基于VXI总线的航空通信导航系统综合检测平台设计初析

李明 秦柳 中国民用航空飞行学院

引言

VXI总线融入GPIB模块，是一种模块化的仪器测量系统，带来更快的信息传输速度和更大传输体量，且具备丰富的控制功能。相较于传统检测系统，VXI优势明显。

1 VXI综合检测平台目标选定

设计VXI航空通信导航系统综合检测平台之前需要对检测对象做详细的分析，明确被检测的信号类型、技术要求、所需容量等。在确定检测平台运行需求后，制定平台设计指标清单，并以此为依据开展设备选型、软件设计等工作。目前我国航空通信导航系统综合检测面临的主要问题包括智能化程度不足、兼容性不够和时间成本过高。

2 VXI综合检测平台设备选型

VXI综合检测平台设备包括计算机、电源、配适器及VXI总线模块仪器四部分。其中模块仪器的选取是重点。所选的VXI总线模块仪器以及GPIB仪器应尽可能满足检测平台的功能性需求，并要求二者具备较高的兼容性和可扩展性，且性能优良、运行状态可靠[1]。另外，还要考虑模块仪器选取的经济性。带电源的选取上，军用飞行器在运行过程中其电力荷载的变动幅度非常广，以往检测平台选用TTL电平进行输入、输出开关量的配置，导致更多的电平转换麻烦，信号调节难度也明显提高。在基于VXI总线的检测平台中，电源开关量的可输入范围必须足够广，且能承受较高的荷载。例如，本设计方案采用的I/O为32通道差分模拟输入模块，型号为VX4287。

3 VXI综合检测平台电路设计

基于VXI总线的航空通信导航系统综合检测平台电路体系包括监控、温度监测、预警控制和计算机接口控制电路等。

（1）电源监控电路。监控电路对电源系统起保护作用，对电源供电电压、电流等进行监控。当出现过压或过流问题时，切断电源以对平台中设备进行保护。（2）温度监测电路。温度检测电路的主要作用是对机箱温度进行实时测量和监控。例如，当温度低于标准值时，控制加热器启动进行升温处理；当温度低于标准值时，启动风扇设备进行降温。（3）预警控制电路。预警控制电路完成对异常信号的感应和报警。例如，当机箱温度低于标准值，通过升温器加热后仍无法达到要求，发出预警。相同的，风扇系统作用效果不佳也会被预警控制电路感知。（4）计算机接口控制。计算机接口控制电路决定是否进行上电动作。当计算机启用信息查询、数据分析等功能时，除计算机外的其他系统无需上电；当开展设备检测活动时，机箱、模块仪器、电源等均需要上电，完成上电后系统开始检测。

4 VXI综合检测平台软件设计

软件模块是VXI综合检测平台的核心，对应其检测功能的实现。在进行软件设计时，首先要进行操作系统选型。例如，当系统规模有限时，通常选用DOS系统；若为大型、多机检测平台，则选用UNIX系统。另外，软件开发平台、开发工具的选取也是关键。本VXI航空通信导航系统软件开发平台选用Lab Windows/CVI，该平台以C语言为工具，具备较高的集成性。且平台中自带VXI和GPIB的库函数，可提供更加便捷的开发工具，大大节约软件开发的工作量。

考虑航空通信导航系统设备的检测需求，软件设计需包括以下模块：①虚拟激励源，给出激励信号；②虚拟数据分析，用于数据计算和处理；③虚拟显示，呈现系统检测结果；④虚拟控制，以便用户顺利参与到系统检测过程中。整个检测平台软件系统包括VXI总线及资源编辑器、实时检测、模拟驱动、信号检测、控制面板等模块，在测试环节进行循环，直到检测活动完成，对比数据库中的标准信息，判断其是否合理。若检测合格，自动生成检测报告，若检测未通过，分析问题原因并给出处理意见。整个测试过程可简化为数据采集和数据分析。通过A/D，对被检测模拟信号进行抽样，然后再利用系统中的分析模块对信号进行分析和判断[2]。数据库中存储的标准化信息是完成通信导航系统检测的重要参考。例如高度表、电台等通信导航设备，其正常运行参数、故障数据、诊断信息等均存储在相应的数据库当中，通过采集信号的对比即可对通信导航设备的可靠性做出准确的判断。

结论

随着航空领域的发展，航空通信导航系统的复杂性逐渐提升，更多精密的仪器设备融入其中，升级优化系统检测平台功能势在必行。引入VXI总线，结合系统检测需求完成平台软硬件设计及设备选型，以提高系统检测能力，促进航空事业进一步发展。