本发明属于机载夜视系统航电操控技术领域，具体为一种适用于夜视系统航电操控模拟装置。
背景技术
机载夜视系统是直升机作在昼夜间辅助降落、恶劣环境下辅助导航和低空环境中防撞预警的机载光电夜视设备。飞行员在直升机飞行过程中通过操控和监视综合任务处理机完成在不同天气条件下或在昼夜间不良天气环境中辅助降落、辅助导航和防撞预警等飞行任务。通常，一方面夜视系统在研发和试制过程中需要对红外热像仪、微光电视、伺服系统和图像融合板的功能和性能进行调试和检测；另一方面夜视系统在夜间无月光或半月光环境中对微光电视探测的外界场景和微光电视与红外热像仪融合的外界场景的图像品质进行监控和评估，都需要通过航电操控模拟装置实现对夜视系统的操控和监测，因此设计和研制一种适用于夜视系统航电操控模拟装置显得尤为重要。
目前，现有夜视系统航电操控模拟装置一种是在台式工控机的扩展槽插1553b总线板卡；另一种是在普通笔记本电脑通过usb接口连接1553b适配器，为模拟航电操控方法提供硬件支持。夜视系统航电操控模拟方法一种是由厂商直接提供，优点是买了即可用、软硬件维护方便；缺点是订货周期长，采购成本高，二次开发困难等；另一种厂商提供驱动层相关接口，由用户开发，优点是适应性和兼容性强、采购成本低；缺点是开发和测试周期长，人力成本高等。
目前关于适用于夜视系统航电操控模拟装置详细技术内容未见公开报道。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种适用于夜视系统航电操控模拟装置。
本发明的技术方案为：
所述一种适用于夜视系统航电操控模拟装置，其特征在于：包括航电操控应用层和协议数据处理层；
所述航电操控应用层包括航电操控触发模块、执行状态更新模块和提示信息显示模块，完成对远程终端夜视系统rt航电模拟操控；航电操控触发模块触发航电操控事件，启动总线控制器bc调用处理航电操控指令接口向rt发送航电操控指令，执行状态更新模块调用解析执行状态接口周期更新rt向bc反馈的夜视系统执行状态数据，提示信息显示模块显示bc监测的收发提示信息；
所述协议数据处理层包括配置消息时序链表模块、写入航电操控消息模块和读取执行状态消息模块；配置消息时序链表模块用于初始化1553b板卡通道和设置bc功能、设置消息时序链表中消息块属性；写入航电操控消息模块调用处理航电操控接口下传航电操控应用层响应的航电操控指令，根据1553b通讯协按位异或逻辑运算组合为航电操控消息块写入1553b板卡；读取执行状态消息模块从1553b板卡读取rt反馈的执行状态消息块，调用解析执行状态接口根据1553b通讯协议按位或逻辑运算析取夜视系统反馈的执行状态数据，上报航电操控应用层。
进一步的优选方案，所述一种适用于夜视系统航电操控模拟装置，其特征在于：还包括人机交互操控界面，由航电操控触发面板、执行状态更新面板和提示信息显示面板组成，分别对应关联航电操控触发模块、执行状态更新模块和提示信息显示模块；用户在航电操控触发面板触发的航电操控指令经过夜视系统rt响应后将执行状态反馈到执行状态更新面板，接收和发送的提示信息在提示信息显示面板进行显示；航电操控触发面板周边28个操控键中除了6个操控模式键之外的其他键，能够在不同操控模式下触发不同航电操控事件，具有一键复用功能，且在不同操控模式下处于激活或未激活状态，具有防误操作功能。
进一步的优选方案，所述一种适用于夜视系统航电操控模拟装置，其特征在于：采用以下步骤配置消息时序链表：
步骤1：初始化1553b板卡和设置bc功能：初始化1553b板卡a通道和设置1553b板卡支持bc功能，判断初始化1553b板卡是否成功，若不成功则上报失败信息并退出配置消息时序链表，否则设置bc功能，包括设置消息块数、消息块周期、无响应时间、最迟响应时间；判断设置bc功能是否成功，若不成功则上报失败信息并退出配置消息时序链表，否则分配消息缓冲区；判断分配消息缓冲区是否成功，若不成功则上报失败信息并退出配置消息时序链表，否则执行步骤2；
步骤2：设置消息块0至6：1)设置消息块0控制信息：包括设置bc子帧开始、下一个消息块编号、消息间隔；2)组合1553b命令字：包括设置rt地址和子地址、rt发送及其发送数据字数、消息块方向；3)向1553b板卡内存写入消息块和在1553b板卡开辟消息缓冲区存储rt反馈的执行状态消息，判断写1553b板卡是否成功，若不成功则上报失败信息并退出配置消息时序链表，否则按照下一个消息块编号设置消息块，其过程与设置消息块0相同，直至消息块5；5)设置消息块6，其中设置消息块6不同之处在于：设置bc子帧结束，下一个消息块编号为0，表示该次配置消息块循环周期结束，下周期从消息块0重新配置；
步骤3：设置消息块7至9：1)设置消息块7控制信息：包括设置下一个消息块编号、消息间隔；2)组合1553b命令字：包括设置rt地址和子地址、rt接收及其接收数据字数，消息块方向；3)向1553b板卡内存写入消息块和在1553b板卡内存开辟消息缓冲区存储bc发送的航电操控消息；4)判断写1553b板卡是否成功，若不成功则上报失败信息并退出配置消息时序链表，否则按照下一个消息块编号设置消息块，其过程与设置消息块7相同；
步骤4：启动bc运行消息时序链表。
进一步的优选方案，所述一种适用于夜视系统航电操控模拟装置，其特征在于：夜视系统反馈的执行状态数据根据1553b通讯协议分6个消息块，分别对应配置消息时序链表中消息块0至5；启动定时器，调用总线接口驱动层提供的读取消息接口顺序遍历消息块0至5，具体过程为：
读取1553b板卡rt消息缓冲区中的消息块0，包括rt反馈的1553b状态字、数据字和时间标签；判断读取消息块0是否成功，若不成功则跳至遍历消息块1；否则判断控制字是否等于0xffff，若等于则读取消息块0不正确并退出遍历消息块，等待下次遍历；否则调用解析执行状态接口根据1553b通讯协议按位或逻辑运算析取rt反馈夜视系统执行状态信息，相对应执行状态逻辑变量置位，并上报航电操控应用层，刷新航电操控触发模块和提示信息显示模块，遍历消息块0完成；按照相同方法顺序遍历消息块1至5，本次遍历消息块结束，等待下周期遍历操作。
进一步的优选方案，所述一种适用于夜视系统航电操控模拟装置，其特征在于：夜视系统响应的航电操控指令根据1553b通讯协议分航电操作指令i、ii和iii，分别对应配置消息时序链表中消息块7至9，其中航电操控指令i和ii由用户触发，航电操控指令iii由定时器触发，之后处理航电操控指令、封装和发送航电操控消息块的运行方法相同，具体过程为：
1、触发和处理航电操控指令：用户双击人机交互操控界面的操控按键触发航电操控事件，调用相关联的操控方法判断是否属于航电操控指令i，若不是则为ii，否则为i，相对应操控逻辑变量置位，刷新航电操控触发模块和提示信息显示模块；定时器周期触发航电时间事件，调用相关联的操控方法读取bc当前北京时间：时分秒(h：m：s)，并转换成毫秒数据t_data＝(h×3600+m×60+s)×1000×25；
2、封装和发送航电操控消息块：调用处理航电操控接口根据1553b通讯协议按位逻辑异或运算组合成1553b数据字，结合配置消息时序链表中1553b命令字封装成航电操控消息块写入1553b板卡bc消息缓冲区；调用非周期消息检测接口检测当前消息链表是否有消息块正在被发送，若有则继续检测，否则调用非周期消息发送接口向1553b板卡写入航电操控消息块；判断写入消息块是否成功，若不成功则上报发送失败提示信息，否则上报发送成功提示信息；释放1553b总线板卡缓冲区中消息块，继续等待触发航电操控事件。
有益效果
本发明的有益效果体系在以下几个方面：
1)提供了图形化和模块化人机交互操控界面，包括航电操控触发、执行状态更新和提示信息显示等模块，实现对夜视系统航电操控，界面中操控按键具有一键多用功能和激活或未激活状态，易于用户操控监视和防误操作；
2)封装了处理航电操控和解析执行状态等接口，实现航电操控指令和执行状态信息在航电操控应用层和协议数据处理层之间相互流通，应用层界面设计简单、处理层通信接口少，易于软件维护和二次开发；
3)开发了配置消息时序链表、写入航电操控消息和读取执行状态消息等接口，实现1553b消息块在1553b总线读写操控，屏蔽1553b板卡底层驱动接口，易于配置1553b消息时序链表和策划收发消息块。
附图说明
图1是本发明组成架构图。
图2是本发明配置1553b消息时序链表图。
图3是本发明读1553b消息块流程图。
图4是本发明写1553b消息块流程图。
图5是本发明人机交互操控界面图。
图6是本发明析取rt执行状态界面图。
具体实施方式
下面结合具体实例描述本发明：
如图1所示，本发明实例中的夜视系统航电操控模拟方法由航电操控应用层和协议数据处理层组成，其中航电操控应用层提供了图形化、模块化人机交互操控界面，包括航电操控触发、执行状态更新和提示信息显示等模块，完成对夜视系统航电模拟操控。航电操控触发模块触发航电操控事件和航电时间事件，启动bc调用处理航电操控接口向rt发送航电操控指令；执行状态更新模块调用解析执行状态接口周期更新rt向bc反馈的执行状态数据；提示信息显示模块显示bc监测的收发提示信息。协议数据处理层通过调用总线接口驱动层提供的相应接口实现对1553b总线的读写操控，包括配置消息时序链表、写入航电操控消息和读取执行状态消息。配置消息时序链表用于初始化1553b板卡通道和1553b板卡中bc功能、设置消息链表中消息块的属性等；写入航电操控消息调用处理航电操控接口下传航电操控应用层响应的航电操控指令，根据1553b通讯协议按位异或逻辑运算组合成航电操控消息块，写入1553b板卡分配的消息块缓冲区；读取执行状态消息从1553b板卡消息缓冲区中读取rt反馈的执行状态消息块，调用解析执行状态接口根据1553b通讯协议按位或逻辑运算析取夜视系统反馈的执行状态数据，并上报航电操控应用层。
如图2所示，第一步、初始化1553b板卡通道和设置bc工作模式。调用总线接口驱动层提供的初始化1553b板卡接口初始化1553b板卡a通道，即在a通道接收和发送消息块；调用设置1553b板卡工作模式接口设置bc工作模式，判断初始化1553b板卡是否成功，若不成功则上报初始化1553b失败信息并退出配置消息时序链表，否则调用设置1553b板卡bc功能接口设置bc功能：包括设置消息链表中消息块数9，消息块间隔时间20ms、无响应时间2us和最迟响应时间1.7us等，判断设置bc功能是否成功，若不成功则上报设置bc功能失败信息并退出配置消息时序链表，否则调用分配1553b消息缓冲区接口分别为消息块分配消息缓冲区，每个消息块分配1个消息缓冲区，判断分配缓冲区是否成功，若不成功则上报分配缓冲区失败信息并退出配置消息时序链表，否则执行第二步。第二步、设置消息块0至6。设置消息块0控制信息：包括设置bc子帧开始，即消息块0为子帧模式中第一个消息块；下一个消息块编号1，即设置消息块0完成之后设置消息块1；消息间隔10us，即消息块中消息间隔时间；调用设置1553b命令字接口组合1553b命令字：包括设置rt地址8和子地址1、rt发送及其发送1553b数据字数6，消息块方向bc→rt；调用写1553b板卡消息块接口向1553b板卡分配内存中写入消息块0，调用开辟1553b板卡消息缓冲区接口在1553b板卡内存中开辟的消息缓冲区存储rt反馈的执行状态消息块，包括1553b状态字和数据字，分别判断写1553b板卡是否成功，若不成功则上报写1553b板卡失败信息并退出配置消息时序链表，否则按照下一个消息块编号设置相应消息块，其方法与设置消息块0相同，直至消息块5；设置消息块6不同之处在于设置子帧结束，下一个消息块编号0，即从消息块0执行到6为止，设置消息块循环结束，下周期重新从消息块0开始设置。第三步、设置消息块7至9。设置消息块7控制信息：包括设置下一个消息块编号0xffff，即消息块7只设置一次；消息间隔10us，即消息块中的消息间隔时间；调用设置1553b命令字接口组合1553b命令字：包括设置rt地址8和子地址1、rt接收及其接收1553b数据字数6，消息块方向rt→bc；调用写1553b板卡消息块接口向1553b板卡分配内存中写入消息块7，调用开辟1553b板卡消息缓冲区接口在1553b板卡内存中开辟的消息缓冲区存储bc发送的航电操控消息块，包括1553b命令字和数据字，分别判断写1553b板卡是否成功，若不成功则上报写1553b板卡失败信息并退出配置消息时序链表，否则设置消息块8至9，其方法与消息块7相同，只是设置消息块9为航电时间广播消息块，不同之处在于设置rt地址31和子地址30等，其他设置相同。第四步、启动bc运行配置消息时序链表。调用总线接口驱动层提供的运行bc接口启动已配置的消息时序链表。
如图3所示，本方法中的rt反馈的执行状态根据1553b通讯协议分6个消息块，分别对应配置消息时序链表中0至5。启动定时器，顺序遍历消息块0至5，具体方法如下：调用总线接口驱动层提供的读取消息接口读取1553b板卡分配rt消息缓冲区中消息块0，包括rt反馈的1553b状态字、数据字和48bit时间标签等，判断读取消息块0是否成功，若不成功则跳至消息块1；否则判断控制字是否等于0xffff，若等于则表示读取消息块0不正确，本次遍历消息块结束，等待下次遍历；否则调用解析执行状态接口根据1553b通讯协议对数据字的16bit数据按位或逻辑运算析取rt反馈的执行状态数据，对应状态逻辑变量置位，上报航电操控应用层刷新提示信息显示和反馈状态更新等模块，并设置人机交互操控界面中三个面板的相应状态，遍历消息块0完成。继续遍历消息1至5，遍历方式与消息块0相同，当消息块5遍历结束后等待定时器启动下周期重新遍历消息块操作。
如图4所示，本方法中的bc响应的航电操控分为航电操作指令i、ii和iii，分别对应配置消息时序链表中7消息块至9，其中航电操控指令i和ii由用户触发，航电操控指令iii由定时器触发，接下来处理航电操控指令、封装和写入航电操控消息块的运行方法相同，具体方法如下：第一步，触发和处理航电操控指令：用户双击人机交互操控界面的操控按钮触发航电操控事件，调用相关联的操控方法判断是否属于航电操控指令i，若不是则为航电操控指令ii，否则为航电操控指令i，然后处理航电操控指令i/ii，其方法见图5；定时器周期触发航电时间事件，调用相关联的操控方法读取bc当前北京时间：时分秒(h：m：s)，并转换为毫秒数据t_data＝(h×3600+m×60+s)×1000×25。第二步、封装和写入航电操控消息块：调用处理航电操控接口下传航电操控触发模块响应的航电操控指令，根据1553b通讯协议按位逻辑异或运算组合成1553b数据字写入航电操控缓冲区，对应操控逻辑变量置位，并结合配置消息时序链表中1553b命令字封装成航电操控消息块，调用驱动接口层提供的写消息接口写入1553b板卡分配bc消息缓冲区；调用非周期消息检测接口检测当前消息链表是否有消息块正在被发送，若有则等待下周期检测，否则调用消息发送接口向1553b板卡写入航电操控消息块，判断写消息块是否成功，若不成功则向航电操控应用层上报发送失败提示信息，否则上报发送成功提示信息，刷新航电操控触发和提示信息显示等模块，并释放1553b板卡缓冲区中的消息块，等待下次触发航电操控事件。
如图5所示，人机交互操控界面由航电操控触发、执行状态更新和提示信息显示等面板组成，分别关联航电操控触发、执行状态更新和提示信息显示等模块。操控模式2下航电操控指令属于航电操控指令ii，其他模式下航电操控指令属于航电操控指令i，航电时间指令属于航电操控指令iii。航电操控触发面板周边28个操控键中除了6个操控模式键之外的其他键都能够在不同操控模式下触发不同航电操控事件，具有一键复用功能；不同操控模式下处于激活或未激活状态，具有防误操作功能。以用户触发操控指令1为例说明航电操控指令的处理方法：1)用户触发操控指令1(传感器1上电指令)，bc调用相关联的操控方法响应触发事件，对应操控逻辑变量置位，并封装成航电操控指令i，发送至rt；2)rt响应操控指令1，给传感器1电源上电，向bc反馈执行状态信息；3)bc析取执行状态信息，对应状态逻辑变量置位，操控指令1周边圈白色边框，即bc收到rt反馈的传感器1上电状态；4)航电操控触发面板右边的第二个按键处于激活状态，即传感器1电源接通之后，视频通道可以切换至传感器1视频；由于传感器3视频是传感器1和传感器2的融合视频，所以第一个按键处于激活状态，即传感器1、2、3的视频可以相互切换，见图6，同时设置航电操控触发面板、执行状态更新面板和提示信息显示面板中的相应状态。