一种结合电源线复用和无线通信的器载系统架构技术方案

本实用新型专利技术属于飞行器设计领域，具体涉及一种结合电源线复用和无线通信的器载系统架构。传统的空间飞行器连接后的电源供应、数据通讯和其他信号传输，数据传输可靠性降低、传输速度提升有限。本实用新型专利技术包括由同一供电线供电的一个主控节点和多个从控节点，其中挂接在主控节点和从控节点上的机载设备具有相同的构成，计算控制模块依次经过信号处理模、信号耦合器与供电线连接，计算控制模块依次经过加解密模块、无线通信模块与收发天线连接，主控节点通过供电线和无线网络实现与从控节点之间的数据与指令交互。可有效的减少飞行器的信号线数量，降低系统重量，提升系统的拓展性和可更改性。和可更改性。和可更改性。

【技术实现步骤摘要】
一种结合电源线复用和无线通信的器载系统架构


[0001]本技术属于飞行器设计领域，具体涉及一种结合电源线复用和无线通信的器载系统架构。

技术介绍

[0002]随着空间技术不断发展，空间飞行器从尺寸、构型均发生了巨大变化，器载系统、任务载荷变得越来越复杂，大容量数据传输和精简系统架构需求日趋强烈。
[0003]面对复杂的空间飞行器构型，传统上通过“对接插头”或“对接结构”以确保“多结构”的空间飞行器连接后的电源供应、数据通讯和其他信号传输，但因断界面影响，数据传输可靠性降低、传输速度提升有限。

技术实现思路

[0004]综合考虑空间飞行器系统重量、构型的要求，提出一种兼顾基于电源线通讯和无线数据组网相结合的空间飞行器器载系统架构。该架构通过器载系统电源线为介质，实现器载设备间数据或指令的高可靠有线传输；通过无线组网技术实现大数据的“高速”传输。且有线通道和无线通道相互独立，关键功能互为备份，可有效的减少飞行器的信号线数量，降低系统重量，提升系统的拓展性和可更改性。
[0005]本实用进行提出一种结合电源线复用和无线通信的器载系统架构，该架构包括由同一供电线供电的一个主控节点和多个从控节点，其中挂接在主控节点和从控节点上的机载设备具有相同的构成，均包括计算控制模块、信号处理模块、信号耦合器、加解密模块、无线通信模块和收发天线，其中计算控制模块依次经过信号处理模、信号耦合器与供电线连接，计算控制模块依次经过加解密模块、无线通信模块与收发天线连接，主控节点通过供电线和无线网络实现与从控节点之间的数据与指令交互。
[0006]有利地，主控节点负责整个飞行器的计算、管理和控制，从控节点负责远端数据采集和控制、执行机构驱动和输出，并把执行结果、采集状态数据通过供电线或无线网络传输至主控节点。
[0007]有利地，通过供电线实现系统各设备之间数据高可靠传输，通过无线网络实现设备之间数据高速传输，有线数据网络和无线数据网络相对独立、功能互为备份。
[0008]有利地，所述计算控制模块负责各通道数据综合处理、配置管理、从控节点通讯调度管理和信道综合控制。
[0009]有利地，信号处理模块对需要有线传输数据加扰、编解、调制后输出至信号耦合模块，对来自耦合模块的数据进行解调、解码、解扰并输出到计算控制模块。
[0010]有利地，信号耦合模块在发射模式下将调制后的带有数据信息的信号功率放大并耦合至供电线，在接收模式下将耦合供电线上的带有数据的有效信号进行滤波、去干扰后输出至数据处理模块。
[0011]有利地，加解密模块对需要通过无线传输的数据进行加密处理，对接收的数据进
行解密处理。
[0012]有利地，无线通讯模块将加密后数据通过编码、调制、信号放大后经收发天线发射，将接收无线信号进行滤波、解调、解码后输出至加解密模块解密处理。
[0013]有利地，主控节点与从控节点交互采用相同的通讯网络进行数据传输。
[0014]有益效果：
[0015]1)使用系统电源线作为数据传输通道，且无需额外的信号电缆，通信数率不低于100Mbps，满足系统各设备间数据及指令的传输需求同时，有效降低飞行器重量；
[0016]2)以供电网络作为传输介质，系统拓展和更改只需简单的增加供电节点，无需增加额外的信号电缆，系统拓展能力强，更改便捷；
[0017]3)电源线有线数据传输保证了系统连接设备之间的数据传输的高可靠性，无线网络提供数据传输的备份通道，进一步提高系统间数据传输可靠性，系统数据传输可靠性高；
[0018]4)无线网络能够提供高速的数据传输能力(不低于10Gbps量级)，满足大数据、远距离传输需求，是飞行器构型不受距离和断接面影响。
附图说明
[0019]图1为本技术器载系统架构示意图。
具体实施方式
[0020]该系统架构如附图1，由1个主控节点1(主控设备)和多个从控节点2
‑
N(从控设备)组成。主控节点通过电源线网络和无线网络实现与从控节点进行数据、指令交互。其中，主控节点负责整个飞行器的计算、管理和控制，从节点负责远端数据采集和控制、执行机构驱动和输出并把执行结果、采集状态数据通过有线网络或无线网络传输至主控节点。主控节点1和多个从控节点2
‑
N之间通过系统电源线建立有线通讯网络，通过无线信号传输形成无线通讯网络。其中，有线网络实现系统各设备之间数据高可靠传输，无线网络实现设备之间数据高速传输，有线数据网络和无线数据网络相对独立、关键功能互为备份。
[0021]主控节点1和多个从控节点2
‑
N构成相同，以主控节点1为例进行说明，计算控制模块1
‑
1、信号处理模块1
‑
2、信号耦合器1
‑
3、加解密模块1
‑
4、无线通讯模块1
‑
5和收发天线1
‑
6组成。其中，计算控制模块1
‑
1负责各通道数据综合处理、配置管理、从控节点通讯调度管理、信道综合控制；信号处理模块1
‑
2对需要有线传输数据加扰、编解、调制后输出至信号耦合器1
‑
3，对来自耦合器1
‑
3的数据进行解调、解码、解扰并输出到计算控制模块1
‑
1；信号耦合器1
‑
3在发射模式下将调制后的带有数据信息的信号功率放大并耦合至设备电源线，并进系统供电网络传输至从控节点。接收模式下，耦合电源线上的带有数据的有效信号进行滤波、去干扰后输出至数据处理模块1
‑
2；加解密模块1
‑
4对需要通过无线传输的数据进行加密处理，对接收的数据进行解密处理，确保数据无线通讯的安全性；无线通讯模块1
‑
5将加密后数据通过编码、调制、信号放大后经收发天线1
‑
6发射，将接收无线信号进行滤波、解调、解码后输出至加解密模块1
‑
4解密处理。从控节点在数据处理时执行与主控节点相反的操作，即当主控节点处于发送模式时，从控节点处于接收模式。
[0022]主控节点与从控节点间数据交互机制包括如下几个方面：
[0023]1)系统上电后，主控节点和从控节点均处于监听状态；
[0024]2)当需要进行数据交互时，由主控节点1向从控节点1
‑
N发起通讯请求和传输指令；
[0025]3)当从控节点1
‑
N接收到通讯数据时，对主控节点发送的数据进行比对，比对包括但不限于从控节点地址、指令类型、接收数据正确性校验，比对通过后的从控节点执行主控节点相应指令；比对不通过的从控节点不做响应继续处于监听状态；
[0026]4)从控节点接收数据通过后，响应主控节点指令要求，回传主控节点要求的状态数据，该状态数据可以是从控节点的状态信息、从控节点采集的外部数据以及其他指令字约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结合电源线复用和无线通信的器载系统架构，其特征在于：该架构包括由同一供电线供电的一个主控节点和多个从控节点，其中挂接在主控节点和从控节点上的机载设备具有相同的构成，均包括计算控制模块、信号处理模块、信号耦合器、加解密模块、无线通信模块和收发天线，其中计算控制模块依次经过信号处理模、信号耦合器与供电线连接，计算控制模块依次经过加解密模块、无线通信模块与收发天线连接，主控节点通过供电线和无线网络实现与从控节点之间的数据与指令交互。2.根据权利要求1所述的器载系统架构，其特征在于：主控节点负责整个飞行器的计算、管理和控制，从控节点负责远端数据采集和控制、执行机构驱动和输出，并把执行结果、采集状态数据通过供电线或无线网络传输至主控节点。3.根据权利要求1所述的器载系统架构，其特征在于：通过供电线实现系统各设备之间数据高可靠传输，通过无线网络实现设备之间数据高速传输，有线数据网络和无线数据网络相对独立、功能互为备份。4.根据权利要求1所述的器载系统架构，其特征在于：所述计算控...

【专利技术属性】
技术研发人员：房元鹏，袁浩明，柯贤刚，朱江雷，卢剑锋，杨定海，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所，
类型：新型
国别省市：