专利名称：电气接口的检测装置和检测方法
技术领域：
本发明涉及一种电气接口的检测装置和检测方法，尤其涉及一种飞行器外部挂载 装置的电气接口检测装置和检测方法。
背景技术：
目前，在对飞行器外部挂载装置电气接口检测时，常规是采用专门的电缆束，将挂 载装置的电气接口与相关的检测和信号模拟设备相连接的技术方法，以其实现机上相关控 制系统的特性及功能的检测。图1表示现有技术中对挂点模拟器连接示意图。如图1所示， 飞行器各外部挂载装置的电气接口与挂点模拟器之间需要采用多根电缆连接。每一根电缆 对应于飞行器的一个电气接口和模拟器中的一个模拟单元，并且挂点模拟器中固化有多个 模拟单元，分别对应挂载装置的多个电气接口。这种技术主要的缺点是一种飞行器的型号，对应一种模拟检测设备，设备体积很 大，其相关专用电缆束种类和数量较多，线束长度较长，导致设备的储运机构庞大，这样整 个测试流程异常繁琐，安全性差，在电缆束的展开和收集工作相当复杂，且工作量大，时间 长，大大影响测试效率。尤其是随着飞行器使命的改变，相关外部挂载装置的变更，其相应 连接的电缆束也将随之更换或报废。因此，需要一种能够灵活组合、适应各种不同机型且连接安装方便的检测装置和 检测方法，满足飞行器外挂装置电气接口的检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞行器外挂装置电气接口的检测装置和方法。该方法组 合灵活、适应不同机型且连接安装方便。按照本发明，提供了 一套用于检测飞行器上外部挂载装置电气接口的检测装置和 检测方法。该检测装置由一部便携或手持式的控制单元和至少一个独立完成数据处理的子 检测单元组成，优选地，控制单元与子检测单元之间是通过诸如“ZigBee无线个域网”这样 的无线通信机制来完成测试、模拟任务的。概括来说，本发明是这样实现的在各个子检测单元与控制单元之间采用无线通 信机制进行通信，利用至少一个子检测单元以分布式的检测手段来进行检测，每个子检测 单元各自独立完成特定功能，检测过程无需控制单元干预，而控制单元仅实时监视各个子 检测单元的状态和检测结果并供使用者查看。优选地，本发明采用无线个域网作为通信手 段，具有网络容量大、接入速度快、传输时延短，抗干扰能力强，保密性好的特点。按照本发明，将至少一个子检测单元与飞行器上外部挂载装置的电气接口相连 接，所述至少一个子检测单元各自具备独立的处理能力，利用“ZigBee无线个域网”与一部 便携或手持式显控控制单元，组构成一套分布式无线缆检测和挂载物接口信号模拟的新型 技术。按照本发明的一个方面，提供了一种电气接口的检测装置，包括至少一个子检测
3单元，所述至少一个子检测单元中的各个子检测单元各自包括子检测单元无线通讯模块， 所述至少一个子检测单元中的各个子检测单元分别与多个电气接口中的一个电气接口相 匹配并且用于检测与其匹配的电气接口 ；控制单元，该控制单元包括控制单元无线通讯模 块；其中，所述子检测单元通过子检测单元无线通讯模块接收来自于控制单元的控制命令 和发出所检测到的信息，所述控制单元通过控制单元无线通讯模块发出控制命令和接收所 述至少一个子检测单元发出的所检测到的信息。优选地，所述控制单元的控制单元无线通讯模块和所述子检测单元的子检测单元 无线通讯模块是ZigBee通讯模块。优选地，所述控制单元设置于远离飞行器的地面上，所述控制单元包括子检测单 元过滤码设定模块和红外发送器，所述子检测单元过滤码设定模块为各个子检测单元设定 唯一的过滤码并且通过红外发送器将过滤码发送给对应的子检测单元。优选地，所述子检测单元设置于飞行器上外部挂载装置上，所述子检测单元包括 过滤码接收模块和红外接收器，所述过滤码接收模块通过红外接收器接收并存储控制单元 发出的过滤码。优选地，所述子检测单元此外还包括模拟检测信号发生模块，产生用于检测电气 接口的各种模拟检测信号。按照本发明的另一个方面，提供了一种电气接口的检测方法，所述检测方法包括 以下步骤将分别与多个电气接口中的一个电气接口相匹配的至少一个子检测单元和与其 匹配的电气接口相连接；所述至少一个子检测单元中的一个子检测单元通过无线通信方式 接收到来自控制单元的控制命令时，该子检测单元对与其匹配的电气接口进行检测并且将 所检测到的信息通过无线通信方式发送给所述控制单元；和所述控制单元通过无线通信方 式接收所述至少一个子检测单元发出的所检测到的信息。优选地，所述控制单元与所述子检测单元之间的无线通信是采用ZigBee无线个 域网来进行的。优选地，所述控制单元为各个子检测单元设定唯一的过滤码并且通过红外方式将 过滤码发送给对应的子检测单元。优选地，所述子检测单元通过红外方式接收控制单元发出的过滤码。优选地，所述子检测单元此外还产生用于检测电气接口的各种模拟检测信号。本发明的意义在于替代了常规的挂点模拟设备，选用无线缆的无线连接方式，采 用“ZigBee无线个域网”技术，对飞行器外挂装置实施无线缆检测和挂载物接口信号的模拟 方法。本发明除具备了常规模拟检测设备所有的优点外，还具有无外部电缆、系统连接 简洁；整体设备体积小，便于携带；无论是运输、测试过程、展开工作还是工作完成后的收 集都变得轻松简单，提高了测试的可靠性、安全性和工作效率等优点。
通过参考附图阅读本发明的说明书，可以更好的理解本发明。而且本发明的特点 和优点也会更加显而易见。 图1表示现有技术中挂点模拟器的连接示意图2表示按照本发明的飞行器上外部挂载装置电气接口的检测装置示意图；图3表示按照本发明的飞行器上外部挂载装置电气接口的检测装置的控制单元 功能框图；图4表示按照本发明的飞行器上外部挂载装置电气接口检测装置的子检测单元 功能框图。
具体实施例方式下面将参照附图介绍本发明的优选实施方式。按照本发明的飞行器上外部挂载装置的电气接口的检测装置由一部便携或手持 式的控制单元和至少一个独立完成数据处理的子检测单元组成，优选地，控制单元与子检 测单元之间通过诸如“ZigBee无线个域网”这样的无线通信手段进行通信。按照本发明的方法是这样实现的在各个子检测单元与控制单元之间采用无线通 信机制进行通信，利用至少一个子检测单元以分布式的检测手段来进行检测，每个子检测 单元各自独立完成特定功能，检测过程无需控制单元干预，而控制单元仅实时监视各个子 检测单元的状态和检测结果并供使用者查看。优选地，本发明采用无线个域网作为通信手 段，它具有网络容量大、接入速度快、传输时延短，抗干扰能力强，保密性好等特点。图2表示按照本发明的飞行器上外部挂载装置的电气接口的检测装置的示意图。 如图2所示，按照本发明的飞行器上外部挂载装置的电气接口的检测装置包括控制单元10 和至少一个子检测单元11。从图2中可以看出，子检测单元11与飞行器上外部挂载装置的 电气接口连接，而子检测单元11与控制单元10之间采用无线连接方式进行无线通信。所 述至少一个子检测单元11设置于飞行器上外部挂载装置上，所述控制单元10设置于远离 飞行器的地面上。图3表示按照本发明的飞行器上外部挂载装置的电气接口的检测装置的控制单 元的功能框图。如图3所示，控制单元10包括电源管理模块101、功能键扫描编码模块102、 液晶屏背光电源发生模块103、主控板(基于ARM的WinCE嵌入式系统平台)模块104、子 检测单元过滤码设定模块105、ZigBee通讯模块106、供电电池107、红外发送器108。控制 单元10用于监视子检测单元的测试过程和测试结果。总地来说，控制单元10向某一子检测单元11发送数据请求，相应的自检测单元 11接收到该命令后获取当前挂点电气接口的状态信息，对该状态信息进行编码后发送给控 制单元，从而完成一个挂点电气接口的测试流程。在这个测试流程中，其他挂点功能模拟子 检测单元均处于静默状态，不进行任何无线数据交换。具体的说，按照本发明的优选实施 方式，每个子检测单元11均设定有唯一的过滤码，在子检测单元11与控制单元10之间的 无线通信网络建立时，只有过滤码与控制单元采用的过滤码相符的子检测单元方可加入网 络，从而保证了其它子检测单元保持静默，并避免了同一区域内多个检测系统之间的子检 测单元冲突。下面将详细介绍控制单元10中的各个模块。如图3所示，电源管理模块101具有 与外部电源连接的接口并与供电电池107相连接，此外还用于向控制单元10内的其它模块 供电。供电电池107优选地是锂电池，当然也可以是其它种类的可充电电池。当外部电源 与电源管理模块101上的接口连接时，电源管理模块101可以为供电电池107充电，也可以
5同时利用外部电源为控制单元10内部的其它模块供电。当电源管理模块101没有连接外 部电源时，电源管理模块101采用供电电池107为其它模块供电。电源管理模块101在外 部电源按钮(未示出)打开时对控制单元10内部的各个组成部分供电并在外部电源按钮 关闭时停止供电。按照本发明的一种实施方式，由于控制单元10内部的不同模块使用3. 3V 和5V两种供电方式，因此电源管理模块101需要把外部电源或供电电池的供电电压变换为 3. 3V和5V。在外部电源为220V交流和供电电池107为7. 2V直流的情况下，电源管理模块 101具备220V到3. 3V和5V的AC-DC变换功能和7. 2V到3. 3V和5V的DC-DC变换功能。 此外，该电源管理模块101还具备电池电压监视等功能。而且，电源管理模块101优选地还 包括完备的过流、过压、欠压、超温等保护电路，最大限度保证使用安全。功能键扫描编码模块102用于扫描控制单元10面板(未示出)上功能键并对功 能键输入进行编码。功能键扫描编码模块102使用高速低功耗单片机，把扫描到的按键编 码和电池电压通过RS232 口发送至主控板，实现特定的操作功能。液晶屏背光电源发生模块103用于为液晶屏提供背光电源。例如，液晶屏背光电 源发生模块103可以包括7. 2V/28V的DC/DC变换电路，以便为液晶屏提供28V的标称背光 电压。为了最大限度的延长控制单元持续工作时间和适应光线强弱的环境，该液晶屏背光 电源发生模块103可以根据预先设定的条件而开启或关闭，并且还可以根据预先设定的条 件控制显示液晶屏的显示亮度。液晶屏的背光是采用LED发光的背光形式，亮度最大可达 800流明。为了最大限度地延长控制单元10的持续工作时间，对显示液晶屏(未示出)的背 光电源控制是节能的一项主要途径。例如，液晶屏背光电源发生模块103可以根据按键操 作的时间间隔来控制液晶屏背光电源的开关，例当按键1分钟左右未操作则关闭液晶屏背 光电源，一旦有键操作则开启液晶屏背光电源。此外，液晶屏背光电源发生模块103可以根 据不同的工作环境控制背光亮度，以节省电能。液晶屏显示模块(未示出)可以包括电池 电压采集和显示功能，以便在液晶屏上显示电池的剩余电量，使用户更直观的了解电池的 工作状态。主控板模块104是控制单元10的控制核心，它是一个标准的系统平台。例如，主 控板是基于ARM的WinCE嵌入式系统平台，它具备10M/100M自适应网口、4个USB主口、2 个RS232通信口、1个RS422通信口、CF卡接口、内嵌实时时钟等。子检测单元过滤码设定模块105用于为子检测单元设定过滤码。设定过滤码用于 保证有条件地选择子检测单元加入网络。子检测单元过滤码设定模块105接收用户通过控 制单元101面板(未示出)上的过滤码设定开关发出的控制命令，并且根据该控制命令决 定是否对子检测单元11进行过滤码设定。在设定过滤码期间，子检测单元过滤码设定模块 105通过红外发送器108与子检测单元11进行红外数据传输，以红外方式将过滤码传送给 子检测单元11。当子检测单元11接收并存储过滤码后，会通过红外方式返回确认信息。优 选地，控制单元10包括声音提示功能，用来告知用户设定成功。过滤码存储在功能键扫描 编码模块102中，在控制单元10启动时，主控板模块104读取该过滤码。在控制单元的无 线通讯模块和主控板模块都不存储过滤码。控制单元的子检测单元过滤码设定模块105中 存储有过滤码，功能键扫描编码板102里也存有过滤码。每次上电时，主控板模块104从功 能键扫描编码模块102中读取过滤码并将其发给无线通讯模块106。过滤码仅用于ZigBee网络组网时的选择，不参与数据编解码。功能键扫描编码模块102只存储有一个过滤码。子 检测单元过滤码设定模块105通过红外发送器108与子检测单元11进行红外数据传输，以 红外方式将过滤码传送给子检测单元11，从而改写子检测单元11的过滤码。这样，控制单 元10和子检测单元11就具有了相同的过滤码。无线通讯模块106用于在子检测单元11对飞行器上外部挂载装置的电气接口进 行检测时与子检测单元11进行无线通信。在飞行器上外部挂载装置的电气接口的检测期 间，控制单元10通过无线通讯模块106向子检测单元11发送控制命令，并且通过无线通讯 模块106接收子检测单元11发回的检测数据。无线通讯模块106接收来自于主控板模块 104的控制命令并发送给子检测单元11并且将从子检测单元11返回的检测数据提供给主 控板单元104。该无线通讯模块106优选地是ZigBee通讯模块，当然也可以是采用其它协 议的通讯模块。ZigBee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线 网络通信技术。具有高安全、高可靠、近距离、短时延、高容量、免执照频段的特点。无线通讯模块106从主控板单元104接收到的控制命令用于组网、网络管理控制、 子检测单元控制、子检测单元轮训。无线通讯模块106与主控板模块104之间采用USB方式进行通信。这是因为USB 传输速率高。考虑到ZigBee网络中数据流量可能会达到lOOKbits/S的速率，对于RS232 等其他通信方式已接近最高速率，而对于USB的12Mbps来说只达到左右，可靠性相应提
尚o功能键扫描编码模块106采用RS232接口与主控板模块104互联。在上电时，主控板模块104从功能键扫描编码模块102中读取过滤码并将其发给 无线通讯模块106，无线通讯模块106将接收到的过滤码包含在它所发出的控制信号的帧 结构中，从而使得接收到该控制信号的子检测单元11能够判定该信号为本网控制信号。图4表示按照本发明的飞行器上外部挂载装置的电气接口的检测装置的子检测 单元11的功能框图。如图4所示，子检测单元11包括电源管理部分111、信号检测部分112 和红外识别部分113。各个子检测单元11通过与飞行器上外挂挂载物的电气接口连接。按 照本发明的子检测单元11在接收到控制单元10发出的数据请求命令时，进行它所连接的 挂点的电气接口的信息采集及处理，随后通过ZigBee无线网络发送至控制单元，并且在控 制单元上显示子检测单元11发送的信息并将所述信息存储到记录装置中。电源管理部分111包括电源管理模块1111、供电电池1112。电源管理模块1111 与控制单元10中的电源管理模块101相同，只是输出的直流电压不同，例如为3. 6V。信号检测部分112包括MCU微处理器1121、无线通讯模块1122和模拟检测信号 发生模块1123。MCU微处理器1121用于控制模拟检测信号发生模块1123和处理由模拟检 测信号发生模块1123发送来的从飞行器上外部挂载装置的电气接口中检测到的信息。当 MCU微处理器1121通过无线通讯模块1122接收到来自控制单元10的控制命令时，MCU微 处理器1121向模拟检测信号发生模块1123发出命令，以指示模拟检测信号发生模块1123 产生用于检测飞行器上外部挂载装置的电气接口的各种模拟检测信号。注意，此处的各种 模拟检测信号是强电信号。模拟检测信号发生模块1123将其产生的各种模拟检测信号提 供给所述电气接口，并且接收从所述电气接口返回的信息。所述从电气接口返回的信息具 有强电信号的形式，模拟检测信号发生模块1123将所述强电信号转换为MCU微处理器能够处理的弱电信号，并且将所述弱信号提供给MCU微处理器1121，以便对所述弱信号加以处 理。随后，M⑶微处理器1121将经过处理的弱电信号，即检测到的信息(电气接口的工作 状态)，通过无线通讯模块1122实时发送给控制单元10。此处的无线通讯模块1122与控 制单元10中的无线通讯模块106相同，优选地ZigBee通讯模块，当然也可以是采用其它协 议的通讯模块。红外识别部分113包括过滤码接收模块1131和红外接收器1132。红外识别部分 113同控制单元10的子检测单元过滤码设定模块105和红外发送模块108相对应。过滤 码接收模块1131通过红外接收器1132接收控制单元10发来的过滤码并且在接收到过滤 码之后，通过红外接收器1132返回确认信息，并且将过滤码存储在该过滤码接收模块1131 内的EEPR0M中。每次上电后MCU微处理器1121会自动读取存储的子检测单元过滤码来使 用。在子检测单元上电时，MCU微处理器1121从过滤码接收模块1131中读取过滤码 并将其发给无线通讯模块1122，无线通讯模块1122将接收到的过滤码包含在它所发出的 检测信息信号的帧结构中，从而使得接收到该检测信息信号的控制单元10能够判定该信 号为本网检测信息信号。注意，按照本发明，控制单元10可以同时与多个子检测单元11进行无线连接，从 而组成ZigBee网络。由于ZigBee网络中的每一个子检测单元都有一个唯一的识别码，因 此当控制单元收到多个子检测单元发回的带有识别码的信号时，可以通过人工选择来与特 定的子检测单元进行通信，从而检测特定的飞机挂点。这样就可区分不同子检测单元返回 的不同信息。过滤码组网是按照《IEEE 802. 15. 4低速无线个域网络标准》执行的。虽然上面已经结合附图详细说明了本发明，但本领域技术人员应该意识到上述说 明仅仅是对具体实施方式
的示意阐述，本发明的范围并不限制于上述的特定实施例。在本文中，置于括号中的任何附图标记皆不应理解为是限定性的。词“包括”及其 变化形式的使用并不排除存在权利要求中未列出的组成部分或步骤的情况。置于组成部分 或步骤之前的冠词“一个”或“一”的使用并不排除存在多个此种组成部分或步骤的情况。 在相互不同的从属权利要求中引用特定的手段这一表面现象并不表明这些手段的结合形 式无益于实现优点。
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权利要求
一种电气接口的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括至少一个子检测单元，所述至少一个子检测单元中的各个子检测单元各自包括子检测单元无线通讯模块，所述至少一个子检测单元中的各个子检测单元分别与多个电气接口中的一个电气接口相匹配并且用于检测与其匹配的电气接口；控制单元，该控制单元包括控制单元无线通讯模块；其中，所述子检测单元通过子检测单元无线通讯模块接收来自于控制单元的控制命令和发出所检测到的信息，所述控制单元通过控制单元无线通讯模块发出控制命令和接收所述至少一个子检测单元发出的所检测到的信息。
2.按照权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制单元的控制单元无线通讯 模块和所述子检测单元的子检测单元无线通讯模块是ZigBee通讯模块。
3.按照权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于，所述控制单元设置于远离飞行器 的地面上，所述控制单元包括子检测单元过滤码设定模块和红外发送器，所述子检测单元 过滤码设定模块为各个子检测单元设定唯一的过滤码并且通过红外发送器将过滤码发送 给对应的子检测单元。
4.按照权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述子检测单元设置于飞行器上外 部挂载装置上，所述子检测单元包括过滤码接收模块和红外接收器，所述过滤码接收模块 通过红外接收器接收并存储控制单元发出的过滤码。
5.按照权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述子检测单元此外还包括模拟检 测信号发生模块，产生用于检测电气接口的各种模拟检测信号。
6.一种电气接口的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤将分别与多个电气接口中的一个电气接口相匹配的至少一个子检测单元和与其匹配 的电气接口相连接；所述至少一个子检测单元中的一个子检测单元通过无线通信方式接收到来自控制单 元的控制命令时，该子检测单元对与其匹配的电气接口进行检测并且将所检测到的信息通 过无线通信方式发送给所述控制单元；和所述控制单元通过无线通信方式接收所述至少一个子检测单元发出的所检测到的信息。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制单元与所述子检测单元之间的 无线通信是采用ZigBee无线个域网来进行的。
8.按照权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述控制单元为各个子检测单元设定 唯一的过滤码并且通过红外方式将过滤码发送给对应的子检测单元。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述子检测单元通过红外方式接收控制 单元发出的过滤码。
10.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述子检测单元此外还产生用于检测电 气接口的各种模拟检测信号。
全文摘要
本发明提供了一种电气接口的检测装置和检测方法，包括至少一个子检测单元，所述至少一个子检测单元中的各个子检测单元各自包括子检测单元无线通讯模块，所述至少一个子检测单元中的各个子检测单元分别与多个电气接口中的一个电气接口相匹配并且用于检测与其匹配的电气接口；控制单元，该控制单元包括控制单元无线通讯模块；其中，所述子检测单元通过子检测单元无线通讯模块接收来自于控制单元的控制命令和发出所检测到的信息，所述控制单元通过控制单元无线通讯模块发出控制命令和接收所述至少一个子检测单元发出的所检测到的信息。本发明具有无外部电缆、系统连接简洁；整体设备体积小，便于携带；无论是运输、测试过程、展开工作还是工作完成后的收集都变得轻松简单，提高了测试的可靠性、安全性和工作效率等优点。
文档编号G01R31/00GK101995524SQ20091016267
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者何建祖, 苗睿锋, 陈亮 申请人:何建祖