專利名稱：一種基于PXI總線、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于PXI總線、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統，屬于航空航天檢測技術領域，具體涉及硬件設計及集成、軟件的任務劃分、任務調度、優先級分配、任務間通信及界面設計等。
ニ背景技術：
飛行器航電系統包括多種設備機載計算機、慣導、垂直陀螺、航向傳感器、高度空速表、方向舵機、副翼舵機等多種電子設備，涉及的信號類型包括模擬量、數字量、開關量等。為保障飛行器的可靠工作，飛行器的地面檢測尤其是航電設備的檢測需進行大量工作， 因此，航電設備檢測系統設計是飛行器地面檢測的重要工具。目前在各種領域中PXI總線的虛擬儀器板卡被廣泛應用，該板卡支持的虛擬儀器開發軟件Lab Windows Cvi由于功能強大、開發方便、顯示靈活豐富被廣泛應用。本發明所涉及的PXI硬件板卡為成熟的基于PXI總線的貨架產品，各板卡技術成熟，可靠性高，通過自研的適配器及測試電纜設計將測試系統的硬件與測量對象進行信號特性的匹配和連接。同吋，應用LabWindows Cvi進行應用軟件開發，可移植性好、可靠性高，界面顯示靈活豐富。目前的飛行器航電設備地面檢測設備大多為傳統的儀器和ー些自研的專用設備相結合，檢測設備體積龐大，功能単一，無法滿足全部航電設備的同時檢測需求。同時檢測的顯示界面単一的數字或波形，無法實現數字、圖形和波形等豐富的顯示界面需求。

發明內容
目的本發明的目的在于提供一種基于PXI總線、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統，應用該系統，可實現飛行器航電設備(機載計算機、機載測量類設備和機載伺服類設備)的快速地面集成檢測，為飛行器的可靠飛行提供地面保障。技術方案本發明是一種基于PXI總線、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統，發明內容包括兩部分硬件部分和軟件部分。硬件部分和軟件部分協同工作，共同實現數據采集、檢測結果顯示、判斷及記錄功能。(一 )硬件部分該硬件部分是由PXI測試系統、適配器、1/0模塊(顯示器、鍵盤、鼠標)、機柜、測試臺、測試電纜及電源等組成。它們之間的位置、連接關系是=PXI測試系統安裝在機柜的中部，通過測試電纜與顯示器連接，鍵盤及鼠標通過USB ロ與PXI測試系統相連。顯示器安裝位置在PXI測試系統上方，其高度與操作人員坐在機柜前方的目視水平高度相同。適配器安裝在顯示器后面位置，通過測試電纜與PXI測試系統相連。適配器的右面板上安裝有各種與測試電纜匹配的接插件，該面板朝向測試臺方向，通過接插件可與測試電纜連接。同時測試電纜和被檢測設備放置在測試臺上，測試電纜一部分實現與適配器連接，通過適配器達到與PXI測試系統連接的目的。另一部分與被測設備連接，從而實現PXI測試系統與被測設備的硬件信號連接。硬件部分的安裝位置及組成如圖I和圖2所示。除適配器及測試電纜為根據具體飛行器的信號種類、特點及具體設備接插件進行針對性設計外，其它模塊(板卡)均為成熟貨架產品，各模塊(板卡)均滿足PXI總線要求。I. PXI測試系統該系統由PXI機箱、PXI控制器模塊、PXI模擬量輸入模塊、PXI模擬量輸出模塊、PXI串ロ通訊模塊和PXI開關切換模塊構成，它們之間的位置、連接關系是上述諸功能模塊具體表現為各種測試板卡，安裝在PXI 機箱內，通過PXI總線將各功能測試板卡進行連接，實現各功能模塊與控制器模塊在時鐘信號、數據信號、控制信號的連接及控制?！?PXI 機箱選用8槽的具有PXI總線的機箱，該機箱內部可支持安裝最多8個具有PXI總線的測試板卡，實現各測試板卡的高效的總線連接。機箱內部同時為測試板卡提供穩定可靠的供電。各功能模塊除PXI控制器模塊安裝在第I個槽位外，其它模塊在機箱內的安裝順序沒有固定順序要求?！?PXI控制器模塊該控制器模塊是一個安裝有windows xp操作系統的計算機模塊,可實現各測試板卡的實時控制和顯示控制，是整個測試系統的核心。PXI控制器模塊安裝在機箱的第I個槽位?！?PXI模擬量輸入模塊該模擬量輸入模塊選用的板卡具有16路模擬通道，每個模擬通道為16位A/D轉換，因此測量精度高，每路模擬量測量范圍為±10V?！?PXI模擬量輸出模塊該模擬量輸出模塊選用的板卡具有16路模擬通道，每個模擬通道為12位D/A轉換，每路模擬量輸出范圍為±10V。· PXI串ロ通訊模塊該串ロ通訊模塊包括RS232和RS422兩種通訊模塊，每種模塊包括4個串行接ロ?！?PXI開關切換模塊在模擬量輸入、模擬量輸出及通訊接ロ的配置時，考慮以較少的資源實現盡可能多的測量功能，因此，通過該開關切換模塊的切換，可實現更多通道的信號檢測，使不需要進行同時檢測的航電設備信號共用一個測量通道，實現資源利用最大化和合理化。2.適配器適配器實現航電設備電信號的信號轉換、連接和信號調理，是測量系統與測試對象信號間的橋梁。3. I/O 模塊I/O模塊包括鼠標、鍵盤和顯示器，實現操作指令的操作及檢測數據的顯示。選用市場成熟產品。4.機柜PXI機箱、顯示器、鍵盤、鼠標都安裝在機柜上。5.測試電纜
測試電纜包括線纜和插頭兩部分。測試電纜將測試系統的信號進行分發后，通過與航電設備匹配并定義相同的插座實現與航電設備的連通。測試電纜同時將電源信號提供給各被測設備。每個被測設備都擁有固定的電纜檢測插頭。6.電源電源為航電設備提供其所需的供電需求，本測試系統中選用的線性直流穩壓電源輸出為+13V、-13V。( ニ)軟件部分其主要內容及程序是先建立開發環境，在開發環境上建立檢測系統應用軟件エ程，然后檢測系統軟件的任務分別按照時間驅動任務、事件驅動任務、后臺運行任務三類任務進行設計，最后設計初始化、時鐘中斷服務程序、接ロ處理程序等，在整個操作步驟中體現了軟件任務劃分、任務優先級設置、任務調度、任務間通信、顯示界面等方面的設計。該方法具體步驟如下I.建立軟件開發環境、建立工程 建立基于Lab Windows Cvi應用軟件開發環境安裝有支持Lab Windows Cvi測試板卡的エ控機或PXI板卡的測試設備。 在Lab Windows Cvi集成開發環境上建立應用軟件工程。建立步驟運行Lab Windows Cvi —選擇File菜單一選擇New Project…菜單項—選擇創建工程類型一設置工程名稱和路徑一設置開發工具鏈一生成工程文件一完成エ程創建。2.建立主程序及主界面菜單 建立main, c和main, uir文件，main, h由系統自動生成。具體實現在main, c中進行各種任務的初始化，包括設備模擬類任務、設備檢測類任務及通訊類任務等。主程序中包含時鐘回調函數。main, uir文件以菜單形式設計，主菜單默認為機載計算機檢測模式。主菜單包括文件、設備模擬、遙控遙測、設備檢測、自動檢測、記錄、系統設置等7項。文件包括保存、退出子菜単。設備模擬包括傳感器類、伺服類、通訊類和數字1/0類。遙控遙測為遙控、遙測原碼設置及顯示。設備檢測為其它航電設備檢測，子菜單包括傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備等。自動檢測為機載計算機自動檢測，子菜單包括A/D通道、D/A通道和通訊ロ。記錄實現測試報告的保存。系統設置可進行硬件通道、通訊ロ的配置。main, uir文件為主顯示界面，界面頂部為操作主菜単。主菜單 下面劃分為四部分，上半部分為遙測數據顯示區，顯示機載計算機所有采集的參數。左下部為狀態顯示區，顯示機載計算機采集的各種狀態量。右下部為機載計算機接收指令發送區，顯示各種機載計算機控制指令。指令以軟按鍵形式顯示。 建立時間驅動類任務時間驅動類任務由Lab Windows Cvi時鐘控件發送的周期時鐘信號驅動執行，具體體現為周期任務，實現機載計算機與任務設備通訊、傳感器通訊、機載計算機遙控發送、遙測數據接收等需要周期執行的任務。具體實現在main, uir文件界面建立時鐘控件，其回調函數為voidtimerCallbackO ,設置時鐘最小周期，時鐘周期可調，以航電設備中周期最短的周期為時鐘周期，其它周期控制程序為該周期的倍數方便周期控制。該函數首先進行周期任務內部數據初始化，然后進入無限循環，進行遙測數據更新、通過檢測標志執行設備模擬任務、設備檢測任務、任務設備通訊、通訊類任務、自動檢測類任務具體功能的實現。如果有數據需要輸出則調用響應通訊接ロ模塊。3.建立事件驅動類任務事件驅動類任務主要是由某些內部或外部事件所觸發執行的任務，包括設備模擬、設備檢測、自動檢測及數據記錄等任務。 設備模擬模擬各類與機載計算機有接ロ功能的設備信號特征輸出控制程序，為檢測機載計算機提供激勵。具體實現機載計算機各接ロ設備包括傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O。建立Devicesim. c和Devicesim. uir文件，系統自動生成Devicesim. h文 件。Devicesim. c和Devicesim. uir為主菜單中設備模擬項的回調函數和顯示界面。在Devicesim. c中按照設備類型分別建立傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O等不同的任務回調函數。任務中對A/D、D/A及通訊ロ進行操作和數據處理。Devicesim.uir設置傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O的顯示界面，進行數據顯示和操作按鍵控制。Devicesim. uir包含各種設備模擬的顯示界面。 設備檢測完成傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備檢測。具體實現建立Devicetest. c和Devicetest. uir文件，系統自動生成Devicetest, h。Devicetest. c和Devicetest. uir為主菜單中設備檢測項的回調函數和顯示界面。在Devicetes. c中按照設備類型分別建立傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O等不同的任務回調函數。任務中對A/D、D/A及通訊ロ進行操作和數據處理。Devicetest. uir設置傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O的顯示界面，進行數據顯示和操作按鍵控制。 自動檢測任務自動檢測功能實現對機載計算機硬件的自動測試。包括遙控自動檢測、遙測自動檢測和通訊ロ自動檢測。具體實現建立Autotest· c和Autotest· uir文件，系統自動生成Autotest· h。Autotest, c和Autotest, uir為主菜單中設備檢測項的回調函數和顯示界面,包括遙測功能自動檢測、遙控功能自動檢測和通訊功能自動檢測。遙控功能自動檢測通過按照一定的次序發送飛行器控制指令，檢測機載計算機的信號輸出并對采集結果依據判據進行判斷，給出檢測結果。遙測功能自動檢測通過給機載計算機按照一定的時序施加一定的標準信號，接收機載計算機的采集結果，依據施加的信號對遙測功能是否正常進行判斷。通訊ロ自動檢測按照一定的時序對機載計算機的各個通訊ロ按照其通訊協議發送和接收數據，通過遙測回傳的數據判斷各通訊ロ功能是否正常。 數據記錄等綜合任務對檢測結果進行數據記錄、處理等功能。具體實現建立DataRec. (^PDataRec. uir文件,并建立數據記錄綜合任務入口函數(void TaskDataRecO),該函數首先進行數據記錄綜合任務內部數據初始化,然后進入主程序時鐘無限循環，在循環中先獲取內部時鐘控制標志，獲取指令標志后根據具體系統進行數據記錄以及數據處理，最后形成.doc文件進行輸出。4.建立后臺運行類任務后臺運行類任務主要是對實時性要求不高的、在其他任務執行間隙運行的任務，具體體現為狀態檢測、自檢測等任務。具體實現建立Bit. c和Bit. uir文件,并建立檢測任務入ロ函數(void Bit O)，該函數首先進行檢測任務內部數據初始化，然后進入無限循環，在循環進行計算機狀態檢測、其他外接設備狀態檢測等，如果檢測到故障則發送故障消息到故障消息隊列，檢測完成后進行延時。5.建立初始化程序進行全局數據的初始化、設備接ロ的初始化、信號量的創建以及初始化、時鐘設置以及初始化、各任務創建以及初始化等。具體實現建立初始化函數(void Init O)，該函數首先根據具體系統進行全局數據初始化、設備接ロ初始化，然后進行信號量創建及初始化、時鐘設置及初始化、任務創建及初始化。 優點及效果本發明ー種基于PXI、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統，其優點是軟件設計將某系列飛行器航電設備硬件檢測所涉及的所有功能進行抽象得出該通用框架，使得在開發具體檢測系統軟件時可根據不同接ロ定義進行相應任務以達到快速開發的目的，并有效增強了檢測系統軟件的可移植性、可靠性以及規范性。硬件設計采用PXI總線進行板卡集成及模塊化設計，PXI機箱內板卡可進行擴展，因此系統硬件擴展性好，該檢測系統已經在幾種飛行器地面檢測系統上得到成功應用。
四

圖I檢測系統外觀組成框2檢測系統結構組成框3周期任務執行流程4設備模擬執行流程5設備檢測執行流程6初始化程序執行流程7任務優先級分配8軟件組成框圖本說明書中所有英文符號含義說明如下PXI :面向儀器系統的 PCI 擴展(PCI extensions for Instrumentation),是一種由NI公司發布的堅固的基于PC的測量和自動化平臺。PXI結合了 PC的電氣總線特性與C0MPACTPCI的堅固性、模塊化及Eurocard機械封裝的特性發展成適合試驗、測量及數據財經場合的機械、電氣與軟件規范。Lab Windows Cvi :美國國家儀器公司開發的ー種交互式C語言開發平臺，廣泛應用于國防、航空航天、通信、消費電子、エ業控制、汽車電子等領域。BSP :班級支持包(Board Support Package)的縮寫，硬件層與應用層軟件中間的ー層軟件，為應用層軟件提供標準接ロ，增強應用層軟件的可移植性。圖8中的外文為原程序文件、顯示文件名。
五具體實施方式
見圖2,本發明是一種基于PXI總線、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統，發明內容包括兩部分硬件部分和軟件部分。硬件部分和軟件部分協同工作，通過軟件調度進行硬件資源的管理、調度及控制，共同實現數據采集、檢測結果顯示、判斷及記錄功能。(一 )硬件部分該硬件部分是由PXI測試系統(PXI機箱、控制器模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、串ロ通訊模塊、開關切換模塊)、適配器、I/o模塊(顯示器、鍵盤、鼠標)、機柜、測試臺、測試電纜及電源等組成。它們之間的位置、連接關系是PXI測試系統安裝在機柜的中部，通過測試電纜與顯示器連接，鍵盤及鼠標通過USB ロ與PXI測試系統相連。顯示器安裝位置在PXI測試系統上方，其高度與操作人員坐在機柜前方的目視水平高度相同。適配器、安裝在顯示器后面位置，通過測試電纜與PXI測試系統相連。適配器的右面板上安裝有各種與測試電纜匹配的接插件，該面板朝向測試臺方向，通過接插件可與測試電纜連接。同時測試電纜和被檢測設備放置在測試臺上，測試電纜一部分實現與適配器連接，通過適配器達到與PXI測試系統連接的目的。另一部分與被測設備連接，從而實現PXI測試系統與被測設備的硬件信號連接。硬件部分的安裝位置及組成如圖I和圖2所示。其中除適配器和測試電纜是根據飛行器的信號種類、特點及具體設備接插件進行針對性設計外，其它功能模塊(測試板卡)均為成熟貨架產品，各功能模塊(測試板卡)均滿足PXI總線要求。I. PXI測試系統該系統由PXI機箱、PXI控制器模塊、PXI模擬量輸入模塊、PXI模擬量輸出模塊、PXI串ロ通訊模塊和PXI開關切換模塊構成，它們之間的位置、連接關系是上述諸功能模塊具體表現為各種測試板卡，安裝在PXI機箱內，通過PXI總線將各功能測試板卡進行連接，實現各功能模塊與控制器模塊在時鐘信號、數據信號、控制信號的連接及控制?！?PXI 機箱選用8槽的具有PXI總線的測控設備機箱，該機箱內部可支持安裝最多8個具有PXI總線的測試板卡，實現各測試板卡的高效的總線連接。機箱內部同時為測試板卡提供穩定的供電。通過PXI總線將各功能測試板卡進行連接，實現各功能模塊與控制器模塊在時鐘信號、數據信號、控制信號的連接及控制。各功能模塊除控制器模塊安裝在第I個槽位外，其它模塊在機箱內的安裝順序沒有固定順序要求?！?PXI控制器模塊該控制器模塊是一個安裝有windows xp操作系統的計算機模塊，可實現各測試板卡的實時控制和顯示控制，是整個測試系統的核心?？刂破髂K安裝在機箱的第I個槽位?！?PXI模擬量輸入模塊該模擬量輸入模塊選用的測試板卡具有16路模擬通道，每個模擬通道為16位A/D轉換，因此測量精度高，每路模擬量測量范圍為±10V。通過安裝板級支持包，通過軟件編程實現測試板卡模擬量采集通道采樣率、采樣周期、信號類型的設定，從而實現測試板卡的軟件可編程控制和顯示。· PXI模擬量輸出模塊該模擬量輸出模塊選用的板卡具有16路模擬通道，每個模擬通道為12位D/A轉換，每路模擬量輸出范圍為±10V。通過安裝板級支持包，通過軟件編程實現測試板卡模擬量輸出通道周期、幅值等信號類型的設定，從而實現測試板卡的軟件可編程控制和顯示。· PXI串ロ通訊模塊該串ロ通訊模塊包括RS232和RS422兩種通訊模塊，每種模塊包括4個串行接ロ。通過安裝板級支持包，通過軟件編程實現測試板卡各通訊ロ通訊波特率等信號類型的設定，從而實現測試板卡的通訊軟件可編程控制和顯示。· PXI開關切換模塊在模擬量輸入、模擬量輸出及通訊接ロ的配置時，考慮以較少的資源實現盡可能多的測量功能，因此，通過該開關切換模塊的切換，可實現更多通道的信號檢測，使不需要進行同時檢測的航電設備信號共用一個測量通道，實現資源利用最大化和合理化。通過安裝板級支持包，通過軟件編程實現板卡各通道的開、關設定，從而實現測試板卡的軟件可編 程控制和顯示。2.適配器適配器實現航電設備的信號轉換、連接和信號調理，是測量系統與測試對象信號間的橋梁。適配器通過測試電纜與各測試板卡連接，通過信號轉換及調理電路的轉換，通過開關卡的通斷控制實現PXI測試系統與被測設備的連接。適配器通過螺釘安裝固定在機柜上，與PXI測試系統連接的接插件面朝向機柜后方，便與PXI測試板卡測試電纜的插拔及固定。與航電設備測試電纜連接的接插件面朝向測試臺，測試臺上放置被測航電設備及連接電纜，該設計方式便于測試設備及測試電纜的連接與插拔。3. I/O 模塊I/O模塊包括鼠標、鍵盤和顯示器，實現操作指令的操作及檢測數據的顯示。選用市場成熟產品。4.機柜PXI機箱、顯示器、鍵盤、鼠標都安裝在機柜上。5.測試電纜測試電纜使用時放置在測試臺上，包括線纜和插頭兩部分。測試電纜將測試系統的信號進行分發后，通過與航電設備匹配并定義相同的插座實現與航電設備的連通。測試電纜同時將電源信號提供給各被測設備。每個被測設備都擁有固定的電纜檢測插頭。6.電源電源為航電設備提供其所需的供電需求，本系統中選用的線性直流穩壓電源輸出為+13V、-13V。該輸出電源電壓范圍滿足航電設備工作需求。圖I是本發明的一種外觀示意圖。(ニ)軟件部分I.建立軟件開發環境、建立工程 建立基于Lab Windows Cvi應用軟件開發環境；安裝有支持Lab Windows Cvi測試板卡的エ控機或PXI板卡的測試系統。 在Lab Windows Cvi集成開發環境上建立應用軟件工程。建立步驟運行Lab Windows Cvi —選擇File菜單一選擇New Project…菜單項—選擇創建工程類型一設置工程名稱和路徑一生成工程文件一完成工程創建。
針對某型飛行器的航電設備的類型及接ロ特性，飛行器航電設備檢測軟件工程創建及軟件主要模塊組成如圖8所示。2.建立主程序及主界面菜單 建立main, c和main, uir文件，main, h由系統自動生成。在main, c中進行各種任務的初始化，包括設備模擬類任務、設備檢測類任務及通訊類任務。main, uir文件以菜單形式設計,主菜單默認為機載計算機檢測模式。菜單包括文件、設備模擬、遙控遙測、設備檢測、自動檢測、記錄及系統設置等7項。文件包括保存、退出子菜単。設備模擬包括傳感器類、伺服類、通訊類和數字I/O類，用于檢測機載計算機。遙控遙測包括顯示遙控配置及遙測原碼。設備檢測為其它航電設備檢測，子菜單包括傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備等。自動檢測為機載計算機自動檢測，子菜單包括遙控自動檢測、遙測自動檢測和通訊ロ自動檢測。文件記錄實現測試報告的保存。系統配置是進行相關硬件操作接ロ設置。主程序由初始化模塊和時間驅動類模塊等組成。主程序運行后系統顯示主程序界面，同時執行時間驅動類任務，刷新主界面參數顯示。同時時刻準備接受 主界面的各菜單指令進行事件類任務調度執行。 建立時間驅動類任務時間驅動類任務由時鐘控件發送信號量周期驅動執行，具體體現為周期任務，實現任務設備通訊、航向傳感器通訊、遙控數據發送、遙測數據接收解碼等需要周期執行的相關功能。具體實現在main, uir文件界面建立時鐘控件，設置時鐘最小周期(voidtimerCallbackO),時鐘周期可調，以航電設備中周期最短的時鐘，其它周期控制程序為該周期的倍數方便周期控制。該函數首先進行周期任務內部數據初始化，然后進入無限循環，進行遙測數據更新、通過檢測標志執行設備模擬任務、設備檢測任務、任務設備通訊、通訊類任務、自動檢測類任務具體功能的實現。如果有數據需要輸出則調用響應通訊接ロ模塊。時間驅動類任務由時鐘中斷發送的ニ進制信號量周期驅動執行，具體體現為周期任務，實現控制律計算、遙測數據采集等相關需要周期執行的功能。周期任務的任務數量可能不止ー個且各自運行的周期也可能不同，所以在具體設計中將所有周期任務執行周期的最大公約數作為時鐘中斷間隔時間，并在時鐘中斷服務函數中通過計數方式選擇激活相應周期任務，以此來實現普通機載計算機軟件設計中采用的大小周期法或固定速率組法的實現方式。具體實現建立timerCallbackO函數，該函數首先進行周期任務內部數據初始化，然后進入無限循環，在循環中先獲取ニ進制信號量，獲取成功后進行遙測通訊、數據轉換、遙測數據顯示更新等具體功能的實現；如果有數據需要輸出則發送相應輸出消息到輸出消息隊列。周期任務執行流程如圖3所示。周期任務實現函數代碼示例Void timerCallback ()
{
//周期任務內部數據初始化while (I)
{
遙測數據接收
//根據具體系統實現具體功能數據轉換、単位換算等
//任務設備通訊 if(有數據輸出)
{
}
}
}3.建立事件驅動類任務事件驅動類任務主要是由某些內部或外部事件所觸發執行的任務，由相應界面事件控件操作產生。包括輸入任務、輸出任務、故障綜合任務。事件驅動任務正常情況下處于等待資源狀態，只有當相關操作產生的情況下處于就緒或運行狀態。為增強軟件的可移植性，設計根據不同接ロ需求相應的標準數據結構，外設數據需要先由其他程序轉換為標準數據結構后才能供輸入任務進行處理，同理輸出任務輸出的標準數據結構需要先進行具體化后才能輸出。標準數據結構舉例
//標準數據幀串行通訊標準數據結構定義 typedef struct { 一 unsigned short m_msgID; //不不識符 unsigned char m_data[8] ;//數據
}_C0MPACKET; 設備模擬輸入各種機載設備接口數據的輸出功能。具體實現建立Decivesim. c、Devicesim. h和Devicesim. uir文件,并在主界面菜單中建立設備模擬界面及各種設備模擬子菜單回調函數(void DevicesimcallbackO),該函數首先進行任務模擬內部數據初始化，啟動內部時鐘工作，進行輸出端ロ配置，然后進入無限循環，在循環中先獲取界面操作指令同時顯示采集的外設數據。設備模擬任務執行流程如圖4所不。 設備檢測任務為航電設備設計各種激勵，同時采集各航電設備輸出數據，按照一定判據對設備正常與否做出判斷。
具體實現建立Devicetest. C、Devicetest. h 和 Devicetest. uir 文件，并在主界面菜單中建立設備檢測界面及各種設備檢測子菜單回調函數(voidDevicetestcallbackO)，該函數首先進行設備檢測數據初始化，然后進入無限循環，在循環中采集數據，數據處理、判斷，設備檢測任務執行流程如圖5所示。輸出任務實現函數代碼示例·自動檢測任務進行機載計算機輸入、輸出及通訊接ロ檢測。具體實現建立Autotest· C、Autotest· h和Autotest· uir文件，并在主界面菜單中建立自動檢測界面及各種自動檢測子菜單回調函數(void AutotestcallbackO),該函數首先進行任務內部數據初始化，然后進入無限循環，在循環中先獲取任務消息隊列消息，獲取成功后根據具體系統內部時鐘節拍進行輸入自動檢測、輸出自動檢測以及通訊自動檢測。檢測任務實現函數代碼示例4.建立后臺運行類任務后臺運行類任務主要是對實時性要求不高的、在其他任務執行間隙運行的任務，具體體現為檢測任務。檢測任務主要實現本機檢測、外設檢測等功能，并將檢測結果進行記錄，如果檢測到故障則需要發送故障消息以驅動故障綜合任務進行處理。具體實現建立Bit. C、Bit. h和Bit. uir文件,并建立檢測任務入ロ函數(voidBit O)，該函數首先進行檢測任務內部數據初始化，然后進入無限循環，在循環進行計算機狀態檢測、其他外接設備狀態檢測等，如果檢測到故障則發送故障消息到故障消息隊列，檢測完成后進行延時。檢測任務實現函數代碼示例
void Bit O
{
//檢測任務內部數據初始化 while (I)
{
//Al通道檢測//AO通道檢測//通訊通道檢測
}
}5.建立初始化程序進行全局數據的初始化、接ロ的初始化、任務間通信數據的創建以及初始化、時鐘中斷設置以及初始化、任務創建以及初始化等。具體實現建立初始化函數(void Init O)，該函數首先根據具體系統進行全局數據初始化、設備接ロ初始化，然后進行信號量創建及初始化、消息隊列創建及初始化、時鐘設置及初始化、任務創建及初始化。初始化程序執行流程如圖6所示，其中任務創建時創建的各任務的優先級按照圖7進行建立。 初始化函數代碼示例void Init ()
{
//全局數據初始化
Γη.,, 〃■牛m綠咖臺ィ七
L J//串ロ通訊波特率設置……。
//信號量創建及初始化
//時鐘設置
}
權利要求
1.一種基于PXI總線、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統,其特征在于它由硬件部分和軟件部分組成，其間關系是硬件部分和軟件部分協同工作，共同實現數據采集、檢測結果顯示、判斷及記錄功能； 所述硬件部分是由PXI測試系統、適配器、I/O模塊、機柜、測試臺、測試電纜及電源組成，PXI測試系統安裝在機柜的中部，通過電纜與I/O模塊中的顯示器連接，I/O模塊中的鍵盤及鼠標通過USB 口與PXI測試系統相連；顯示器安裝位置在PXI測試系統上方，其高度與操作人員坐在機柜前方的目視水平高度相同；適配器安裝在顯示器后面位置，通過PXI測試板卡的專用連接電纜與各種PXI板卡相連；適配器的右面板上安裝有各種與測試電纜匹配的接插件，該面板朝向測試臺方向，通過接插件與測試電纜連接，同時測試電纜和被檢測設備放置在測試臺上，測試電纜一部分實現與適配器連接，通過適配器達到與PXI測試系統連接的目的；另一部分與被測設備連接，從而實現PXI測試板卡與被測設備的硬件信號連接； 1)、PXI測試系統該系統由PXI機箱、PXI控制器模塊、PXI模擬量輸入模塊、PXI模擬量輸出模塊、PXI串口通訊模塊和PXI開關切換模塊構成，上述諸功能模塊具體表現為各種測試板卡，安裝在PXI機箱內，通過PXI總線將各功能測試板卡進行連接，實現各功能模塊與控制器模塊在時鐘信號、數據信號、控制信號的連接及控制；PXI機箱 選用8槽的具有PXI總線的機箱，該機箱內部支持安裝最多8個具有PXI總線的測試板卡，實現各板卡的高效的總線連接；機箱內部同時為測試板卡提供穩定可靠的供電，各功能模塊除控制器模塊安裝在第I個槽位外，其它模塊在機箱內的安裝順序沒有固定順序要求； PXI控制器模塊 該控制器模塊是一個安裝有windows xp操作系統的計算機模塊,實現各測試板卡的實時控制和顯示控制；PXI控制器模塊安裝在機箱的第I個槽位； PXI模擬量輸入模塊 該模擬量輸入模塊選用的測試板卡具有16路模擬通道，每個模擬通道為16位A/D轉換，因此測量精度高，每路模擬量測量范圍為±10V ； PXI模擬量輸出模塊 該模擬量輸出模塊選用的測試板卡具有16路模擬通道，每個模擬通道為12位D/A轉換，每路模擬量輸出范圍為±10V ； PXI串口通訊模塊 該串口通訊模塊包括RS232和RS422兩種通訊模塊，每種模塊包括4個串行接口； PXI開關切換模塊 在模擬量輸入、模擬量輸出及通訊接口的配置時，考慮以較少的資源實現盡可能多的測量功能，因此，通過該開關切換模塊的切換，實現更多通道的信號檢測，使不需要進行同時檢測的航電設備信號共用一個測量通道，實現資源利用最大化和合理化； 2)、適配器適配器實現航電設備電信號的信號轉換、連接和信號調理，是測量系統與測試對象信號間的橋梁； 3)、I/O模塊1/0模塊包括鼠標、鍵盤和顯示器，實現操作指令的操作及檢測數據的顯示； .4)、機柜PXI機箱、顯示器、鍵盤、鼠標安裝在機柜上； .5)、測試電纜測試電纜包括線纜和插頭兩部分；測試電纜將測試系統的信號進行分發后，通過與航電設備匹配并定義相同的插座實現與航電設備的連通；測試電纜同時將電源信號提供給各被測設備，每個被測設備都擁有固定的電纜檢測插頭； .6)、電源電源為航電設備提供其所需的供電需求，本測試系統中選用的線性直流穩壓電源輸出為+13V.-13V ； 所述軟件部分其內容及程序是先建立開發環境，在開發環境上建立檢測系統應用軟件工程，然后檢測系統軟件的任務分別按照時間驅動任務、事件驅動任務、后臺運行任務三類任務進行設計，最后設計初始化、時鐘中斷服務程序、接口處理程序，在整個操作步驟 中體現了軟件任務劃分、任務優先級設置、任務調度、任務間通信、顯示界面方面的設計；該 .1.)建立軟件開發環境、建立工程 建立基于Lab Windows Cvi應用軟件開發環境 安裝有支持Lab Windows Cvi測試板卡的工控機或PXI板卡的測試設備； 在Lab Windows Cvi集成開發環境上建立應用軟件工程； 建立步驟運行Lab Windows Cvi —選擇File菜單一選擇New Project…菜單項一選擇創建工程類型一設置工程名稱和路徑一設置開發工具鏈一生成工程文件一完成工程創建； .2.)建立主程序及主界面菜單建立main, c和main, uir文件，main, h由系統自動生成； 具體實現是在main, c中進行各種任務的初始化，包括設備模擬類任務、設備檢測類任務及通訊類任務；主程序中包含時鐘回調函數，main, uir文件以菜單形式設計，主菜單默認為機載計算機檢測模式；主菜單包括文件、設備模擬、遙控遙測、設備檢測、自動檢測、記錄、系統設置7項；文件包括保存、退出子菜單；設備模擬包括傳感器類、伺服類、通訊類和數字I/O類；遙控遙測為遙控、遙測原碼設置及顯示；設備檢測為其它航電設備檢測，子菜單包括傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備；自動檢測為機載計算機自動檢測，子菜單包括A/D通道、D/A通道和通訊口 ；記錄實現測試報告的保存，系統設置進行硬件通道、通訊口的配置；main. uir文件為主顯示界面，界面頂部為操作主菜單；主菜單下面劃分為四部分，上半部分為遙測數據顯示區，顯示機載計算機所有采集的參數；左下部為狀態顯示區，顯示機載計算機采集的各種狀態量；右下部為機載計算機接收指令發送區，顯示各種機載計算機控制指令，指令以軟按鍵形式顯示； 建立時間驅動類任務 時間驅動類任務由Lab Windows Cvi時鐘控件發送的周期時鐘信號驅動執行，具體體現為周期任務，實現機載計算機與任務設備通訊、傳感器通訊、機載計算機遙控發送、遙測數據接收需要周期執行的任務； 具體實現為在main, uir文件界面建立時鐘控件，其回調函數為voidtimerCallbackO ,設置時鐘最小周期，時鐘周期可調，以航電設備中周期最短的周期為時鐘周期，其它周期控制程序為該周期的倍數方便周期控制；該函數首先進行周期任務內部數據初始化，然后進入無限循環，進行遙測數據更新、通過檢測標志執行設備模擬任務、設備檢測任務、任務設備通訊、通訊類任務、自動檢測類任務具體功能的實現；如果有數據需要輸出則調用響應通訊接口模塊； . 3.)建立事件驅動類任務 事件驅動類任務主要是由某些內部或外部事件所觸發執行的任務，包括設備模擬、設備檢測、自動檢測及數據記錄任務； 籲設備模擬模擬各類與機載計算機有接口功能的設備信號特征輸出控制程序，為檢 測機載計算機提供激勵； 具體實現為機載計算機各接口設備包括傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O ;建立Devicesim. c和Devicesim. uir文件，系統自動生成Devicesim. h文件；Devicesim. c和Devicesim. uir為主菜單中設備模擬項的回調函數和顯示界面，在Devicesim. c中按照設備類型分別建立傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O不同的任務回調函數；任務中對A/D、D/A及通訊口進行操作和數據處理；Devicesim. uir設置傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O的顯示界面，進行數據顯示和操作按鍵控制；Devicesim. uir包含各種設備模擬的顯示界面； 設備檢測完成傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備檢測； 具體實現建立Devicetest, c和Devicetest, uir文件，系統自動生成Devicetest.ho Devicetest, c和Devicetest, uir為主菜單中設備檢測項的回調函數和顯示界面；在Devicetes. c中按照設備類型分別建立傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O不同的任務回調函數；任務中對A/D、D/A及通訊口進行操作和數據處理；Devicetest. uir設置傳感器類設備、伺服類設備、通訊類設備和數字I/O的顯示界面，進行數據顯示和操作按鍵控制； 籲自動檢測任務 自動檢測功能實現對機載計算機硬件的自動測試，包括遙控自動檢測、遙測自動檢測和通訊口自動檢測； 具體實現為建立Autotest· c和Autotest· uir文件，系統自動生成Autotest· h。Autotest, c和Autotest, uir為主菜單中設備檢測項的回調函數和顯示界面,包括遙測功能自動檢測、遙控功能自動檢測和通訊功能自動檢測；遙控功能自動檢測通過按照一定的次序發送飛行器控制指令，檢測機載計算機的信號輸出并對采集結果依據判據進行判斷，給出檢測結果；遙測功能自動檢測通過給機載計算機按照一定的時序施加一定的標準信號，接收機載計算機的采集結果，依據施加的信號對遙測功能是否正常進行判斷；通訊口自動檢測按照一定的時序對機載計算機的各個通訊口按照其通訊協議發送和接收數據，通過遙測回傳的數據判斷各通訊口功能是否正常； 數據記錄綜合任務對檢測結果進行數據記錄、處理功能； 具體實現為建立DataRec. c和DataRec. uir文件，并建立數據記錄綜合任務入口函數(void TaskDataRecO),該函數首先進行數據記錄綜合任務內部數據初始化,然后進入主程序時鐘無限循環，在循環中先獲取內部時鐘控制標志，獲取指令標志后根據具體系統進行數據記錄以及數據處理，最后形成.doc文件進行輸出； . 4.)建立后臺運行類任務 后臺運行類任務是對實時性要求不高的、在其它任務執行間隙運行的任務，具體體現為狀態檢測、自檢測任務； 具體實現為建立Bit. c和Bit. uir文件,并建立檢測任務入口函數(void Bit O),該函數首先進行檢測任務內部數據初始化，然后進入無限循環，在循環進行計算機狀態檢測、其它外接設備狀態檢測，如果檢測到故障則發送故障消息到故障消息隊列，檢測完成后進行延時； [5.)建立初始化程序 進行全局數據的初始化、設備接口的初始化、信號量的創建以及初始化、時鐘設置以及初始化、各任務創建以及初始化； 具體實現為建立初始化函數(void Init O)，該函數首先根據具體系統進行全局數據初始化、設備接口初始化，然后進行信號量創建及初始化、時鐘設置及初始化、任務創建及初始化。
全文摘要
一種基于PXI總線、Lab Windows Cvi的飛行器航電設備地面檢測系統，它由硬件部分和軟件部分組成，其間關系是硬件部分和軟件部分協同工作，共同實現數據采集、檢測結果顯示、判斷及記錄功能；該硬件部分是由PXI測試系統、適配器、I/O模塊、機柜、測試臺、測試電纜及電源組成，該軟件部分的內容及程序是先建立開發環境，在開發環境上建立檢測系統應用軟件工程，然后檢測系統軟件分別按照時間驅動任務、事件驅動任務、后臺運行任務進行設計，最后設計初始化、時鐘中斷服務程序、接口處理程序，在整個操作中體現了軟件任務劃分、任務優先級設置、任務調度、任務間通信、顯示界面方面的設計；本發明使飛行器航電系統地面檢測系統設計模塊化、集成化、小型化。
文檔編號G01R31/00GK102662112SQ201210006780
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者姜曉愛, 王立峰, 馬云鵬 申請人:北京航空航天大學