论文部分内容阅读
摘 要：航空相机是为新型战术侦察机配备的侦察设备，相机工作时恶劣的载机条件和环境条件，会引起相机产生各种故障。为保证相机正常工作，在地面对航空相机进行故障诊断显得非常重要。本文针对航空相机的地面检测需求，设计了配套的航空相机故障检测系统。系统采用自动测试设备原则进行设计，检测资源由基于PC104总线的嵌入式计算机统一管理，根据检测需求对资源进行合理分配。系统可在地面上仿真航空相机与飞机之间的通讯任务，完成对相机整机的性能检测。实践证明检测仪可快速有效的对航空相机进行故障检测，缩短排故时间，保证相机正常工作。
关键词：航空相机； 故障诊断； 任务仿真
中图分类号：TP273 文献标志码：B文章编号：1671-7953(2009)01-0025-03
Design of Aerocamera Infield Detector
TIAN Cheng-jun1，AN Zhi-yong2，LI Li-juan2，YANG Cheng-yu2，DUAN Jie2
（1.College of Electronics&Information Engineering，Changchun University of Science and Technology，130022，China；
2.College of Photo&electrical Engineering，ChangChun University of Science and Technology，ChangChun，130022，China）
Abstract: Aerocamera is a reconnaissance equipment which is provided for the new type scout airplane.The abominable working condition of circumstance gives rise to various kinds of fault. To assure the camera work normally，fault diagnose of aerocamera on the ground becomes important. According to the ground testing，this paper designs a fault diagnose system for aerocamera. The overall design of camera detecting system uses the theory of ATE.All the detection resources are managed by embedded industrial computer based on PC104 bus，and distributed by demand of camera detecting. This system can emulate the communication task between aerocamera and airplane on the ground，complete the detection of whole machine performance. Engineering practice shows this detector can rapidly detect the fault of aerocamera，and shorten the fault obviation time，guarantee aerocamera work normally.
Key words: aerocamera；fault diagnose；communication task emulate
可见光胶片型航空相机是为侦察机配备的侦察设备，可对地（海）面目标作扫描侦察摄影，监视战场态势变化。相机在使用的过程中会出现故障，这些故障来源于相机自身情况、载机条件、环境条件、使用维护和人员操作。要排除故障首先查出故障所在，因此，对航空相机的故障诊断技术的研究就变得尤为重要。本文针对航空相机的检测需求设计完成了航空相机内场检测仪，该检测仪是中低空全景相机配套的地面检测设备，可以检测全景相机整机工作是否正常，并可对有故障相机进行实时故障诊断。
1 检测仪总体方案设计
检测仪采用PC104嵌入式计算机结构，附加信号仿真模拟功能模块、通讯数据总线接口模块、检测信号采集调理功能模块及其它配套功能模块，构成了检测仪的相机管理仿真通道和单板功能检测通道，完成检测仪的主要功能。
相机管理仿真通道主要用于仿真载机管理系统中主控计算机对相机的管理控制功能。其通讯接口依据429总线标准设计，可完成符合此标准的所有信号的输入、输出和调理。
单板功能检测通道分为5个子通道，分别用于检测相机的主控板、曝光板、补偿调焦板、429通讯板、电源板。建立检测所需的各种附加激励信号源、信号调理、测试控制功能模块，各检测子通道数据接口与所检测的电路板接口相对应，可完成各功能电路板的实时检测。内场检测仪总体结构组成如图1所示：
其中主控系统是检测仪的核心部分，由PC104总线结构的计算机及板卡构成。主控系统提供了检测仪所需的航空总线、工业总线、数字量输入输出、模拟量输入输出等基础检测资源，所有资源由PC104总线的嵌入式计算机统一管理，根据检测需要对检测资源进行合理分配。主控系统组成如图2所示。
2 检测仪系统的软件设计
2.1 软件的总体设计
检测仪的软件主要包括系统自检模块、任务仿真管理模块和板级检测功能模块，软件基本流程如图3所示。检测仪系统加电后，首先进行系统自检，若系统自检不通过，则将向检测人员提供系统错误信息；自检成功后，系统进入检测项目选择菜单，由操作人员根据菜单提示选择检测项目，并根据检测需要输入相应参数，进入检测流程，检测结束后，检测仪在显示屏上给出检测结果，经操作人员确认后，返回检测项目选择菜单，以进行下一项检测或退出系统。
2.2 板级电路性能检测的软件设计
在完成Windows操作系统引导后，系统将自动进入检测仪自检程序，如果系统自检不成功，则系统将进入错误处理程序，并中断检测流程。如果系统自检成功，则系统将进入操作界面，提示并等待操作人员输入检测项目选择指令。
板级电路性能检测界面有六个控制选项，分别实现不同的功能检测，如图4所示。当根据系统菜单提示选定某一板级检测项目后，系统将执行相应的检测流程，在板级检测过程中，所有检测流程均由系统自动执行，检测软件将根据各被检测板的检测指标给出检测结论，全部检测项目检测完毕后将提示检测人员对检测结果进行确认并返回系统主菜单。
2.3 机载任务仿真系统软件设计
任务仿真系统可在相机没有与飞机连接的情况下，在地面上仿真航空相机与飞机之间的通讯任务，仿真航空相机载机管理系统中主控计算机对相机的控制，可模拟确定相机工作方式所需的飞机空中姿态数据，通过429总线接口向相机发送控制指令及模拟数据，接收、处理航空相机的工作反馈信息，供地面检查人员进行相机工作状态及工作性能判断。相机任务系统仿真测试界面如图5所示。
任务仿真操作界面分为三个部分，上部为任务仿真系统发送给相机的参数，该部分数据可以根据需要进行修改，满足测试的需求。下部为相机返回的状态数据，该部分数据为只读。右部为操作指示，给出了相应指令对应的操作键，其操作的有效性依赖于相机返回的状态字，按钮变成灰色表示此时不能进行该操作。
3 结论
本文针对航空相机的地面检测需求，设计完成了内场检测仪，作为某型全景相机配套地面检测设备，该检测仪可检测航空相机整机工作是否正常，并可对相机控制系统进行板级故障诊断。该检测仪研制手段先进，结构设计合理，在系统组成连接、操作使用等方面与全景相机完全配套和兼容，在可靠性、维修性、系统总体性能上都比较稳定，为全景相机的研制和使用提供了强有力的保障。
参考文献
［1］孙旭光.一种多功能ARINC429总线接口板设计，测控技术［J］.2003 （6）：38-41.
［2］ 陈 芳．基于PC/104的429通信总线的设计与实现［J］.电子技术，2004(11)：11-14.
［3］ 孙 鑫．Visual c++深入详解［M］.机械工业出版社，2006.
关键词：航空相机； 故障诊断； 任务仿真
中图分类号：TP273 文献标志码：B文章编号：1671-7953(2009)01-0025-03
Design of Aerocamera Infield Detector
TIAN Cheng-jun1，AN Zhi-yong2，LI Li-juan2，YANG Cheng-yu2，DUAN Jie2
（1.College of Electronics&Information Engineering，Changchun University of Science and Technology，130022，China；
2.College of Photo&electrical Engineering，ChangChun University of Science and Technology，ChangChun，130022，China）
Abstract: Aerocamera is a reconnaissance equipment which is provided for the new type scout airplane.The abominable working condition of circumstance gives rise to various kinds of fault. To assure the camera work normally，fault diagnose of aerocamera on the ground becomes important. According to the ground testing，this paper designs a fault diagnose system for aerocamera. The overall design of camera detecting system uses the theory of ATE.All the detection resources are managed by embedded industrial computer based on PC104 bus，and distributed by demand of camera detecting. This system can emulate the communication task between aerocamera and airplane on the ground，complete the detection of whole machine performance. Engineering practice shows this detector can rapidly detect the fault of aerocamera，and shorten the fault obviation time，guarantee aerocamera work normally.
Key words: aerocamera；fault diagnose；communication task emulate
可见光胶片型航空相机是为侦察机配备的侦察设备，可对地（海）面目标作扫描侦察摄影，监视战场态势变化。相机在使用的过程中会出现故障，这些故障来源于相机自身情况、载机条件、环境条件、使用维护和人员操作。要排除故障首先查出故障所在，因此，对航空相机的故障诊断技术的研究就变得尤为重要。本文针对航空相机的检测需求设计完成了航空相机内场检测仪，该检测仪是中低空全景相机配套的地面检测设备，可以检测全景相机整机工作是否正常，并可对有故障相机进行实时故障诊断。
1 检测仪总体方案设计
检测仪采用PC104嵌入式计算机结构，附加信号仿真模拟功能模块、通讯数据总线接口模块、检测信号采集调理功能模块及其它配套功能模块，构成了检测仪的相机管理仿真通道和单板功能检测通道，完成检测仪的主要功能。
相机管理仿真通道主要用于仿真载机管理系统中主控计算机对相机的管理控制功能。其通讯接口依据429总线标准设计，可完成符合此标准的所有信号的输入、输出和调理。
单板功能检测通道分为5个子通道，分别用于检测相机的主控板、曝光板、补偿调焦板、429通讯板、电源板。建立检测所需的各种附加激励信号源、信号调理、测试控制功能模块，各检测子通道数据接口与所检测的电路板接口相对应，可完成各功能电路板的实时检测。内场检测仪总体结构组成如图1所示：
其中主控系统是检测仪的核心部分，由PC104总线结构的计算机及板卡构成。主控系统提供了检测仪所需的航空总线、工业总线、数字量输入输出、模拟量输入输出等基础检测资源，所有资源由PC104总线的嵌入式计算机统一管理，根据检测需要对检测资源进行合理分配。主控系统组成如图2所示。
2 检测仪系统的软件设计
2.1 软件的总体设计
检测仪的软件主要包括系统自检模块、任务仿真管理模块和板级检测功能模块，软件基本流程如图3所示。检测仪系统加电后，首先进行系统自检，若系统自检不通过，则将向检测人员提供系统错误信息；自检成功后，系统进入检测项目选择菜单，由操作人员根据菜单提示选择检测项目，并根据检测需要输入相应参数，进入检测流程，检测结束后，检测仪在显示屏上给出检测结果，经操作人员确认后，返回检测项目选择菜单，以进行下一项检测或退出系统。
2.2 板级电路性能检测的软件设计
在完成Windows操作系统引导后，系统将自动进入检测仪自检程序，如果系统自检不成功，则系统将进入错误处理程序，并中断检测流程。如果系统自检成功，则系统将进入操作界面，提示并等待操作人员输入检测项目选择指令。
板级电路性能检测界面有六个控制选项，分别实现不同的功能检测，如图4所示。当根据系统菜单提示选定某一板级检测项目后，系统将执行相应的检测流程，在板级检测过程中，所有检测流程均由系统自动执行，检测软件将根据各被检测板的检测指标给出检测结论，全部检测项目检测完毕后将提示检测人员对检测结果进行确认并返回系统主菜单。
2.3 机载任务仿真系统软件设计
任务仿真系统可在相机没有与飞机连接的情况下，在地面上仿真航空相机与飞机之间的通讯任务，仿真航空相机载机管理系统中主控计算机对相机的控制，可模拟确定相机工作方式所需的飞机空中姿态数据，通过429总线接口向相机发送控制指令及模拟数据，接收、处理航空相机的工作反馈信息，供地面检查人员进行相机工作状态及工作性能判断。相机任务系统仿真测试界面如图5所示。
任务仿真操作界面分为三个部分，上部为任务仿真系统发送给相机的参数，该部分数据可以根据需要进行修改，满足测试的需求。下部为相机返回的状态数据，该部分数据为只读。右部为操作指示，给出了相应指令对应的操作键，其操作的有效性依赖于相机返回的状态字，按钮变成灰色表示此时不能进行该操作。
3 结论
本文针对航空相机的地面检测需求，设计完成了内场检测仪，作为某型全景相机配套地面检测设备，该检测仪可检测航空相机整机工作是否正常，并可对相机控制系统进行板级故障诊断。该检测仪研制手段先进，结构设计合理，在系统组成连接、操作使用等方面与全景相机完全配套和兼容，在可靠性、维修性、系统总体性能上都比较稳定，为全景相机的研制和使用提供了强有力的保障。
参考文献
［1］孙旭光.一种多功能ARINC429总线接口板设计，测控技术［J］.2003 （6）：38-41.
［2］ 陈 芳．基于PC/104的429通信总线的设计与实现［J］.电子技术，2004(11)：11-14.
［3］ 孙 鑫．Visual c++深入详解［M］.机械工业出版社，2006.