一种双冗余飞行器飞行安全控制台及控制方法与流程

本发明涉及安全控制台领域，具体是一种双冗余飞行器飞行安全控制台及控制方法。

背景技术：

1、安全控制台是飞行器飞行试验中的重要地面装备，其主要任务是通过网络向远程的安控站发出安控指令，同时通过接收飞行器的回环指令以确保安全控制指令被飞行器正确的接收和解析，因此其对于设备的可靠性要求高，要求在各种异常条件下均能正确、及时的发出安控指令。

2、为了满足安控台可靠性的要求，现有的技术方案主要从硬件和控制模块上分别进行设计。在硬件上一般采用多路串行卡和双网卡通信，通过硬件接口增加可靠性；在控制模块上采用多线程编程技术，通过线程间使用独立的内存，实现数据的快速处理和指令的及时发送。

3、在偏硬件方向上，有设计了包含电源模块、配电控制模块、采集调理模块和pxi计算机系统四大模块的安控台设备。其安控台控制模块是基于labview平台编写的专用控制模块，控制模块可手动设置环境参数。

4、在偏控制模块方向上，有利用mscomm控件在微机上实现了安全控制台的功能，该控制模块通过异步串行通信方案，使用计算机的rs232-c接口与外部硬件设备实现通信，实现对安控站的安控指令快速发送功能。

5、以上方案都是从硬件或控制模块单方向上进行设计，提高安控台的可靠性，而很少有方案从整个系统的全局角度上设计，将控制模块和硬件结合在一起，综合开展安控台的方案设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双冗余飞行器飞行安全控制台，包括安控站模块、通信模块、安控台上位机、安控台下位机、电源模块；所述的安控台上位机与安控台下位机之间通过串口rs422连接；所述的安控台上位机与安控台下位机分别与所述的通信模块通信连接；所述的安控站模块与所述的通信模块连接；所述的电源模块用于进行供电；所述的安控台上位机、安控台下位机通过rs422接口进行心跳检测，若上位机检测到下位机失效，则可以通过上位机的网口进行指令的发送。

2、应用于所述的一种双冗余飞行器飞行安全控制台的双冗余飞行器飞行安全控制台控制方法，包括：

3、双冗余飞行器飞行安全控制台工作时，安控台上位机、安控台下位机同时接入通信网络；

4、当安控台上位机控制模块和安控台下位机控制模块同时有效时，则安控台上位机、安控台下位机处于协同工作模式，安控台上位机用于指令收发情况的展示，安控台下位机用于数据的收发；

5、当安控台上位机、安控台下位机处于处于非协同工作模式时，则安控台上位机、安控台下位机处于独立工作。

6、进一步的，所述的安控台上位机控制模块包括串口数据收发模块、串口数据解析模块、界面显示模块、参数配置模块和日志模块；所述的串口数据收发模块、串口数据解析模块、界面显示模块、参数配置模块分别与所述的日志模块通信连接；所述的串口数据收发模块、串口数据解析模块、界面显示模块、参数配置模块依次连接；

7、其中的串口数据收发模块用于打开指定串口，进行串口数据的接收和发送；所述的串口数据解析模块用于串口数据的解析和组装，包括：对接收的串口数据流进行组包；按照串口协议对数据进行解析；对接收到的串口数据进行校验；将上层模块发送的控制命令转化为串口数据。

8、进一步的，所述的安控台下位机控制模块包括按键监测模块、按键处理模块、网络收发模块、网络解析模块、串口收发模块和串口解析模块；所述的串口收发模块、串口解析模块、按键监测模块、按键处理模块、网络解析模块、网络收发模块依次连接；所述的网络解析模块还与所述的串口解析模块连接。

9、进一步的，安控台上位机控制模块启动后，执行以下步骤：

10、a)启动心跳检测，查看安控台下位机的状态；

11、b)读取计算机本地时间，将时间同步消息发送到安控台下位机；

12、c)接收安控台下位机状态数据，刷新界面显示元素；

13、d)用户进行配置后，将配置信息写入本地配置文件并下发到安控台下位机；

14、e)用户点击按钮对安控台下位机进行控制，将按键指令发送到安控台下位机并更新按键状态，若安控台下位机失效不能将指令传递给安控台下位机，则通过安控台上位机的网络将指令发出；

15、f)在安控台下位机控制模块运行过程中显示和记录日志；

16、安控台下位机控制模块启动后，执行以下步骤：

17、1.执行系统初始化操作，包括配置系统时钟、配置定时器和配置三路串口；

18、2.接收rs422数据，并进行解析处理；

19、3.接收网络数据，并进行解析处理；

20、4.检测按键值，并进行键值处理。

21、本发明的有益效果是：1.本发明将上位机桌面硬件和下位机嵌入式硬件进行结合，相比于传统的安控台体积小、重量轻，易于野外作业使用；

22、2.双冗余设计：本发明设计的安控台系统中，上位机桌面系统和下位机嵌入式系统可单独运行完成功能，当一方失效时，另一方可独立完成任务。相比于传统安控台需要两套相同系统做备份的情况，本发明将控制模块系统和硬件系统进行集成，功能上设置了冗余，能够预防按钮机械故障、下位机电气故障和上位机控制模块故障中某单一故障造成系统不可用的情况，功能更加稳定可靠；

23、3.安控功能的及时性：通过对机械按钮的快速触发，能够快速发出安控指令，具备口令响应的及时性。

技术特征：

1.一种双冗余飞行器飞行安全控制台，其特征在于，包括安控站模块、通信模块、安控台上位机、安控台下位机、电源模块；所述的安控台上位机与安控台下位机之间通过串口rs422连接；所述的安控台上位机与安控台下位机分别与所述的通信模块通信连接；所述的安控站模块与所述的通信模块连接；所述的电源模块用于进行供电；所述的安控台上位机、安控台下位机通过rs422接口进行心跳检测，若上位机检测到下位机失效，则可以通过上位机的网口进行指令的发送。

2.应用于权利要求1所述的一种双冗余飞行器飞行安全控制台的双冗余飞行器飞行安全控制台控制方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的双冗余飞行器飞行安全控制台控制方法，其特征在于，所述的安控台上位机控制模块包括串口数据收发模块、串口数据解析模块、界面显示模块、参数配置模块和日志模块；所述的串口数据收发模块、串口数据解析模块、界面显示模块、参数配置模块分别与所述的日志模块通信连接；所述的串口数据收发模块、串口数据解析模块、界面显示模块、参数配置模块依次连接；

4.根据权利要求3所述的双冗余飞行器飞行安全控制台控制方法，其特征在于，所述的安控台下位机控制模块包括按键监测模块、按键处理模块、网络收发模块、网络解析模块、串口收发模块和串口解析模块；所述的串口收发模块、串口解析模块、按键监测模块、按键处理模块、网络解析模块、网络收发模块依次连接；所述的网络解析模块还与所述的串口解析模块连接。

5.根据权利要求4所述的双冗余飞行器飞行安全控制台控制方法，其特征在于，安控台上位机控制模块启动后，执行以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种双冗余飞行器飞行安全控制台及控制方法，包括安控站模块、通信模块、安控台上位机、安控台下位机、电源模块；所述的安控台上位机与安控台下位机之间通过串口RS422连接；所述的安控台上位机与安控台下位机分别与所述的通信模块通信连接；所述的安控站模块与所述的通信模块连接；所述的电源模块用于进行供电；所述的安控台上位机、安控台下位机通过RS422接口进行心跳检测，若上位机检测到下位机失效，则可以通过上位机的网口进行指令的发送。

技术研发人员：李福刚,赵磊,黄学良,李皓,鲍泳林,李波
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院总体工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12