一种挂飞采集设备远程控制系统及方法与流程

1.本发明属于飞行器数据存储及管理技术领域，具体涉及一种挂飞采集设备远程控制系统及方法。


背景技术：

2.各类飞行器均需要通过飞行试验来验证功能和指标，在飞行试验中，会实时产生大量试验数据，该类数据信息可用于在飞行试验完成后，复查飞行状态、恢复飞行场景。而飞行舱内空间受限，而且要在强震动、低温等条件下工作，常无人值守，对此类试验数据的收集工作较为困难。
3.而且随着机载雷达信号带宽的增大，数据量的传输需求也随之翻倍，对采集录取设备的传输带宽和速率的要求更高。常规的采集存储设备一般通过人机交互界面，采用本机控制方式，需要人为干预启动或停止采集过程，无法适用于无人机载数据采集。而采用无主机自主采集机制实现的挂飞采集设备，往往可靠性差，存储速率低；而且在飞行试验数据采集存储完成后，对数据的回放、导出以及文件系统管理等后续操作，往往没有便捷可行的处理机制，无法满足无人机挂飞采集设备的高速数据存储以及数据文件管理需求。
4.这就要求自动数据采集存储系统，既能实现在无人值守、无主机控制下的自动采集存储功能，以便高速接收飞行器输出的海量数据，又要能兼容在有人值守的地面模式下进行远程托管，实现数据采集、数据管理、数据导出和数据回放等功能，使飞行试验数据发挥作用。因此实现一种挂飞采集设备远程控制系统及方法，是一项对于飞行器数据存储研究非常重要的技术。


技术实现要素：

5.本发明需解决的技术问题是提供一种适用于无人机的自主挂飞高速采集设备以及线下远程数据管理系统的设计及方法，更方便快捷地实现飞行试验的数据采集存储。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种挂飞采集设备远程控制系统，采取技术方案如下：
7.所述系统包括挂飞采集设备和地面远控设备；
8.所述挂飞采集设备在飞行状态下，完成自动数据采集存储，并进行状态监测及处理；在地面模式下，所述挂飞采集设备使用光纤电缆物理连接地面远控设备，接受地面远控设备的接管指令，执行数据管理、导出、回放和采集存储操作流程；
9.所述地面远控设备包括数据管理模块和状态监控模块；数据管理模块在挂飞采集设备进入地面模式后，向挂飞采集设备发送接管指令，完成数据文件系统管理、地面模式数据采集、数据导出及回放功能控制；状态监控模块用于监测挂飞采集设备异常状态，对异常状态标识进行分类，驱使不同的异常处理机制；
10.地面环境下，挂飞采集设备使能地面远控设备互联光纤接口接收端，接管指令标识在地面远控设备指令帧装订后被使能，进入远程接管状态；挂飞采集设备根据地面远控
设备下发的指令进入相应的数据管理、导出、回放和采集存储操作流程，同时地面远控设备状态监控模块监测挂飞采集设备异常状态，如存在异常，则转入异常处理；如状态正常，则执行相应的数据操作，直至完成数据管理、导出、回放和采集存储操作流程。
11.所述挂飞采集设备设置延时计时器，在开机上电复位后，继而打开延时计时器，等待地面远控设备下发的接管指令帧到达，在等待延时计时器计满后，判断接管指令标识。
12.所述挂飞采集设备在地面远控设备各对应指令操作流程中，均设置异常状态识别标识，用于监测挂飞采集设备异常状态。
13.基于挂飞采集设备远程控制系统，本发明提出了一种挂飞采集设备远程控制方法，包括如下步骤：
14.步骤s1、挂飞采集设备在开机上电复位后，打开等待延时计时器，并使能地面远控设备互联光纤接口接收端，等待地面远控设备下发的接管指令帧到达；
15.步骤s2、挂飞采集设备在等待延时计时器计满后，接管指令标识在地面远控设备指令帧装订后被使能，进入远程接管状态；否则，转入步骤s4；
16.步骤s3、挂飞采集设备根据地面远控设备下发的指令进入相应的数据管理、导出、回放和采集存储操作流程，同时地面远控设备状态监控模块监测挂飞采集设备异常状态，如存在异常，则转入异常处理；如状态正常，则执行相应的数据操作，直至完成相应的数据管理、导出、回放和采集存储操作流程；
17.步骤s4、挂飞采集设备在地面远控设备接管无效后，启动参数自动装订，自动进入数据采集存储流程，直到飞行试验指挥端通过遥测接口向挂飞采集设备下发停止指令；挂飞采集设备在自动采集过程中实时进行状态监测及处理。
18.根据上述技术方案，本发明的有益效果包括：
19.1、既可在飞行环境下进行自动数据采集存储，也能响应地面远控系统中断，进入地面远控系统托管状态，执行地面远控系统装订的指令操作；
20.2、可在地面远控系统托管状态下，反复进行数据采集、数据管理、数据导出、数据回放等操作；
21.3、可在地面远控系统托管状态下，实时进行异常状态监测，判别异常类型，执行相应错误处理措施；
22.4、可在飞行环境下，进入无主机自主工作模式，自动完成参数装订、进行数据采集存储；
23.5、可在一次飞行试验中可以反复循环重启，完成数据采集存储操作，直至飞行试验完成关机。
附图说明
24.图1是本发明实施例的挂飞采集设备远程控制方法流程示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细的解释和说明。
26.一种挂飞采集设备远程控制系统，所述系统由挂飞采集设备和地面远控设备构成。
27.所述挂飞采集设备在飞行状态下，完成自动数据采集存储，并进行状态监测及处理；在地面模式下，所述挂飞采集设备使用光纤电缆物理连接地面远控设备，接受地面远控设备的接管指令，完成数据管理、导出、回放和采集存储等操作。
28.所述地面远控设备包括数据管理模块和状态监控模块。数据管理模块在挂飞采集设备进入地面模式后，向挂飞采集设备发送接管指令，完成数据文件系统管理、地面模式数据采集、数据导出及回放功能控制等。状态监控模块主要监测挂飞采集设备异常状态，对异常状态标识进行分类，驱使不同的异常处理机制。
29.地面环境下，挂飞采集设备使能地面远控设备互联光纤接口接收端，接管指令标识在地面远控设备指令帧装订后被使能，进入远程接管状态；挂飞采集设备根据地面远控设备下发的指令进入相应的数据管理、导出、回放和采集存储操作流程，同时地面远控设备状态监控模块监测挂飞采集设备异常状态，如存在异常，则转入异常处理；如状态正常，则执行相应的数据操作，直至完成相应的数据管理、导出、回放和采集存储操。
30.所述挂飞采集设备设置计时器，在开机上电复位后，继而打开等待延时计时器，等待地面远控设备下发的接管指令帧到达，挂飞采集设备在等待延时计时器计满后，判断接管指令标识。
31.挂飞采集设备在地面远控设备各对应指令操作流程中，均设置异常状态识别标识，用于监测挂飞采集设备异常状态，地面远控设备发起查询后，上报异常状态。地面远控设备依据异常分类区别处理，若为不可恢复错误，则报告异常状态，等待用户决策；若为可恢复错误，则发起复位操作，等待挂飞采集设备复位完成，启动再次接管。
32.基于挂飞采集设备远程控制系统，本发明提出了一种挂飞采集设备远程控制方法。图1是本发明实施例的挂飞采集设备远程控制方法流程示意图，具体包括如下步骤：
33.步骤1、建立物理光纤链路连接
34.1.1物理连接
35.地面环境下，挂飞采集设备使用光纤电缆物理连接地面远控设备；
36.1.2地面远控设备准备
37.地面远控设备启动控制程序，进入等待状态。
38.步骤2、上电延时等待
39.挂飞采集设备在开机上电后，启动上电复位，自检状态正常后，完成复位操作，继而打开等待延时计时器，并使能地面远控设备互联光纤接口接收端，等待地面远控设备下发的接管指令帧到达。
40.步骤3、远控接管判断
41.3.1解析接管指令帧
42.地面环境下，挂飞采集设备在延时计满前，接收到地面远控设备装订的指令帧，解析指令帧，获取地面远控设备接管指令标识；如在飞行环境下，则该步骤省略，挂飞采集设备不会接收到地面远控设备指令帧；
43.3.2等待延时计满，判断接管标识
44.挂飞采集设备在等待延时计时器计满后，判断接管指令标识，则挂飞采集设备如在飞行环境下，接管指令标识未使能，接管无效；如在地面环境下，则接管指令标识在地面远控设备指令帧装订后被使能，进入远程接管状态。
45.步骤4、远程控制数据管理操作
46.4.1数据管理操作
47.地面远控设备下发数据管理(数据删除、数据列表读取等)指令，挂飞采集设备进入数据管理流程后，执行指定操作，随后地面远控设备查询挂飞采集设备的工作状态是否存在异常，如存在异常，则转入异常处理；如状态正常，更新数据列表信息，退出数据管理流程，则等待地面远控设备下一步操作指令；
48.4.2数据导出操作
49.地面远控设备下发数据导出指令，挂飞采集设备进入数据导出流程后，地面远控设备查询挂飞采集设备的工作状态是否存在异常，如存在异常，则转入异常处理；如状态正常，则通过光纤根据数据格式，按帧将数据输送到地面远控设备；每一段数据传输完成后，地面远控设备根据文件数据量判断数据是否导出完成，如导出未完成，则转入下一段数据传输，继续查询挂飞采集设备的工作状态是否存在异常；如导出完成，退出数据导出流程，则等待地面远控设备下一步操作指令；
50.4.3数据回放操作
51.地面远控设备下发数据回放指令，挂飞采集设备进入数据回放流程后，地面远控设备查询挂飞采集设备的工作状态是否存在异常，如存在异常，则转入异常处理；如状态正常，则通过光纤根据数据格式，按帧将数据输送到数据接收设备；每一段数据传输完成后，地面远控设备根据文件数据量判断数据是否回放完成，如回放未完成，则转入下一段数据传输，继续查询挂飞采集设备的工作状态是否存在异常；如回放完成，退出数据回放流程，则等待地面远控设备下一步操作指令；
52.4.4数据采集存储操作
53.地面远控设备下发数据采集存储开始指令，挂飞采集设备进入数据采集流程后，地面远控设备查询挂飞采集设备的工作状态是否存在异常，如存在异常，则转入异常处理；如状态正常，则等待采集数据；并根据数据协议要求，组织数据内容进行存储；直到地面远控设备下发数据采集存储停止指令，挂飞采集设备完成当前数据采集存储，更新数据列表信息，退出数据采集流程，等待地面远控设备下一步操作指令。
54.步骤5、状态监测处理
55.5.1异常监测
56.在地面远程设备接管下，挂飞采集设备在各对应指令操作流程中，均设置异常状态识别标识，用于监测挂飞采集设备异常状态，地面远控设备发起查询后，上报异常状态；
57.5.2异常识别
58.异常处理流程按照异常严重级别，对异常状态标识进行分类，驱使不同的异常处理机制。
59.5.3异常处理
60.地面远控设备依据异常分类区别处理，若为不可恢复错误，则报告异常状态，等待用户决策；若为可恢复错误，则发起复位操作，等待挂飞采集设备复位完成，启动再次接管。
61.步骤6、自动数据采集存储
62.挂飞采集设备在地面远控设备接管无效后，启动参数自动装订，进行系统初始化；随后自动进入数据采集流程，等待采集数据；并根据数据协议要求，组织数据内容进行存
储；直到飞行试验指挥端通过遥测接口向挂飞采集设备下发停止指令，挂飞采集设备完成当前文件存储，建立文件列表，退出自动采集流程；
63.步骤7、自动错误监测处理
64.挂飞采集设备在自动采集过程中实时监测异常状态，若产生不可恢复错误，自动退出采集流程，进入静默状态，等待飞行试验完成；若产生可恢复错误，执行异常处理措施，退出自动采集流程。
65.上述具体实施方式仅用于解释和说明本发明的技术，但并不能构成对权利要求的保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上，进行任何简单的变形或者替换而得到的新的技术方案，均将落入本发明的保护范围之内。