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某地面远程监控系统的设计及关键技术研究

作　者: 凌伟
导　师: 刘文怡；张会新
学　校: 中北大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 远程并行总线协议可靠性 RS-422传输
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

飞行器数据存储器是记录飞行器各种运行参数的设备，作为判断飞行器运行正常以及飞行试验成功和飞行器维护与改进的重要工具，有必要展开针对飞行器数据存储器的功能测试，而一个高效可靠的地面监控系统是顺利完成数据存储器功能测试的有力保证。根据数据存储器功能测试的技术指标和测试要求，改进传统“一对一”测试模式下效率低的不足，兼顾多设备测试的智能化和人性化，提出了远程并行测试的地面监控方案。针对远程监控的功能要求，将地面监控系统分成测试近端和远端两个功能模块。通过调研远程传输方式的特性，设计了中间光电转接装置，以实现测试近端与远端设备的光纤通信。为完成并行测试，采用RS-422数据总线技术，制定统一的指令协议以便设备间通信，约定了数据传输格式和帧格式。考虑到锂电池作为飞行器上设备的电源应具有的可靠性，设计了地面对锂电池的供断电控制模块，实现对锂电池功能的考核以及实测模式下的供电模拟。基于地面监控台在地面远程监控系统内的重要性，从总体到各功能模块，对监控台进行了方案设计和实现。为保证测试的可靠性和稳定性，对系统分别从软硬件方面进行了可靠性设计。针对存储器与监控台之间因RS-422差分长线数据传输中信号失真所导致的回传数据误码问题，展开深入研究，并给出了通过调整接收端采样的起始时刻，保证信号的跳边沿始终被采样窗口所覆盖的解决方案，从而实现监控台与存储器之间正常的数据长线通信。对监控系统反复多次的试验后得到了结果，试验结果表明该监控系统能够可靠稳定地完成测试任务，达到了设计指标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题性质、研究目的及意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
    1.2.3 测试监控系统的改善方向  11-12
  1.3 论文内容安排  12-14
2 系统总体分析与设计  14-20
  2.1 系统功能分析  14-15
  2.2 系统总体方案设计  15-16
  2.3 系统工作模式  16-18
  2.4 本章小结  18-20
3 系统关键技术研究  20-30
  3.1 远程通信技术  20-22
  3.2 RS-422 数据总线技术  22-26
    3.2.1 RS-422 总线协议  23-24
    3.2.2 RS-422 总线的硬件实现  24
    3.2.3 RS-422 总线技术的应用  24-26
  3.3 锂电池的供断电控制技术  26-27
  3.4 本章小结  27-30
4 地面监控台的设计与实现  30-46
  4.1 监控台远程并行测试的方案设计  30-35
    4.1.1 监控台多指令编码  31-32
    4.1.2 监控台回传数据格式约定  32-35
  4.2 监控台各模块硬件设计  35-39
    4.2.1 中控模块  35-36
    4.2.2 电源模块  36-37
    4.2.3 监控台通信接口模块  37
    4.2.4 信号电平转换模块  37-38
    4.2.5 缓存 FIFO 模块  38-39
    4.2.6 启动记录指令发送模块  39
  4.3 监控台逻辑设计  39-44
    4.3.1 422 总线收发模块  40-42
    4.3.2 指令解析模块  42
    4.3.3 数据接收模块  42-43
    4.3.4 数据传送选通模块  43-44
  4.4 本章小结  44-46
5 可靠性设计与调试  46-60
  5.1 系统可靠性设计  46-49
    5.1.1 PCB 的抗干扰设计  46-47
    5.1.2 外部信号的消抖设计  47-48
    5.1.3 异步复位信号的可靠性设计  48-49
  5.2 调试中的问题及解决方法  49-55
    5.2.1 监控台 FPGA 代码下载失败  49-50
    5.2.2 实时监测中回传数据异常  50-52
    5.2.3 回读数据中有误码  52-55
  5.3 测试过程及结果验证  55-58
    5.3.1 实时监测  55-56
    5.3.2 数据存储和回读  56-57
    5.3.3 数据验证  57-58
  5.4 本章小结  58-60
6 总结与展望  60-62
参考文献  62-64
硕士期间发表的论文及完成的主要工作和取得的成果  64-65
致谢  65-66

某地面远程监控系统的设计及关键技术研究

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