民航電子系統(tǒng)的光纖數(shù)據(jù)總線故障實(shí)時(shí)檢測(cè)

于德翔 辛海鵬

摘 要：目前，我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在迅猛發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，針對(duì)當(dāng)前民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線故障檢測(cè)方法存在的檢測(cè)準(zhǔn)確度較低，檢測(cè)的及時(shí)性較差問(wèn)題，提出數(shù)據(jù)挖掘的民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線故障檢測(cè)方法。首先提取光纖數(shù)據(jù)總線狀態(tài)特征，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線狀態(tài)分析，然后通過(guò)卡爾曼濾波的方法實(shí)現(xiàn)信號(hào)基本正序分量的無(wú)偏估計(jì)，通過(guò)構(gòu)建民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線狀態(tài)的基本譜殘差，構(gòu)建故障檢測(cè)的解決函數(shù)，完成故障檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文方法檢測(cè)的精確度較高，檢測(cè)的及時(shí)性較好。

關(guān)鍵詞：民用航空電子系統(tǒng);光纖數(shù)據(jù);總線故障;實(shí)時(shí)檢測(cè)

1 光纖通道在航空電子環(huán)境的具體應(yīng)用分析

首先，針對(duì)FC-AE的具體分析。FC-AE主要的功能是進(jìn)行航空電子環(huán)境中的監(jiān)測(cè)指揮和數(shù)據(jù)處理等等的方面，應(yīng)用的范圍還是比較廣的。并且FC-AE的主體協(xié)議都是支持一個(gè)以上的高層協(xié)議和拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)框架，可以支撐不同的航空系統(tǒng)需求的網(wǎng)絡(luò)方面的能力。其中的MIL-STD-1535作為航空電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)主線路，不僅能夠進(jìn)行有效地實(shí)施控制，其更新的時(shí)間也是非常簡(jiǎn)短的，并且在應(yīng)用能力方面也非常厲害。唯一不足的地方就是其數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c航空電子系統(tǒng)的需求不協(xié)調(diào)，不能有效的滿(mǎn)足航空電子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度的要求。其次，針對(duì)FC-AE-1553的協(xié)議的分析。FC-AE-1553是FC-AE其中的一部分，在FC-AE-1553的協(xié)議中定義多種傳輸?shù)姆绞?，將MIL-STD-1553的數(shù)據(jù)的傳輸方式進(jìn)行替換和覆蓋，從而實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸。但是要具體實(shí)現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)傳輸方式的替換就需要在二者之間建立傳輸?shù)臉蛄?，?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母哔|(zhì)量的運(yùn)行。具體來(lái)講就是當(dāng)航空電子系統(tǒng)的環(huán)境中還有MIL-STD-1553的線路和設(shè)備的時(shí)候，就可以將MIL-STD-1553的線路作為二者之間的橋梁，將設(shè)備有效的連接到FC的網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。通過(guò)這樣的方式不僅可以對(duì)本身的軟硬件設(shè)備進(jìn)行保留，還可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的電子系統(tǒng)的平滑升級(jí)。還可以全面地實(shí)現(xiàn)傳輸方式的覆蓋和更新，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度的提升。

2 民航電子系統(tǒng)的光纖數(shù)據(jù)總線故障實(shí)時(shí)檢測(cè)

2.1緩沖到緩沖流控及數(shù)據(jù)的分段重組功能測(cè)試

緩沖到緩沖流量控制是光纖通道協(xié)議中規(guī)定的其中一種流量控制機(jī)制。流量控制是為了發(fā)送方和接收方之間速率匹配的一種技術(shù)。流量控制保證接收方緩沖區(qū)不會(huì)溢出。FC數(shù)據(jù)幀有效載荷的最大長(zhǎng)度為2112字節(jié)，高層通信協(xié)議在基于FC通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)塊的大小可能已經(jīng)超過(guò)該最大長(zhǎng)度，當(dāng)該數(shù)據(jù)塊發(fā)送到FC-2層時(shí)，必須將其分割為多個(gè)長(zhǎng)度小于等于2112字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，并將其填充到FC數(shù)據(jù)幀的凈荷中來(lái)進(jìn)行發(fā)送。在接收端接收到數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行一個(gè)相反的過(guò)程，即將各數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)重組為一個(gè)完整的數(shù)據(jù)塊。

2.2民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線故障實(shí)時(shí)檢測(cè)

2.3針對(duì)功能分區(qū)和功能區(qū)集成的具體分析

隨著經(jīng)濟(jì)和時(shí)代的發(fā)展，航空的電子系統(tǒng)應(yīng)用功能更加的多樣化，從而將相關(guān)的功能資源進(jìn)行有效的區(qū)域功能劃分，讓各功能區(qū)域之間利用光纖通道進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接，有效地實(shí)現(xiàn)光纖通道在航空電子系統(tǒng)的高品質(zhì)發(fā)展。其中航空電子系統(tǒng)的主要的功能分區(qū)是包括傳感器的管理區(qū)以及信號(hào)數(shù)據(jù)的處理區(qū)等等四方面的分區(qū)。而在具體的每一個(gè)分區(qū)中都會(huì)使用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。通過(guò)這樣將每一個(gè)功能的分區(qū)規(guī)范化發(fā)展，讓功能區(qū)能夠有效的集成，實(shí)現(xiàn)航空電子系統(tǒng)的發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

本文主要在對(duì)光纖通道基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)深入研究的基礎(chǔ)上提出了一種拓展交換式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——串型光纖通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對(duì)其建立模型進(jìn)行通信過(guò)程分析研究，在此基礎(chǔ)上通過(guò)建立串型服務(wù)臺(tái)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)分析了串型光纖通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的時(shí)延特性。通過(guò)對(duì)OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果分析以及仿真值與理論值對(duì)比表明，在該結(jié)構(gòu)下，光纖通道網(wǎng)絡(luò)的端到端延遲隨串聯(lián)交換機(jī)數(shù)量的增多而非線性增加，其開(kāi)始出現(xiàn)的端到端延遲“抖動(dòng)”范圍也不斷增大，但時(shí)延總體符合光纖通道網(wǎng)絡(luò)微秒級(jí)高實(shí)時(shí)性要求，該結(jié)構(gòu)符合理論要求，在一定規(guī)模下適合在航空電子環(huán)境下應(yīng)用。但引入交換機(jī)的同時(shí)也大大增加了成本，如何進(jìn)一步提高該結(jié)構(gòu)的性?xún)r(jià)比，這是下一步需要解決的問(wèn)題。

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