Система регистрации данных
Изобретение относится к приборостроительной технике и может быть использовано на летательных аппаратах для обработки, хранения и отображения полетной информации. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата система содержит блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок обработки звуковой информации, блок съема информации и блок обработки полетной информации. При этом в контроллер защищенного накопителя и блок обработки полетной информации через блок сбора и преобразования информации поступает весь объем информации, регистрируемой в защищенном накопителе. Система обеспечивает обработку и просмотр полетной информации на борту, на штатной системе отображения информации без подключения аппаратуры наземной обработки, что позволяет осуществлять оперативный контроль и сокращает эксплуатационные расходы. 1 ил.
Система регистрации данных используется на летательных аппаратах для обработки, обобщения и хранения полетной информации.
Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, блок контроля и контроллер защищенного накопителя (патент РФ №2125238, МПК G 01 D 9/00, G 01 C 21/00, G 11 C 15/00, B 64 D 43/00).
Недостатками известной системы являются ограниченные функциональные возможности.
Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, блок контроля и контроллер защищенного накопителя, блок обработки звуковой информации и блок съема (патент РФ №2173835, МПК G 01 D 9/00, G 01 C 21/00, G 11 C 15/00, B 64 D 43/00).
Эта система, как наиболее близкая по технической сущности и достигаемому результату, принята за ближайший аналог (прототип).
Недостатками этой системы являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью обеспечить пилота текущей полетной информацией, что отрицательно сказывается на оперативности принятия решений и необходимости использования наземных средств обработки.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей системы и повышении оперативности принятия решений.
Технический результат достигается тем, что система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок обработки звуковой информации и блок съема информации, причем выход пульта управления соединен с четвертым входом блока сбора и преобразования информации, информационные входы которого соединены с датчиками и системами контролируемого объекта, первый, второй, третий и пятый входы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с первым выходом блока сбора и преобразования информации, выходом защищенного накопителя, первым выходом блока контроля и выходом блока обработки звуковой информации, первый, второй и четвертый выходы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с входом защищенного накопителя, первым входом блока контроля и вторым входом блока съема информации, первый вход которого соединен с третьим выходом блока сбора и преобразования информации, второй выход которого соединен со вторым входом блока контроля, второй выход блока контроля соединен с пятым входом блока сбора и преобразования информации, к входам блока обработки звуковой информации подключены источники звуковой информации, снабжена блоком обработки полетной информации, вход которого соединен с пятым выходом контроллера защищенного накопителя, а выход - с третьим входом блока контроля.
На чертеже представлена структурная схема системы регистрации данных.
Система регистрации данных состоит из блока 1 сбора и преобразования информации, выполненного на базе микросхем коммутаторов, аналого-цифровых преобразователей и микропроцессоров, защищенного накопителя 2, выполненного на базе микросхем энергонезависимой памяти, пульта 3 управления, блока 4 контроля, который, в частности, может быть построен на базе микропроцессорных наборов, цифроаналоговых преобразователей в качестве источников аналоговых тестовых сигналов и формирователей разовых тестовых сигналов, контроллера 5 защищенного накопителя, выполненного на базе микроЭВМ с интерфейсами связи с остальными блоками системы, блока 6 обработки звуковой информации, который может быть построен на базе специализированных микросхем кодеков и микропроцессора со встроенным специальным программным обеспечением для обработки звуковой информации, блока 7 съема информации, в состав которого входит микропроцессор и адаптер записи информации на съемную кассету с энергонезависимой памятью, в качестве которой может быть использована стандартная PCMCI-карта, и блока 8 обработки полетной информации, выполненного на базе микроЭВМ с зашитыми в ней алгоритмами обработки и преобразования полетной информации в форму, удобную для отображения (это может быть мнемоническая, графическая, табличная и иная другая форма представления информации, удобная для оператора).
Система регистрации данных работает следующим образом.
Информация (данные), поступающая от датчиков и систем контролируемого объекта на информационные входы 1, 2, 3 блока 1, преобразуется в нем в единую цифровую форму и запоминается в оперативном запоминающем устройстве блока 1. Одновременно из полученной информации формируется сообщение для записи в защищенный накопитель 2 в виде информационного кадра, состоящего из набора синхрослов и информационных слов.
Программа обработки поступающей информации, программа подключения датчиков и систем, частота их опроса, структура информационного кадра, формируемая блоком 1, разрабатываются для каждого конкретного случая применения системы регистрации.
На управляющий вход 4 блока 1 с выхода пульта 3 вводятся опознавательные данные (номера блоков, дата, астрономическое время и т.п.), которые также преобразуются для записи в информационные кадры. Информационные кадры с первого выхода блока 1 поступают на первый вход контроллера 5, в котором преобразуются к виду, требуемому для записи в защищенный накопитель 2, последовательно передаются и записываются в память накопителя 2. Вся область памяти накопителя 2 подразделяется на информационную, где хранится вся регистрируемая информация, и служебную, где хранятся специальная информация и программы, необходимые для привязки системы регистрации к конкретному объекту контроля.
В каждом цикле записи проводится контроль правильности записи информации путем считывания и передачи ее по линиям связи с выхода 1 накопителя 2 на второй вход контроллера 5 для сравнения. При обнаружении ошибок производится несколько повторных циклов записи/чтения. В случае, если запись осуществляется с ошибкой, принимается решение о дефекте элемента памяти, и запись производится в соседний элемент памяти. Номер дефектного элемента записывается в специально отведенную часть служебной области памяти накопителя 2, регистрируемая информация (данные) записывается только в исправные элементы памяти.
Кроме того, если число дефектных элементов превысит допустимый уровень, в контроллере 5 формируется сигнал отказа тракта регистрации, который передается с третьего выхода контроллера 5 на первый вход блока 4 контроля.
В блоке 4 при приеме этого сигнала формируется сигнал отказа системы, который поступает на третий выход блока 4 контроля для предъявления оператору через систему отображения информации.
Одновременно с передачей информационных кадров с первого выхода блока 1 информация в виде двоичного кода со второго его выхода поступает на второй вход блока 4 контроля, на первый вход которого из контроллера 5 поступают считанные из служебной области памяти накопителя 2 градуировочные характеристики датчиков и эксплуатационные ограничения. Эта информация обрабатывается в блоке 4 с целью выявления выходов режимов управления объектом за допустимые пределы. При обнаружении таких ситуаций в блоке 4 формируются сигналы, которые с первого выхода блока 4 контроля поступают на третий вход контроллера 5 для последующей регистрации в памяти защищенного накопителя 2, а для предупреждения оператора о выходе режимов управления объектом за допустимые пределы и о появлении аварийных и предаварийных ситуаций эти сигналы с выхода 3 блока 4 контроля поступают на вход системы отображения информации.
Кроме того, на пятый вход блока 1 со второго выхода блока 4 периодически подаются тестовые сигналы, формируемые в блоке 4. Эти сигналы обрабатываются блоком 1 аналогично информации от датчиков, и результаты передаются на второй вход блока 4. Блок 4 производит сравнение результатов обработки с тестами и по результатам сравнения формирует сигнал исправности/отказа блока 1 сбора и преобразования информации. Этот сигнал с третьего выхода блока 4 поступает для предъявления оператору, а с первого выхода блока 4 на четвертый вход контроллера 5 - для регистрации в память накопителя 2.
В блоке 6 поступающая на его входы от СПУ и микрофонов звуковая информация преобразуется в цифровую форму, подвергается обработке по специальным алгоритмам для уменьшения требуемого для его регистрации объема памяти (сжатие информации) и с выхода блока 6 подается на 5-й вход блока 5.
В зависимости от требований по степени сжатия и качеству сигнала при последующей наземной обработке (уровень искажений сигнала, соотношение сигнал/шум и т.п.) могут быть использованы различные алгоритмы обработки звуковой информации, в том числе и широко известные как MPEG, CELP, ADPCM и другие.
В блоке 5 поступающая от блока 6 информация преобразуется к виду, удобному для регистрации в защищенную память блока 2, аналогично параметрической, при этом информация, поступающая от отдельных звуковых каналов, пишется в отдельные зоны информационной области памяти блока 2, специально выделенные для этого.
В процессе преобразования в записываемую звуковую информацию периодически добавляются временные метки, полученные из параметрической информации, поступающей на вход 1 блока 5, либо генерируемые блоком 5. В этом случае эти же метки включаются и в записываемую параметрическую информацию.
Одновременно вся регистрируемая в защищенном накопителе информация в порядке ее поступления передается с выхода 4 блока 5 на вход 2 блока 7, в котором осуществляется ее запись на съемную кассету с энергонезависимой памятью. Перезапись осуществляется под управлением программного обеспечения таким образом, что в памяти съемной кассеты блока 7 создается точная копия содержимого защищенного накопителя 2. Причем вся область памяти съемной кассеты, выделенная для записи информации, зарегистрированной в блоке 5, подразделяется на отдельные зоны по аналогии с памятью защищенного накопителя.
Кроме того, на вход 1 блока 7 с выхода 3 блока 1 поступает дополнительная информация, которую не требуется регистрировать в защищенном накопителе 2, но которая может быть использована при обслуживании ЛА для более детального контроля функционирования оборудования ЛА и диагностики его состояния, а также с целью анализа выполнения полетного задания, оценки техники пилотажа.
В случае аварийной ситуации, при отказе системы, а также при различных работах для проверки работоспособности системы информация, накопленная в защищенном накопителе 2, может считываться контроллером 5 защищенного накопителя и передаваться с его третьего выхода на вход наземной аппаратуры обработки информации. Программное обеспечение позволяет не только полностью считывать всю зарегистрированную информацию, но и осуществлять выборочное считывание из служебной области памяти накопителя 2 и производить запись через контроллер 5 защищенного накопителя в служебную область памяти накопителя 2 служебной информации: градуировочные характеристики датчиков, эксплуатационные ограничения и т.п.
Информация, формируемая в контроллере 5 для наземной системы обработки, поступает одновременно через 5-й выход контроллера 5 на вход блока 8 обработки полетной информации. В зависимости от функционального назначения самолета (учебный, морской, санитарный) в блоке 8 посредством зашитых алгоритмов визуализации входная информация преобразуется в соответствующий перечень параметров определенной последовательности и формы с учетом цветового кодирования, удобной для отображения. Через блок 4 информация визуализации передается в бортовую систему отображения информации. Объем информации, необходимой для вывода на бортовую систему отображения, определяет в полете пилот, например, это может быть информация о летно-технических ограничениях при учебных полетах, о состоянии бортового оборудования, о наличии оружия, топлива, эшелонировании и т.д., что позволяет оперативно принимать решения.
На земле техник самолета может обеспечивать градуировку и тарировку датчиков, производить с помощью индикации поиск отказавших блоков и т.д., что сокращает время подготовки к повторному вылету.
Таким образом, введение блока 8 обработки полетной информации позволило расширить функциональные возможности системы регистрации, обеспечив экипаж текущей обработанной полетной информацией и сократив эксплуатационные расходы.
Система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок обработки звуковой информации и блок съема информации, причем выход пульта управления соединен с четвертым входом блока сбора и преобразования информации, информационные входы которого соединены с датчиками и системами контролируемого объекта, первый, второй, третий и пятый входы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с первым выходом блока сбора и преобразования информации, выходом защищенного накопителя, первым выходом блока контроля и выходом блока обработки звуковой информации, первый, второй и четвертый выходы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с входом защищенного накопителя, первым входом блока контроля и вторым входом блока съема информации, первый вход которого соединен с третьим выходом блока сбора и преобразования информации, второй выход которого соединен со вторым входом блока контроля, второй выход блока контроля соединен с пятым входом блока сбора и преобразования информации, к входам блока обработки звуковой информации подключены источники звуковой информации, отличающаяся тем, что снабжена блоком обработки полетной информации, вход которого соединен с пятым выходом контроллера защищенного накопителя, а выход - с третьим входом блока контроля.
