[发明专利]用于飞行器的嵌入式多通道数据采集系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于飞行器的嵌入式多通道数据采集系统及其控制方法，系统包括数据分析管理模块、数据采集存储模块和时统模块，还包括安装于飞行器的目标位置的传感器模块，数据采集存储模块包括嵌入式系统芯片单元、DMA控制器、SATA盘数据存储单元和PCIE转串口单元，嵌入式系统芯片单元和DMA控制器、SATA盘数据存储单元和数据分析管理模块分别连接，嵌入式系统芯片单元的PCIE接口通过PCIE转串口单元和传感器模块中的冲击传感器单元、震动传感器单元分别连接，嵌入式系统芯片单元的串口和传感器模块的温湿压传感器单元、时统模块分别连接。本发明解决了串口数量不足的问题，并且满足了不同类型传感器的传输速率需求。

技术领域

本发明涉及数据采集领域，尤其涉及一种用于飞行器的嵌入式多通道数据采集系统及其控制方法。

背景技术

随着航天航空科学技术的高速发展，要求在飞行过程中将飞行器状态和飞行环境分析记录，为改进飞行器的设计提供重要的参考，如飞行器在飞行过程的震动、冲击、温湿压参数会对于飞行器的疲劳寿命和安全飞行的研究提供参考依据，所以采集设备的准确度和采集的覆盖率就显得尤为重要。

嵌入式系统由硬件和软件组成.是能够独立进行运作的器件。其软件内容只包括软件运行环境及其操作系统。硬件内容包括信号处理器、存储器、通信模块等在内的多方面的内容。嵌入式多通道数据采集系统大大节省了对于数据采集设备的空间要求，但是嵌入式系统芯片自身的串口数量有限，而为了采集飞行器在飞行过程的震动、冲击、温湿压参数，需要用到较多的传感器，从而将现有的嵌入式多通道数据采集系统应用于飞行器，将存在可用的串口数量不足的问题，同时这些串口的传输速率也无法支持震动参数和冲击参数的采样率。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种用于飞行器的嵌入式多通道数据采集系统及其控制方法，将嵌入式系统芯片的PCIE接口扩展为串口，将这些扩展后的串口连接用于采集震动和冲击参数的传感器，从而解决了嵌入式系统芯片自身的串口数量不足的问题，并且满足了不同类型传感器的传输速率需求。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于飞行器的嵌入式多通道数据采集系统，包括数据分析管理模块、数据采集存储模块和时统模块，还包括安装于飞行器的目标位置的传感器模块，所述数据采集存储模块包括嵌入式系统芯片单元、SATA盘数据存储单元、DMA控制器和PCIE转串口单元，所述嵌入式系统芯片单元和DMA控制器连接，所述的嵌入式系统芯片单元和SATA盘数据存储单元通过SATA2.0接口连接，所述的嵌入式系统芯片单元和PCIE转串口单元通过PCIE接口连接，所述嵌入式系统芯片单元的RS422串口或者千兆网接口和数据分析管理模块连接，所述嵌入式系统芯片单元的PCIE接口通过PCIE转串口单元和传感器模块中的冲击传感器单元、震动传感器单元分别连接，所述嵌入式系统芯片单元的串口和传感器模块的温湿压传感器单元、时统模块分别连接。

进一步的，所述数据分析管理模块用于通过RS422串口或者千兆网接口向数据采集存储模块发送控制指令以实现连接、自检、数据开始采集、数据停止采集、文件查询、文件下载、文件删除、设备格式化等操作，还用于从数据采集存储模块下载数据后，分析处理形成可视化的图表。

进一步的，所述数据采集存储模块用于接收数据分析管理模块的控制指令，若为校时指令，读取来自时统模块的数据，将数据解析得到时间日期信息；若为开始采集或停止采集指令，对冲击传感器单元、震动传感器单元、温湿压传感器单元发送对应的数据采集或停止采集指令，开始采集指令下，还获取冲击传感器单元、震动传感器单元、温湿压传感器单元发送的数据，进行采样后通过RS422串口发送到数据分析管理模块；若为文件导出指令，从数据采集存储模块所连接的SATA盘数据存储单元中读取文件相关信息，将文件及文件信息通过千兆网接口发送到数据分析管理模块。