一种航空发动机指示与空勤告警信息生成装置的制作方法

1.本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种航空发动机指示与空勤告警信息生成装置。


背景技术：

2.发动机指示与空勤告警系统(简称：eicas系统)属于飞机座舱综合显示系统，采集来自飞机发动机、环控系统、操纵系统、燃油系统、液压系统以及其它系统的参数以及告警信号，进行综合处理并生成告警信息，输出至座舱中的显示器进行显示。参数以表盘、柱状条、数字或文字等形式显示出来，并通过绿、黄、红等不同的色彩编码对各参数不同的状态进行区分，为飞行员提供飞机各系统的工作状态及告警指示，以便飞行员执行各种飞行操作和应急维护。
3.传统的eicas系统由显示处理机(epu)、显示器(epd)、发动机指示控制器(ecp)等设备组成。显示处理机由各接口采集模块、主计算机模块和显示处理模块组成。显示画面控制指令由空勤人员通过发动机指示控制器按键进行输出，接口采集模块采集相应信号并传递给主计算机模块。主计算机模块获取画面指令后发送给显示控制模块，显示控制模块根据画面指令仅处理相应画面参数数据，依据绘图指令生成显示参数和告警信息，通过串行总线传递给显示器，显示器按照绘图指令定义进行解析和画面显示。
4.上述画面显示和信息传递方式限制了显示器的各显示画面的内容和参数显示数量，如需进行画面参数或者图形改动，需同步进行显示处理机相关模块的软件更改，具有较大的局限性，灵活性差。同时，进行大范围软件改动还会带来软件升级风险，降低产品可靠性和安全性，影响飞行安全。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种航空发动机指示与空勤告警信息生成装置，是一种改进型eicas系统搭建，能够实时将所有可使用的显示参数和空勤告警信息提供给显示器进行使用，显示器可独立进行画面参数调整和改动，不因显示处理机所提供的数据信息不完整限制显示内容，提升系统的灵活性和可靠性。
6.为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：
7.一种航空发动机指示与空勤告警信息生成装置，包括：
8.显示处理机，采集飞机的发动机、环控系统、操纵系统、燃油系统以及液压系统的参数；处理后生成数据消息包；
9.显示器，设置有人机画面操作接口，实现画面切换和对显示处理机的维护以及，接收所述消息包后依据所述人机画面操作接口的指令显示对应告警信息画面；
10.其中：所述显示处理机设置有显示控制模块和主计算机模块；所述显示处理机从主计算机模块获取解算后的所述参数进行缓存；然后从缓存区中获取数据信息，根据所述参数所属的系统类型进行分类解析，依据icd规定的正常、注意、警告以及超界判断参数的
状态，生成状态和告警信息组成所述数据消息包。
11.进一步的，所述航空发动机指示与空勤告警信息生成装置设置为双备份，包含两台显示处理机以及两台显示器。
12.进一步的，所述显示处理机从主计算机模块获取解算后的所述参数进行缓存的方法为：
13.显示控制模块的数据接收任务将以太网通讯接口设置为tcp服务器，创建通讯socket，等待主计算机模块与其建立连接；
14.建立连接完成后，接收主计算机模块发送的数据信息，在通讯过程中会进行数据校验和和帧序号检查，在数据校验无误后填入消息队列中进行数据缓存；
15.在通讯过程中，若发生通讯故障导致数据接收错误或者通讯中断，执行异常处理，与主计算机模块重新建立连接。
16.进一步的，组成所述数据消息包的方法为：
17.显示控制模块的告警信息处理任务从消息队列中获取数据信息，首先对部分所述参数进行滤波处理，消除信号干扰对所述参数的影响；
18.告警信息处理任务读取所述显示处理机的当前位置信息，设置设备编号和afdx网络端口；
19.告警信息处理任务对所述参数依据燃油系统参数、离散量参数、电源参数、环控参数以及历程信息进行分类；
20.告警信息处理任务针对显示器发送的维护指令实时处理反馈的油门标定参数、mfl信息、版本信息和发动机历程信息；
21.告警信息处理任务处理分类后的所述燃油系统参数、离散量参数、电源参数、环控参数以及历程信息时，先判断数据有效性，在数据有效地情况下依据icd规定的正常、注意、警告以及超界判断状态，生成状态和警告信息以及相应的颜色、角度信息和控制标识，按照与显示器约定的消息格式，填入数据消息包。
22.进一步的，告警信息处理任务还用于实现集中滚动显示需求，具体为：告警信息处理任务在进行参数数据分类解析时，将一部分告警信息按照编号排序，生成滚动告警消息包，用于显示器对告警信息的滚动显示；当其中的告警信息发生状态变化时，实时刷新滚动告警消息包的消息内容。
23.进一步的，显示控制模块设置有数据交互任务，用于将待发送的数据消息包通过afdx总线的不同发送端口发送给显示器，供显示器进行画面显示使用；
24.数据交互任务同时基于afdx总线设定的接收端口周期接收维护指令信息，将指令信息转发给主计算机模块，由主计算机模块执行油门标定、发动机历程管理、版本上报和获取mfl信息操作，再将主计算机模块反馈的结果或者信息反馈给显示器。
25.进一步的，显示控制模块软件在进行参数数据分类解析时，将一部分告警信息按照编号排序，生成滚动告警消息包，用于显示器对告警信息的滚动显示。当其中的告警信息发生状态变化时，会实时刷新滚动告警消息包的消息内容。
26.进一步的，显示控制模块软件将已经生成的各类型消息包，通过afdx总线发送给显示器；同时接收显示器发送的维护指令，供显示处理机维护和信息上报使用；还用于对所述参数的至少一部分进行滤波处理消除信号干扰对参数的影响。
27.进一步的，所述显示处理机包括主计算机模块、显示控制模块和多个接口采集模块；主计算机模块从各接口采集模块获取各种类型的数据，依据参数还原配置进行解析，在完成对参数的采集、解算以及还原后输出至显示控制模块；显示控制模块软件实现航空发动机指示与空勤告警信息的生成；显示控制模块软件通过100m以太网总线从主计算机模块获取解算后的参数数据和告警信号，并将其进行缓存；然后从缓存区中获取数据信息，并对部分参数数据进行滤波处理，消除信号干扰对参数数据的影响，再根据参数所属系统的类型，对参数数据进行分类解析，依据icd规定的参数正常、注意、警告以及超界判断其状态，生成状态和警告信息，以及相应的颜色、角度信息和其他控制标识，并按照与显示器约定的消息格式，组成数据消息包；
28.所述接口采集模块用于采集飞机的飞行数据信号和发动机数据信号；
29.所述显示器设置有人机画面操作接口，实现画面切换和对显示处理机进行维护；接收所述消息包，显示数值、颜色、角度以及控制标识。
30.采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：
31.能够快速稳定的将所有显示参数和告警信息提供给显示器使用，当需求变更进行画面调整时，独立更改显示器软件即可实现，提高了eicas系统的灵活性和可靠性，另外可通过显示器对产品进行维护，提高了产品的可维护性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
33.图1为本发明具体实施方式中航空发动机指示与空勤告警信息生成装置的系统框图；
34.图2为本发明具体实施方式中显示控制模块数据接收任务的工作流程图；
35.图3为本发明具体实施方式中显示控制模块告警信息处理任务的工作流程图；
36.图4为本发明具体实施方式中显示控制模块数据交互任务的工作流程图。
具体实施方式
37.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
38.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
39.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面
可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
40.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
41.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
42.在本发明的一个实施例中，提出一种航空发动机指示与空勤告警信息生成装置，包括：
43.显示处理机，采集飞机的发动机、环控系统、操纵系统、燃油系统以及液压系统的参数；处理后生成数据消息包；
44.显示器，设置有人机画面操作接口，实现画面切换和对显示处理机的维护以及，接收所述消息包后依据所述人机画面操作接口的指令显示对应告警信息画面；
45.其中：所述显示处理机设置有显示控制模块和主计算机模块；所述显示处理机从主计算机模块获取解算后的所述参数进行缓存；然后从缓存区中获取数据信息，根据所述参数所属的系统类型进行分类解析，依据icd规定的正常、注意、警告以及超界判断参数的状态，生成状态和告警信息组成所述数据消息包。
46.在本实施例中，所述航空发动机指示与空勤告警信息生成装置设置为双备份，包含两台显示处理机以及两台显示器。
47.在本实施例中，所述显示处理机从主计算机模块获取解算后的所述参数进行缓存的方法为：
48.显示控制模块的数据接收任务将以太网通讯接口设置为tcp服务器，创建通讯socket，等待主计算机模块与其建立连接；
49.建立连接完成后，接收主计算机模块发送的数据信息，在通讯过程中会进行数据校验和和帧序号检查，在数据校验无误后填入消息队列中进行数据缓存；
50.在通讯过程中，若发生通讯故障导致数据接收错误或者通讯中断，执行异常处理，与主计算机模块重新建立连接。
51.在本实施例中，组成所述数据消息包的方法为：
52.显示控制模块的告警信息处理任务从消息队列中获取数据信息，首先对部分所述参数进行滤波处理，消除信号干扰对所述参数的影响；
53.告警信息处理任务读取所述显示处理机的当前位置信息，设置设备编号和afdx网络端口；
54.告警信息处理任务对所述参数依据燃油系统参数、离散量参数、电源参数、环控参数以及历程信息进行分类；
55.告警信息处理任务针对显示器发送的维护指令实时处理反馈的油门标定参数、mfl信息、版本信息和发动机历程信息；
56.告警信息处理任务处理分类后的所述燃油系统参数、离散量参数、电源参数、环控参数以及历程信息时，先判断数据有效性，在数据有效地情况下依据icd规定的正常、注意、警告以及超界判断状态，生成状态和警告信息以及相应的颜色、角度信息和控制标识，按照与显示器约定的消息格式，填入数据消息包。
57.在本实施例中，告警信息处理任务还用于实现集中滚动显示需求，具体为：告警信息处理任务在进行参数数据分类解析时，将一部分告警信息按照编号排序，生成滚动告警消息包，用于显示器对告警信息的滚动显示；当其中的告警信息发生状态变化时，实时刷新滚动告警消息包的消息内容。
58.在本实施例中，显示控制模块设置有数据交互任务，用于将待发送的数据消息包通过afdx总线的不同发送端口发送给显示器，供显示器进行画面显示使用；
59.数据交互任务同时基于afdx总线设定的接收端口周期接收维护指令信息，将指令信息转发给主计算机模块，由主计算机模块执行油门标定、发动机历程管理、版本上报和获取mfl信息操作，再将主计算机模块反馈的结果或者信息反馈给显示器。
60.在本实施例中，显示控制模块软件在进行参数数据分类解析时，将一部分告警信息按照编号排序，生成滚动告警消息包，用于显示器对告警信息的滚动显示。当其中的告警信息发生状态变化时，会实时刷新滚动告警消息包的消息内容。
61.在本实施例中，显示控制模块软件将已经生成的各类型消息包，通过afdx总线发送给显示器；同时接收显示器发送的维护指令，供显示处理机维护和信息上报使用；还用于对所述参数的至少一部分进行滤波处理消除信号干扰对参数的影响。
62.在本实施例中，所述显示处理机包括主计算机模块、显示控制模块和多个接口采集模块；主计算机模块从各接口采集模块获取各种类型的数据，依据参数还原配置进行解析，在完成对参数的采集、解算以及还原后输出至显示控制模块；显示控制模块软件实现航空发动机指示与空勤告警信息的生成；显示控制模块软件通过100m以太网总线从主计算机模块获取解算后的参数数据和告警信号，并将其进行缓存；然后从缓存区中获取数据信息，并对部分参数数据进行滤波处理，消除信号干扰对参数数据的影响，再根据参数所属系统的类型，对参数数据进行分类解析，依据icd规定的参数正常、注意、警告以及超界判断其状态，生成状态和警告信息，以及相应的颜色、角度信息和其他控制标识，并按照与显示器约定的消息格式，组成数据消息包；
63.所述接口采集模块用于采集飞机的飞行数据信号和发动机数据信号；
64.所述显示器设置有人机画面操作接口，实现画面切换和对显示处理机进行维护；接收所述消息包，显示数值、颜色、角度以及控制标识。
65.本实施例航空发动机指示与空勤告警信息生成装置的改进型eicas系统显示处理机完成飞机发动机、环控系统、操纵系统、燃油系统、液压系统以及其它系统的参数采集，将采集的参数、状态及告警信息进行判断、处理、状态实时监控，生成用于显示的参数和空勤告警信息，发送给显示器。它与传统eicas系统的差异为：
66.a)取消发动机指示控制器，显示器自带人机画面操作按键，空勤人员直接操控显示器上的按键和旋钮进行显示控制；
67.b)由于显示器自带人机接口，空勤人员可通过显示器对显示处理机进行维护，如进行油门标定、发动机历程管理、版本上报和获取mfl信息。
68.本实施例显示处理机的主计算机模块从各接口采集模块获取各种类型的数据，依据参数还原配置进行解析，在完成对参数的采集、解算以及还原后输出至显示控制模块。
69.本实施例显示处理机的显示控制模块软件实现航空发动机指示与空勤告警信息的生成。显示控制模块软件通过100m以太网总线从主计算机模块获取解算后的参数数据和告警信号，并将其进行缓存；然后从缓存区中获取数据信息，并对部分参数数据进行滤波处理，消除信号干扰对参数数据的影响，再根据参数所属系统的类型，对参数数据进行分类解析，依据icd规定的参数正常、注意、警告以及超界判断其状态，生成状态和警告信息，以及相应的颜色、角度信息和其他控制标识，并按照与显示器约定的消息格式，组成数据消息包。
70.本实施例显示控制模块软件在进行参数数据分类解析时，会将一部分告警信息按照编号排序，生成滚动告警消息包，用于显示器对告警信息的滚动显示。当其中的告警信息发生状态变化时，会实时刷新滚动告警消息包的消息内容。
71.本实施例显示控制模块软件将已经生成的各类型消息包，通过afdx总线发送给显示器；同时接收显示器发送的维护指令，供显示处理机维护和信息上报使用。
72.本实施例提供了一种航空发动机指示与空勤告警信息生成方法，能够快速稳定的将所有显示参数和告警信息提供给显示器使用，当需求变更进行画面调整时，独立更改显示器软件即可实现，提高了eicas系统的灵活性和可靠性，另外可通过显示器对产品进行维护，提高了产品的可维护性。
73.改进型eicas系统的系统框图如图1所示，采用双备份设计，每套系统包含两台显示处理机以及两台显示器。当有一台显示处理机故障或者显示器故障时，该系统仍然能够正常实现画面显示功能。显示处理机各接口采集模块负责采集飞行各系统发送的各类型参数和告警信号，并通过并行内总线传递给主计算机模块，主计算机模块依据参数还原配置进行解析，在完成对参数的采集、解算以及还原后通过100m以太网输出至显示控制模块。显示控制模块软件采用vxworks 6.9多任务操作系统，实现航空发动机指示与空勤告警信息的生成，并将其通过afdx总线网络发送给显示器；同时通过afdx总线网络获取显示器发送的维护指令，并根据不同指令进行响应处理，完成后将处理结果发给显示器进行显示。
74.具体实施包括以下步骤：
75.步骤(1)，显示控制模块的数据接收任务将以太网通讯接口设置为tcp服务器，创建通讯socket，等待主计算机模块与其建立连接。建立连接完成后，就接收主计算机模块发送的数据信息，在通讯过程中会进行数据校验和和帧序号检查，在数据校验无误后将其填入消息队列中进行数据缓存。在通讯过程中，如果发生通讯故障导致数据接收错误或者通讯中断，就会执行异常处理，与主计算机模块重新建立连接。数据接收任务的工作流程如图2所示；
76.步骤(2)，显示控制模块的告警信息处理任务从消息队列中获取数据信息，并首先对部分参数数据进行滤波处理，消除信号干扰对参数数据的影响；读取当前处理机的位置信息，用于设置设备编号和afdx网络端口，方便显示器进行识别。然后，根据参数类型对数据进行分类处理，如燃油系统参数、离散量参数、电源参数、环控参数、历程信息等，还要针对显示器发送的维护指令，实时处理反馈的油门标定参数、mfl信息、版本信息和发动机历程信息等。具体针对每种数据类型时，先判断数据有效性，在数据有效地情况下依据icd规
定的参数正常、注意、警告以及超界判断其状态，生成状态和警告信息，以及相应的颜色、角度信息和其他控制标识，并按照与显示器约定的消息格式，填入数据消息包。告警信息处理任务的工作流程如图3所示；
77.步骤(3)，针对显示器对告警信息的集中滚动显示需求，告警信息处理任务在进行参数数据分类解析时，会将一部分告警信息按照编号排序，生成滚动告警消息包，用于显示器对告警信息的滚动显示。当其中的告警信息发生状态变化时，会实时刷新滚动告警消息包的消息内容。
78.步骤(4)，显示控制模块的数据交互任务将待发送的数据消息包通过afdx总线的不同发送端口发送给显示器，供显示器进行画面显示使用。同时通过afdx总线设定的接收端口周期接收维护指令信息，将指令信息转发给主计算机模块，由主计算机模块执行油门标定、发动机历程管理、版本上报和获取mfl信息等操作，再将主计算机模块反馈的结果或者信息反馈给显示器。数据交互任务的工作流程如图4所示。
79.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。