基于变送器网络的飞机数据采集系统的制作方法

本实用新型属于飞机数据采集技术领域，具体涉及一种基于变送器网络的飞机数据采集系统。

背景技术：

现有大多数飞机数据采集系统中，变送器与信号调理装置通过导线连接，后者进行A/D转换后送入计算机。这种模式导致变送器和信号调理装置之间安装的电缆线较长，同时对变送器的激励电压要求必须非常精确，否则线路发生任何变化都可能影响变送器输出，电缆线上的压降要进行补偿，必须使用更多的电缆；其次，电缆线过长会使噪声增加，使测量误差增加。为了解决传统数据采集系统的线缆多、布线困难、检测不便的特点，现如今缺少一种结构简单、设计合理的基于变送器网络的飞机数据采集系统，通过组建变送器网络进行数据转换，减少布线，支持变送器网络的任意拓扑结构，采用双绞线，满足下行为变送器网络接口模块及其附件供电，上行数字信号上传信息，无极性通讯，易用且扩展性强。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于变送器网络的飞机数据采集系统，其设计新颖合理，结构简单，线缆连接少、噪声低、数据采集控制精度高、布线容易、检测方便，变送器网络支持任意拓扑结构，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：包括与机载计算机相接的变送器网络控制器和多个均与变送器网络控制器相接且分别用于处理飞机数据的变送器网络接口模块，所述变送器网络接口模块通过双绞线与变送器网络控制器连接，双绞线上连接有供电电源，变送器网络接口模块包括FPGA模块以及与FPGA模块相接的存储器和数字I/O接口，FPGA模块的输入端接有模数转换电路和用于调理供电电源电压的电源调理电路，FPGA模块的输出端接有数模转换电路，模数转换电路的输入端接有用于采集飞机参数的传感器组件，数模转换电路的输出端接有用于对飞机部件施加控制力的作动器，数字I/O接口上连接有用于对飞机参数进行转换传输的转换器。

上述的基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：所述变送器网络控制器为嵌入式处理器。

上述的基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：所述传感器组件包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、电流传感器和电压传感器的任意组合。

上述的基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：所述变送器网络控制器通过CAN总线或USB通信模块与机载计算机相接。

上述的基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：所述变送器网络接口模块通过SPI总线方式与变送器网络控制器进行通信。

上述的基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：所述供电电源为28V直流电源。

上述的基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：所述双绞线的长度小于300m。

上述的基于变送器网络的飞机数据采集系统，其特征在于：所述传感器组件、作动器和转换器的数据均为多个。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置双绞线，在双绞线上连接供电电源，双绞线为变送器网络接口模块中各部分以及变送器网络控制器传输电源的同时进行数据传输，使用效果好，便于推广使用。

2、本实用新型通过变送器网络控制器连接多个变送器网络接口模块避免每个使用的传感器及作动器均通过导线连接至变送器控制器，线缆连接少、噪声低、数据采集控制精度高、布线容易、级联化容易，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型设计新颖合理，安装方便，可根据飞机实际部位选择连接需求的传感器组件、作动器和转换器，拓扑结构多样化，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，线缆连接少、噪声低、数据采集控制精度高、布线容易、检测方便，变送器网络支持任意拓扑结构，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型变送器网络接口模块与传感器组件、作动器和转换器的电路连接框图。

附图标记说明:

1-变送器网络接口模块； 1-1-FPGA模块；

1-2-电源调理电路； 1-3-存储器； 1-4-模数转换电路；

1-5-数模转换电路； 1-6-数字I/O接口； 2-双绞线；

3-供电电源； 4-变送器网络控制器； 5-机载计算机；

6-传感器组件； 7-作动器； 8-转换器。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括与机载计算机5相接的变送器网络控制器4和多个均与变送器网络控制器4相接且分别用于处理飞机数据的变送器网络接口模块1，所述变送器网络接口模块1通过双绞线2与变送器网络控制器4连接，双绞线2上连接有供电电源3，变送器网络接口模块1包括FPGA模块1-1以及与FPGA模块1-1相接的存储器1-3和数字I/O接口1-6，FPGA模块1-1的输入端接有模数转换电路1-4和用于调理供电电源3电压的电源调理电路1-2，FPGA模块1-1的输出端接有数模转换电路1-5，模数转换电路1-4的输入端接有用于采集飞机参数的传感器组件6，数模转换电路1-5的输出端接有用于对飞机部件施加控制力的作动器7，数字I/O接口1-6上连接有用于对飞机参数进行转换传输的转换器8。

本实施例中，所述供电电源3为28V直流电源。

需要说明的是，供电电源3接入FPGA模块1-1之前通过电源调理电路1-2将28V直流电源转换为FPGA模块1-1可接受的电压等级，保护变送器网络接口模块1工作稳定。

本实施例中，所述变送器网络控制器4为嵌入式处理器。

实际使用中，变送器网络控制器4中还设置有适合嵌入式处理器的电源调理电路，供电电源3连接在双绞线2上，为变送器网络接口模块1供电的同时为变送器网络控制器4供电，适合嵌入式处理器的电源调理电路将28V直流电源转换为嵌入式处理器可接受的电压等级，保护嵌入式处理器工作稳定。

本实施例中，所述传感器组件6包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、电流传感器和电压传感器的任意组合。

本实施例中，所述传感器组件6、作动器7和转换器8的数据均为多个。

本实施例中，所述变送器网络接口模块1通过SPI总线方式与变送器网络控制器4进行通信。

需要说明的是，FPGA模块1-1可连接多个模数转换电路1-4、多个数模转换电路1-5和多个数字I/O接口1-6，满足飞机多参数转换的需求，实际使用中，与数字I/O接口1-6连接的转换器8为通信转换模块或数字信号转换模块，可将飞机参数转换为FPGA模块1-1可处理的信号，经数字I/O接口1-6送入FPGA模块1-1，所述变送器网络接口模块1通过SPI总线方式在双绞线2上与变送器网络控制器4进行通信。

本实施例中，所述变送器网络控制器4通过CAN总线或USB通信模块与机载计算机5相接。

本实施例中，所述双绞线2的长度小于300m。

实际使用中，双绞线2的长度小于300m保证传输的可靠性和实时性，实现数据传输的噪声低、数据采集控制精度高、布线容易、检测方便的效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。