包括1个CAN总线主设备和多个CAN总线副设备，所述CAN总线主设备为实现状态监控的计算机，所述CAN总线副设备为被监控的各个组件，所述CAN总线副设备包括组合电源、接收机、Σ发射机、Ω发射机和风机组件，所述CAN总线主设备和CAN总线副设备通过CAN总线串联起来，所述CAN总线主设备向CAN总线副设备发出查询指令，所述CAN总线副设备接收到指令后立即向CAN总线主设备发送状态信息。本发明专利技术通过CAN总线实现对二次雷达内部各个组件的状态采集、汇总和实时显示。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统
本专利技术涉及二次雷达状态在线监测技术，特别是一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统。
技术介绍
随着我国航空工业的迅猛发展，航班密度不断增加，对航管设备的可靠性、安全性、时效性提出了越来越高的要求，二次雷达作为航空管制和航路监视的主要设备，具有很高的任务可靠性要求，对其系统内部各个组件的状态提出了更加具体、详细乃至量化的监测要求，系统状态的实时采集、汇总、上报和显示成为电子设备状态监测发展的必然趋势。CAN总线是一种广泛用于汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN总线是具有通信速率高、容易实现、性价比高的一种已形成国际标准的现场总线。CAN总线是开放系统，根据开放系统互联的7层参考模型，采用了其中最关键的两层，即物理层和数据链路层。物理层规定了CAN总线的电平为两种状态：隐性(逻辑1)和显性(逻辑0)。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为“CANH”和“CANL”，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑“1”，也可以叫做“隐性”。用CANH比CANL高表示逻辑“0”，称为“显性”，此时，通常电压值为：CANH＝3.5V和CANL＝1.5V。CAN驱动芯片具有成对的晶体管，各CAN站均无数据发送时，成对晶体管关闭，总线处于“隐形”状态，总线平均电压由各CAN驱动中具有高内阻的电压源产生(这时总线电平为2.5V)。若节点成对晶体管至少有一对被接通，则显性位被送到总线。“隐性”状态时总线差分电平近似为0，“显性”状态以大于最小阈值的差分电压表示。数据链路层的主要功能是将要发送的数据进行包装，即加上差错校验位、数据链路协议的控制信息、头尾标志等附加信息组成数据帧，从物理信道上发送出去；在接收到数据帧后，再把附加信息去掉，得到通信数据。应用层(CAN的高层协议)是一种在现有底层协议(物理层和数据链路层)自上实现的协议。二次雷达为提高系统的可靠性，设计了2个完全相同的通道，分别称为A通道和B通道，2个通道互为双机热备份，通过切换开关与天线相连接，原理框图参见图1，二次雷达的A通道、B通道的结构完全相同。根据二次雷达结构特点，将CAN总线技术运用于二次雷达内部的状态采集。CAN总线的传输采用主动查询方式，CAN总线上设定一个主设备和若干副设备，主设备根据需求向副设备发出查询指令，副设备接收到指令后立即向主设备发送状态，状态的汇集及判断功能由主设备来完成。二次雷达的1个通道包括组合电源、接收机、Σ发射机、Ω发射机、馈线组合、信号处理、数据处理和风机组件，通道组成框图参见图2。其中馈线组合由无源的收发转换器件构成，为全寿命件，不设状态采集点；信号处理与数据处理之间由数据总线传递状态信息，也不设状态采集点，所以需要设置状态采集点向数据处理上报状态信息的组件包括组合电源、接收机、Σ发射机、Ω发射机和风机组件。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种通过CAN总线实现对二次雷达内部各个组件的状态采集、汇总和实时显示的二次雷达状态监测系统。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统，所述次雷达包含2个结构完全相同的通道，分别为A通道、B通道，2个通道互为双机热备份，通过切换开关与天线座相连接，所述A通道和B通道分别包括1个CAN总线主设备和多个CAN总线副设备，所述CAN总线主设备为实现状态监控的计算机，所述CAN总线副设备为被监控的各个组件，所述CAN总线副设备包括组合电源、接收机、Σ发射机、Ω发射机和风机组件，所述CAN总线主设备和CAN总线副设备通过CAN总线串联起来，所述CAN总线主设备向CAN总线副设备发出查询指令，所述CAN总线副设备接收到指令后立即向CAN总线主设备发送状态信息。所述CAN总线主设备为数据处理模块，所述数据处理模块是故障查询的发起者，所述数据处理根据指令启动CAN总线查询，依次向各个CAN总线副设备发送定向查询指令，所述CAN总线副设备接收到查询指令后立即将本设备的工作状态及故障信息上报，状态信息包括数字化的参数测量值、故障信息；所述CAN总线主设备接收到上报的信息后，填入指定数据区，供数据处理计算机读取、汇总、显示及进一步处理。所述数据处理模块连接信号处理模块，所述信号处理模块连接接收机，所述接收机分别连接Σ发射机和Ω发射机，所述Σ发射机和Ω发射机与馈线组合相连接，所述馈线组合与接收机相连接，所述馈线组合与通道切换开关相连接。所述CAN总线主设备和各个CAN总线副设备分别定义了不同的节点地址如下表：所述CAN总线主设备通过查询报文分别向各个CAN总线副设备发出查询指令，所述CAN总线副设备接收到查询指令后以数据报文形式向主设备发送状态信息，查询报文格式如下表：所述CAN总线副设备接收到CAN总线主设备的查询指令后，将本设备的工作状态及故障信息上报给CAN总线主设备，根据状态信息的不同，各个CAN总线副设备的数据报文有不同的定义：电源组件定义了5个数据报文格式，包括了7种直流输出电源的实时电压、电流值、电源散热器温度等；接收机定义了2个数据报文格式，包括了Σ通道状态、Δ通道状态、Ω通道状态、频综状态、自检信号源状态、Σ激励电压、Ω激励电压、Σ前向波电压/后向波电压、Ω前向波电压/后向波电压、Δ后向波电压；Σ发射机定义了1个数据报文格式，包括组件过热、时序故障、低功率等；Ω发射机的状态包括组件过热、时序故障、低功率等；风机组件定义了1个报文格式，包括风扇1转速、风扇2转速，其中电源数据报文的定义如下表所示：相比于现有技术，本专利技术的优点在于：本专利技术将CAN总线技术运用于二次雷达的状态采集，通过CAN总线实现对二次雷达内部各个组件的状态采集、汇总和实时显示。适用于二次雷达或其它具有多个组件、每个组件的状态需要实时监控的电子设备。附图说明图1二次雷达原理框图。图2二次雷达一个通道的组成。图3CAN总线主设备和副设备关系框图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体的实施例，对本专利技术作详细描述。为提高系统可靠性，二次雷达包含2个结构完全相同的通道，分别称为A通道、B通道，2个通道互为双机热备份，通过切换开关与天线相连接，原理框图参见图1。由框图可知：二次雷达的A、B通道构成完全相同。我们用CAN总线将1个雷达通道的内各个组件串联起来，1个雷达通道内设立1个CAN总线，2个雷达通道的CAN总线互相独立。雷达通道内各个组件的状态信息通过CAN总线采集、汇总。为简化描述，下文中如果没有特殊说明，只描述1个通道CAN总线的构成和工作原理。1个二次雷达通道的组成包括组合电源、接收机、Σ发射机、Ω发射机、馈线组合、信号处理、数据处理和风机组件。其中馈线组合是无源的收发转换器件，为全寿命件，不设状态采集点，即不设为CAN副设备；信号处理与数据处理之间由数据总线传递状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统，所述二次雷达包含2个结构完全相同的通道，分别为A通道、B通道，2个通道互为双机热备份，通过切换开关与天线座相连接，其特征在于所述A通道和B通道分别包括1个CAN总线主设备和多个CAN总线副设备，所述CAN总线主设备为实现状态监控的计算机，所述CAN总线副设备为被监控的各个组件，所述CAN总线副设备包括组合电源、接收机、Σ发射机、Ω发射机和风机组件，所述CAN总线主设备和CAN总线副设备通过CAN总线串联起来，所述CAN总线主设备向CAN总线副设备发出查询指令，所述CAN总线副设备接收到查询指令后向CAN总线主设备发送状态信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统，所述二次雷达包含2个结构完全相同的通道，分别为A通道、B通道，2个通道互为双机热备份，通过切换开关与天线座相连接，其特征在于所述A通道和B通道分别包括1个CAN总线主设备和多个CAN总线副设备，所述CAN总线主设备为实现状态监控的计算机，所述CAN总线副设备为被监控的各个组件，所述CAN总线副设备包括组合电源、接收机、Σ发射机、Ω发射机和风机组件，所述CAN总线主设备和CAN总线副设备通过CAN总线串联起来，所述CAN总线主设备向CAN总线副设备发出查询指令，所述CAN总线副设备接收到查询指令后向CAN总线主设备发送状态信息。


2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的二次雷达状态监测系统，其特征在于所述CAN总线主设备为数据处理计算机，所述数据处理计算机是故障查询的发起者，所述数据处理计算机根据指令启动CAN总线查询，依次向各个CAN总线副设备发送定向查询指令，所述CAN总线副设备接收到查询指令后立即将本设备的工作状态及故障信息上报，状态信息包括指标测量值、状态信息和故障信息等；所述CAN总线主设备接收到上报的信息后，填入指定数据区，供数据处理计算机读取、汇总、显示及进一步处理。


3.根据权利要求2所述的一种基于C...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虹，
申请(专利权)人：南京恩瑞特实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32