一种历程记录仪通信信号处理方法与流程

1.本发明涉及设备通信领域。更具体地说，本发明涉及与航空发动机相配的一种历程记录仪通信信号处理方法。


背景技术：

2.航空发动机的寿命控制是保证其安全使用的有效手段之一。通常发动机的寿命分为工作小时寿命和日历期寿命。其中，发动机的空中工作时间和地面维护开车时间决定了工作小时寿命；使用和维护条件决定了日历期寿命。目前用户通常采用历程记录仪对发动机的工作小时寿命和日历期寿命进行监控。
3.通常情况下历程记录仪在与发动机在地面通讯状态时，可以通过rs232 接口进行通讯，完成系统的自检、数据下载、配置参数加载和数据修正等功能。同时硬件平台中的接口电路可以与通用计算机通讯，实现发动机历程算法中完整循环和部分循环门限值的修改，可以在不更改软硬件设计的条件下，满足对不同发动机燃气涡轮转速信号的需求。
4.但对于发动机来说，其对应选配的历程记录仪，多数参数是可以修改的，但对于进口发动机，历程记录仪作为该型发动机的重要电子附件，其内部具有该型发动机历程参数的计算方法，因无法用近似的历程记录仪替换，只能使用对应历程记录仪与之发动机匹配，但因这类进口发动机在更换，修理，维护过程需对其配套的历程记录仪记录的历程信息进行修订，保障该型发动机安全可靠的使用，但进口历程记录仪内部的参数是固定的，无法对其进行适应性的修改，故将其应用在对应的时，无法满足实际应用场景的需要。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
6.为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种历程记录仪通信信号处理方法，包括：
7.步骤一，利用反汇编技术对历程记录仪内部串口数据进行获取，对获取的串口数据进行解析，以分析各工作状态参数在串口数据中的定点位置；
8.步骤二，在历程记录仪发送握手指令后，对历程记录仪反馈后每桢下行数据进行定点位置截取、拼接整合，进而得到历程记录仪内部存储数据包；
9.步骤三，将需要修改的数据进行逆向转换，替代内部存储数据包中对应位置的数据，并将其发送给历程记录仪进行数据修改，以完成对历程记录仪通信信号的处理。
10.优选的是，在步骤一中，所述工作状态参数被配置为包括：历程记录仪总工作时间、起飞工作时间、极限工作时间、燃气温度超温工作时间、断开电调/综调工作时间、断开pt工作时间、等效工作时间、循环数、启动次数。
11.优选的是，在步骤一中，所述内部串口数据获取包括利用ida反汇编技术得到历程记录内部各子程序，从各子程序中找到涉及串口通信数据在串口通信数据包中的地址位，
以判别出串口数据的结构组成和分布情况。
12.优选的是，在步骤一中，所述串口数据的解析是将历程记录仪的下行信号进行分段提取，并通过解析得到对应工作状态参数。
13.优选的是，在步骤三中，在进行数据修改时，若发现输入的修改数据与修改后的数据存在偏差，则通过以下步骤消除偏差：
14.s30，采集n个输入的修改数据xi和修改后的数据yi，i＝1、2...n；
15.s31，当y-x近似满足一次函数时，设：
16.y＝k
·
x+b
17.s32，采用“最小二乘法”，求解k、b，使残差平方和r
ss
最小，有：
[0018][0019]
s33，采用s32中的公式分别对k、b求偏导，得：
[0020][0021][0022]
s34，使r
ss
最小，则：
[0023][0024]
解得：
[0025][0026]
优选的是，在步骤三中，还包括在修改数据包中增加修改指令数据包头，增加校验码，发送修改指令。
[0027]
优选的是，还包括：基于历程记录仪通信信号的处理方法编译历程记录仪检测软件，并将该软件固化在带有rs232串口的移动电脑设备中，得到与实际工况相配合的历程记录仪检测体系。
[0028]
本发明至少包括以下有益效果：本发明针对性地对不能进行参数修改的历程记录仪进行数据通信方法限定，以使其满足与之匹配发动机在各种工况下的参数修订，具有更好的适应性。
[0029]
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0030]
图1为本发明的在数据包中截取有效数据的处理流程示意图；
[0031]
图2为本发明历程记录仪记录的总工作时间中输入值与实际值的关系曲线图。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0033]
历程记录仪串口通信信号处理的方法采用通过反汇编历程记录仪内部工作软件，利用ida反汇编技术得到历程记录仪内部串口数据结构组成和分布情况，将历程记录仪下行信号进行分段提取，并进行解析得到当前工作状态参数；发送握手指令后，对历程记录仪反馈后每桢下行数据进行特殊位置数据截取，对多个特殊位置数据结果进行拼接整合，得到历程记录仪内部存储数据包，并对数据包进行解析得到其内部存储数据；将需要修改的数据进行逆向转换，替代内部存储数据包中对应位置的数据，并将其发送给历程记录仪，完成数据修改；最终获得历程记录仪通信信号的处理方法。利用历程记录仪通信信号的处理方法编译历程记录仪检测软件，将该软件固化在带有rs232串口的移动电脑设备中，完成历程记录仪装置制作。
[0034]
1、历程记录仪串口通信数据包主要由历程记录内部各子程序计算出的数据整合形成。利用ida反汇编技术得到历程记录仪得到历程记录内部各子程序，从各子程序中找到涉及串口通信数据在串口通信数据包中的地址位，判别出串口数据结构组成和分布情况。依据串口数据结构组成和分布情况将历程记录仪下行信号进行分段提取，并进行解析得到当前历程记录仪工作状态参数；
[0035]
举例：
[0036]
55aa......000000(43760500)09110000.......0000173700004000000000f8000000c0000000000000000000000000000000000000......
[0037]
历程记录仪内部子程序(总工作时间)经ida反汇编后，在上述16进制代码中找到其对应的地址位(上列数据中的括号部分)，即可确定其分布情况，其计算方式通过历程记录仪内部子程序(总工作时间)可得，此时总工作时间需要将16进制代码(00057643)转10进制，则此时历程记录仪记录的总工作时间为357955秒。
[0038]
2、在发送握手指令后，对历程记录仪反馈后每桢下行数据进行特殊位置数据截取，对多个特殊位置数据结果进行拼接整合，具体来说，其处理流程包括：
[0039]
在发送握手指令后，在同类数据包中的固定位置去截取相应长度的数据，并将截取数据与预定的数据进行比对，如果数据匹配则将截取的数据进行保存，并对在后固定个数数据包中的相同位置进行数据截取、保存，以得到新的数据包；
[0040]
对保存的新数据进行验证，其数据校验方式为对数据进行相加，若验证成功则数据包有效，否则返回进行二次握手；
[0041]
以55aa为例，55aa代表每一帧数据的数据头，也就是数据包头，没有代表数据指令，一般串口数据的包头为(55aa或者aa55)。在发送握手指令后，对每帧数据的x7位至x2位(以55aa为1位开始计算)进行截取，当截取数据为出现(52562e02)时，开始进行保存
(共计x12个数据包)，以下为发送握手指令前的历程记录仪串口数据：
[0042]
55aa4f01......(555800000000)850b
[0043]
55aa4f02......(433000000000)180b
[0044]
55aa4f03......(672900000000)fb0c
[0045]
……
[0046]
而上列数据中括号部分的数据将一直循环发送，对每帧数据的x7位至x2位(以55aa为1位开始计算)进行截取，若截取的数据若为555800000000、433000000000、672900000000则不进行截取保存；
[0047]
若截取数据为52562e02，标记为截取的第1个数据包，开始保存，共计截取x12个数据包中x7位至x2位，最终形成历程记录仪内部记录仪的新参数数据包；
[0048]
发送握手指令后的历程记录仪串口数据：
[0049]
55aa4f0f......(52562e0288b7)aa0c
[0050]
55aa4f10......(0000f0419a99)f50c
[0051]
55aa4f11.......(593fcdccac3f)ae0d
[0052]
……
[0053]
55aa4f13......(e80349fc7415)4d0d
[0054]
将握手后历程记录仪中部分数据(上述握手数据中的括号部分)从多个数据包中提取(可称为截取)，其截取算法如图1所示，最终形成历程记录仪内部记录仪的新参数数据包。
[0055]
采用新的数据包52562e02(88b70000f0419a99593fcdccac3f
……
ffffe703ffffe80349fc)7415来表征发动机的工作参数(如时间)，对参数进行验证，其验证方式可以是验证数据的相加，如对括号里面数据相加，取和值的最后四位应为7415，其结果与数据包后四位的预定结果一致，则验证成功；
[0056]
3、如图1，在得到历程记录仪内部的参数数据包后，按照其数据分布情况及数据含义，开展修改工作。在修改过程中，发现输入的修改数据与修改后的数据存在一定的偏差，为消除偏差，基于以下的“最小二乘法”解决上述问题。
[0057]
采集n个点
[0058]
xx1x2x3x4…
xnyy1y2y3y4…yn
[0059]
当y-x近似满足一次函数时，可设：
[0060]
y＝k
·
x+b
①
[0061]
采用“最小二乘法”，求解k、b，使残差平方和r
ss
最小，有：
[0062][0063]
由公式
②
分别对k、b求偏导，得：
[0064][0065][0066]
使r
ss
最小，则：
[0067][0068]
解得：
[0069][0070]
在具体的实施中，以历程记录仪记录的总工作时间为例，采集6个数据，输入值x与实际值y记录如下：
[0071]
x128256384512640768y2091.45832698.25633305.05433911.85234518.65035125.4484
[0072]
其关系图如图2所示：
[0073]
可见，y-x近似满足一次函数，则设：
[0074]
y＝k
·
x+b
①
[0075]
采用“最小二乘法”，求解k、b，使残差平方和r
ss
最小，有：
[0076][0077]
由公式
②
分别对k、b求偏导，得：
[0078][0079][0080]
使r
ss
最小，则：
[0081][0082]
解得：
[0083][0084]
此时，
[0085][0086]
即r
ss
接近于0，可见拟合效果很好。则y-x基本满足：
[0087]
y＝4.7406
·
x+1484.6603
⑧
[0088]
通过“最小二乘法”确定修改数据与修改后的数据函数类型后。将消除偏差后的数据转为16进制代码，步骤2得到的数据包中相应位置的16进制代码进行替换，以得到修改后的数据包，增加修改指令数据包头，增加校验码(这里的校验码为取数据和的最后4位)，发送修改指令，可完成其内部数据修改。
[0089]
4、完成上述1、2、3步后，形成历程记录仪通信信号的处理方法，利用历程记录仪通信信号的处理方法编译历程记录仪检测软件，将该软件固化在带有rs232串口的移动电脑设备中，完成历程记录仪装置制作。
[0090]
专利的效果在于：其一，该型发动机完成定期大修后，需在试车台上进行成套(成
套试验时需连接历程记录仪)试车试验。依据该型发动机寿命控制要求，在试车阶段产生的历程信息不计入发动机的总寿命，就需将历程记录仪记录的发动机历程信息进行修订。通过本方法可修订历程记录仪记录的历程信息，保障了该型发动机的最大利用率。
[0091]
其二，配装该型发动机的航空飞行器完成定期大修后，需进行试飞工作 (试飞时需连接历程记录仪)，依据该型发动机寿命控制要求，在试飞阶段产生的历程信息按一定比例计入发动机的总寿命，就需将历程记录仪记录的发动机历程信息进行修订。通过本方法可修订历程记录仪记录的历程信息，保障了该型发动机的最大利用率。
[0092]
其三，当历程记录仪出现故障时，为保障配套发动机使用的完好率，需及时更换历程记录仪。更换历程记录仪的同时，需将配套发动机的历程信息同步修订。通过本方法可修订历程记录仪记录的历程信息，保障了装备使用的完好率。
[0093]
其四，在实际的应用中，历程记录仪无寿命控制，与之配套的发动机达到总寿命后。历程记录仪还可当作备件使用，而历程记录仪当备件的前提，需对其内部记录的历程信息进行修订。通过本方法可修订历程记录仪记录的历程信息，提升了历程记录仪的使用率。
[0094]
以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
[0095]
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0096]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。