一種座艙音頻快取記錄器的制造方法
【專利摘要】本發明屬于航空電子【技術領域】，涉及一種座艙音頻快取記錄器。本發明采集來自機長語音面板、副駕駛語音面板、其他機組成員位置和駕駛艙區域麥克風的四路音頻信號，通過ARINC429總線獲取機上UTC時間信息，音頻數據加密后，進行數據的時間同步處理和組包，將數據記錄在數據卡中。飛行結束后能夠快速地取出數據卡，通過數據卸載設備進行數據卸載。本發明利用機上現有音頻信號源和UTC時間信息源，并按要求的數據文件格式進行音頻數據的記錄，記錄時間長達300小時，并采用數據卸載設備和軟件進行數據回放，充分考慮和保護飛行員人權、隱私和對記錄的通話信息，滿足“不能隨便下載，不能隨便回放”的原則，使記錄信息的非授權提取和回放減少到最低可能性。
【專利說明】一種座艙音頻快取記錄器
【技術領域】
[0001]本發明屬于航空電子【技術領域】，涉及一種座艙音頻快取記錄器。
【背景技術】
[0002]目前，國際和國內航空飛行器上，民航局已強制要求安裝了具備抗墜毀能力的座艙音頻記錄器(Cockpit Voice Recorder,簡稱:CVR),其記錄時間要求至少滿足30分鐘或2個小時。由于CVR記錄時間較短，不利于一些事故癥候和差錯的事后調查，達不到對機組人員進行考核和監管的目的；同時CVR價格昂貴，每次進行維護時都需要將其從機上拆下，容易結構損壞；另外，需要通過復雜設備對CVR進行音頻數據下載和地面回放處理，給產品維護和使用工作帶來諸多不便。
[0003]飛機在飛行過程中，對飛機內部艙音和駕駛員話音的記錄和復現是提高陸空通話水平的有效和重要手段，是對飛機駕駛艙環境各要素之間的匹配程度有價值的評價依據和科學管理方法。
[0004]目前，飛機所使用記錄音頻的設備/系統采用U盤、CF卡、SD卡等通用存儲介質，對所記錄的艙音數據和話音數據能夠任意下載和隨便回放，未能夠充分保護飛行員的人權和隱私，不能夠滿足飛行安全管理要求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提出一種能夠進行長時間記錄，并且能夠充分保護飛行員的人權和隱私，滿足飛行安全管理要求的座艙音頻快取記錄器。
[0006]本發明的技術方案是:座艙音頻快取記錄器由電源模塊、數據管理模塊和數據卡構成，電源模塊將交流115V或直流28V電壓轉換為直流5V電壓，給數據管理模塊及數據卡提供電源，數據管理模塊將處理后的實時音頻信號送入數據卡存儲；數據管理模塊進行音頻數據處理的步驟是:
[0007](I)形成文件頭
[0008]文件頭包括:文件頭標志、文件創建時間和飛機航班信息，其中，文件頭標志的內容為:0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8個字節、文件創建時間的內容為當前UTC時間信息、飛機航班信息為10個字節；
[0009](2)將形成的文件頭存儲在數據卡內；
[0010](3)形成數據包
[0011]數據包包括:數據包標志、音頻通道標識、數據長度、當前UTC時間、時標、實時音頻數據和包尾。其中，數據包標志的內容為:0xEB25 0xEB25，共4個字節、音頻通道標識共兩個字節、五種標識，五種標識分別為:機長語音面板音頻數據、副駕駛語音面板音頻數據、其他機組成員位置音頻數據、駕駛艙區域麥克風音頻數據和混合音頻數據，數據長度為兩個字節，值為0x0800、時標為8個字節，單位為Ims的計數值，實時音頻數據為與音頻通道標識五種標識數據相對應的數據并且長度為2048字節，包尾為上述各字節的累加值，長度為2個字節；
[0012](4)將形成的數據包按照時間順序通過偽并行總線依次存儲在數據卡中，形成一個完整的數據文件。
[0013]本發明具有的優點和有益效果，本發明采集來自機長語音面板、副駕駛語音面板、其他機組成員位置和駕駛艙區域麥克風的四路音頻信號，通過ARINC429總線獲取機上UTC時間信息，音頻數據加密后，進行數據的時間同步處理和組包，將數據記錄在數據卡中。飛行結束后能夠快速地取出數據卡，通過數據卸載設備進行數據卸載。
[0014]本發明利用機上現有音頻信號源和UTC時間信息源，并按要求的數據文件格式進行音頻數據的記錄，記錄時間長達300小時，并采用數據卸載設備和軟件進行數據回放，充分考慮和保護飛行員人權、隱私和對記錄的通話信息，滿足“不能隨便下載，不能隨便回放”的原則，使記錄信息的非授權提取和回放減少到最低可能性。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0015]圖1為本發明組成框圖；
[0016]圖2為本發明電源模塊原理框圖；
[0017]圖3為本發明數據管理模塊原理框圖；
[0018]圖4為本發明數據卡原理框圖；
[0019]圖5為本發明數據記錄文件格式。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細描述，參閱圖1至圖5。
[0021]參閱圖1:
[0022]座艙音頻快取記錄器采用模塊化設計，由電源模塊1、數據管理模塊2和數據卡3三部分組成。
[0023]參閱圖2:
[0024]電源表決電路4實現對交流115V電源轉換為直流28V，并當有交流115V電源或直流28V電源輸入時，該模塊將輸出直流28V。
[0025]過流保護5使用自復熔絲實現。當輸入的電流大于1.0A時，切斷供電輸入，當輸入電流恢復為0.5A時，接通供電輸入，以保證后端的電路不會因電流過大而失效。
[0026]過壓保護6使用浪涌抑制器，保證后端的電路不會因電壓過大失效或損壞。
[0027]電源濾波器7用于滿足電路的電磁兼容性要求和去除電源紋波。
[0028]儲能電路8為功率型負載，根據電容放電特性，保證產品在200ms掉電中斷時間之內能夠正常工作。
[0029]DC/DC模塊9負責將直流28V電源轉換為直流5V電源并輸出，為各模塊供電。
[0030]參閱圖3:
[0031]音頻采集模塊10以FPGA邏輯器件作為處理器，負責將機上的四路音頻信號(機長語音面板，副駕駛語音面板，其他機組成員位置、駕駛艙區域麥克風，)轉換為數字信號并將數據發送給數據處理模塊13。
[0032]UTC接收模塊11通過ARINC429總線信號接收機上時間信息，并將時間信息數據發送給數據處理模塊13 ；
[0033]供電模塊12負責向數據處理模塊13和數據卡3提供所需工作電壓。
[0034]數據處理模塊13通過地址/數據總線與音頻采集模塊10和UTC接收模塊11進行數據交互，并完成對音頻數據的數據壓縮和加密處理，同時按固定格式進行數據組包和加密處理，將打包好的數據通過偽并行總線寫入數據卡3。
[0035]參閱圖4:
[0036]偽并行總線14是數據處理模塊13和數據存儲模塊16的通道，完成數據的寫入。
[0037]供電模塊15是向數據存儲單元16提供工作3.3V的工作電壓。
[0038]數據存儲模塊16由大容量NANDFLASH芯片組成，實現數據的存儲。
[0039]參閱圖5:
[0040]每個音頻數據的記錄文件由一個文件頭17和多個數據包18 (每個數據包格式一樣)組成。
[0041]文件頭17為音頻數據文件的開始標記，由文件頭標志19、文件創建時間20和飛機航班信息21組成。
[0042]數據包18由數據包標志22、音頻通道標識23、數據長度24、UTC時間25、時標26、音頻數據27和包尾(包校驗和)28組成。
[0043]數據文件的形成過程是:
[0044](I)形成文件頭17
[0045]文件頭17包括:文件頭標志19、文件創建時間20和飛機航班信息21，其中，文件頭標志19的內容為:0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8個字節、文件創建時間的內容為當前UTC時間信息，飛機航班信息21為10個字節；
[0046](2)將形成的文件頭存儲在數據卡(3)內；
[0047](3)形成數據包(18)
[0048]數據包(18)包括:數據包標志(22)、音頻通道標識(23)、數據長度(24)、當前UTC時間(25)、時標(26)、實時音頻數據(27)和包尾(28)，其中，數據包標志(22)的內容為:0xEB25 0xEB25，共4個字節、音頻通道標識23共為兩個字節、五種標識，五種標識分別為:機長語音面板，副駕駛語音面板，其他機組成員位置、駕駛艙區域麥克風，混合音頻數據，數據長度(24)為兩個字節，值為0x0800、當前UTC時間(25)的信息、時標(26)為8個字節，單位為Ims的計數值，實時音頻數據(27)為與音頻通道標識23五種標識數據相對應的數據并且長度為2048字節，包尾(28)為上述各字節的累加值，長度為2個字節；
[0049](4)將形成的數據包(18)按照時間順序采用偽并行總線依次存儲在數據卡(3)中，形成一個完整的數據文件。
【權利要求】
1.一種座艙音頻快取記錄器，其特征在于:記錄器由電源模塊(I)、數據管理模塊(2)和數據卡(3)構成，電源模塊(I)將115V或28V電壓轉換為5V給數據管理模塊(2)及數據卡(3)提供電源，數據管理模塊(2)將處理后的實時音頻信號送入數據卡(3)存儲；數據管理模塊(2)進行音頻數據文件處理的步驟是， (1)形成文件頭(17)， 文件頭(17)包括:文件頭標志(19)、文件創建時間和飛機航班信息(21)，其中，文件頭標志(19)的內容為:0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8個字節、文件創建時間的內容為當前UTC時間信息，飛機航班信息(21)為10個字節； (2)將形成的文件頭存儲在數據卡(3)內； (3)形成數據包(18) 數據包(18)包括:數據包標志(22)、音頻通道標識23、數據長度(24)、當前UTC時間(25)、時標(26)、實時音頻數據27和包尾(28)，其中，數據包標志22的內容為:0xEB250xEB25,共4個字節、音頻通道標識23共為兩個字節、五種標識，五種標識分別為:機長語音面板，副駕駛語音面板，其他機組成員位置、駕駛艙區域麥克風，混合音頻數據，數據長度(24)為兩個字節，值為0x0800、當前UTC時間(25)的信息、時標(26)為8個字節，單位為Ims的計數值，實時音頻數據(27)為與音頻通道標識23五種標識數據相對應的數據并且長度為2048字節，包尾(28)為上述各字節的累加值，長度為2個字節； (4)將形成的數據包(18)按照時間順序采用偽并行總線依次存儲在數據卡(3)中，形成一個完整的數據文件。
【文檔編號】G07C3/00GK104183032SQ201410360071
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】文建國, 屠曉濤, 呂墨豪 申請人:陜西千山航空電子有限責任公司