一种紧凑型双冗余数据采集器制造技术

本发明专利技术提供一种紧凑型双冗余数据采集器，包括电源、背板和两个采集板，电源为背板及采集板供电，两个采集板安装在背板上，背板为数据采集器各功能板协同工作的基础平台，主要功能是提供数据采集器内部各功能板互连、数据采集器与外部设备互连。本发明专利技术采用单独FPGA架构代替了现有技术中采用的DSP/ARM+FPGA架构模式，减小了采集器的重量、体积和功耗，满足了无人机对采集器安全、重量、功耗和体积的苛刻要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型双冗余数据采集器


[0001]本专利技术属于测控
，具体涉及一种紧凑型双冗余数据采集器。

技术介绍

[0002]数据采集器是无人机测控系统的重要组成部分，用于采集机上各类传感器的模拟量和数字量数据，完成组帧发送给链路设备，另外将部分环境数据打包后通过总线发送给无人机综控系统(飞行控制计算机或任务管理计算机)。采集结果用于无人机飞行中的环境感知(温度、湿度等)及自身状态感知(母线电压、发动机涡轮极间温度、燃油压力、滑油压力、是否结冰等)。由于无人机对载荷的体积、重量及功耗一般有严格限制，传统的数据采集器会采用单余度设计以满足装机要素，但单余度设备任务可靠性较低，出现故障时会造成对无人机飞行环境感知、状态感知的错误或失效。一些物理量，如母线电压、发动机涡轮极间温度等对于无人机的飞行安全至关重要，特别是对于长航时无人机(如太阳能无人机、多级涡轮增压活塞动力无人机)，任务执行时间常常达到15小时以上，此时，迫切需要提高数据采集器的任务可靠度。
[0003]根据可靠性原理，相较于单余度设计，双余度、三余度设计的数据采集器，其平均无故障时间MTBF和任务可靠度R将显著提升，这对于保障长航时飞行任务的顺利成功完成是必要的，但现有的双余度、三余度设计的数据采集器体积大，重量大，功耗也大，无法满足无人机苛刻的体积、重量、功耗限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种紧凑型双冗余数据采集器。本专利技术方案能够解决上述现有技术中存在的问题。
[0005]本专利技术的技术解决方案：
[0006]一种紧凑型双冗余数据采集器，包括电源、背板和两个采集板，所述的电源为背板及采集板供电，所述的两个采集板安装在背板上，所述的背板为数据采集器各功能板协同工作的基础平台，主要功能是提供数据采集器内部各功能板互连、数据采集器与外部设备互连，
[0007]所述的采集板包括FPGA、存储器模块、RS-422接口模块、AD采集模块、复位模块和总线通讯模块，所述的总线通讯模块根据航电系统总线形式设计，将数据在FPGA和总线之间传送，所述的存储器模块和FPGA相连，其内存储有相关的程序，所述的RS-422接口模块有两个，一个接收数字量输入的数据，并将其处理后传送给FPGA，另一个将FPGA处理后的数据处理后传送给通过RS-422通道连接的外部设备，所述的AD采集模块接收模拟量输入的数据，并将其处理后传递给FPGA，所述的FPGA接收其它模块传送来的数据，并对其进行组帧融合处理后，经过RS-422和总线发送给背板。
[0008]进一步的，所述的电源包括供电装置和电源板，所述的电源板连接于供电装置和背板之间，对输入电源进行滤波、储能、稳压并提供两路完全相同的二次电源供采集板使
用。
[0009]进一步的，所述的数据采集器还包括机箱，所述的机箱为插板式机箱。
[0010]进一步的，所述的电源板、背板和两个采集板采用底部插接件锁紧和两边的锁紧条共同固定在机箱上。
[0011]进一步的，所述的数据采集器还包括板间插接件，所述的板间插接件将背板与两个采集板、电源板相连，起到数据互通的作用。
[0012]优选的，所述的板间插接件采用ZRM系列。
[0013]本专利技术与现有技术相比的有益效果：
[0014]本专利技术通过双冗余数据采集卡对数据进行双采集，并且采用单独FPGA架构代替了现有技术中采用的DSP/ARM+FPGA架构模式，减小了采集器的重量、体积和功耗，满足了无人机对采集器安全、重量、功耗和体积的苛刻要求。
附图说明
[0015]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1示出了根据本专利技术实施例提供的双冗余数据采集器的结构示意图；
[0017]图2示出了根据本专利技术实施例提供的双冗余数据采集器内部结构图；
[0018]图3示出了根据本专利技术实施例提供的采集板工作原理示意图；
[0019]图4示出了根据本专利技术实施例提供的模数转换功能示意图；
[0020]图5示出了根据本专利技术实施例提供的采集板FPGA工作流程示意图；
[0021]图6示出了根据本专利技术实施例提供的电源板原理示意图。
[0022]附图中的标识：
[0023]1、采集板1；2、采集板2；3、电源；4、背板；5、锁紧条；6、板间插接件；7、机箱。
具体实施方式
[0024]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0026]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部
分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0027]如图1所示，根据本专利技术实施例提供一种紧凑型双冗余数据采集器，包括电源3、背板4和两个采集板，电源3为背板4及采集板供电，两个采集板安装在背板4上，背板4为数据采集器各功能板协同工作的基础平台，主要功能是提供数据采集器内部各功能板互连、数据采集器与外部设备互连，
[0028]每个采集板包括FPGA、存储器模块、RS-422接口模块、AD采集模块、模数转换模块和总线通讯模块；总线通讯模块根据航电系统总线形式设计，将数据在FPGA和背板4之间传送；存储器模块和FPGA相连，其内存储有相关的程序，和FPGA之间进行数据的交互；RS-422接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型双冗余数据采集器，其特征在于，包括电源、背板和两个采集板，所述的电源为背板及采集板供电，所述的两个采集板安装在背板上，所述的背板为数据采集器各功能板协同工作的基础平台，主要功能是提供数据采集器内部各功能板互连、数据采集器与外部设备互连，所述的采集板包括FPGA、存储器模块、RS-422接口模块、AD采集模块、复位模块和总线通讯模块，所述的总线通讯模块根据航电系统总线形式设计，将数据在FPGA和总线之间传送，所述的存储器模块和FPGA相连，其内存储有相关的程序，所述的RS-422接口模块有两个，一个接收数字量输入的数据，并将其处理后传送给FPGA，另一个将FPGA处理后的数据处理后传送给通过RS-422通道连接的外部设备，所述的AD采集模块接收模拟量输入的数据，并将其处理后传递给FPGA，所述的FPGA接收其它模块传送来的数据，并对其进行组帧融合处理后，经...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文球，毛飞，田晓威，
申请(专利权)人：海鹰航空通用装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：