一种机载综合告警系统的制作方法

1.本发明涉及航空电子机载告警技术领域，具体涉及一种机载综合告警系统。


背景技术：

2.飞机的综合告警系统是飞机的重要组成部分，承担了对飞机燃油、发动机、电源等飞机重要系统和设备工作状态的监控。用于监控飞机重要系统和设备的工作状态，当飞机系统或机载设备有故障时，以灯光闪烁和语音的形式向飞行员发出告警，并显示相应告警内容。
3.现有的综合告警器系统采用一个控制盒、两个主告警灯盒方式组成，控制盒实现与飞行参数采集器之间的rs422全双工通信，并控制两个主灯盒进行灯光告警；系统连线多且较复杂，可靠性低，适应能力较差，且重量较重。


技术实现要素：

4.为解决现有技术问题，本发明提供一种机载综合告警系统，包括控制盒和主告警灯盒，所述主告警灯盒内设置有多重告警灯和用于改变告警灯状态的主告警灯盒电路，所述控制盒输出告警信号使相应的告警灯告警；
5.所述控制盒内设置有主控单元、离散量采集电路、程序及语音数据存储单元、rs422总线通信电路；
6.所述离散量采集电路的信号输出端与所述数字隔离芯片的信号输入端电连接，所述数字隔离芯片的信号输入端与所述主控单元的信号输入端电连接，所述主控单元的信号输出端与所述调光控制驱动电路的信号输入端电连接，所述调光控制驱动电路的信号输出端与所述主告警灯盒内的告警灯电连接；
7.所述程序及语音数据存储单元的信号输入端与所述主控单元的信号输入端电连接，所述主控单元的信号输出信号给机内通话器；
8.机电管理计算机与所述主控单元通过rs422总线通信电路实现rs422信号通信；
9.所述主控单元的信号输出端与所述显示器的信号输入端电连接。
10.进一步的方案是，所述主控单元包括主控芯片，所述主控芯片设置有15个通信接口：分别为3个i2c接口，4个usart接口，2个uart，3个spi接口，还包包括1个音频专用pll和2个全双工的i2s接口。
11.进一步的方案是，所述主控芯片还共用了3个uart接口，3个spi接口，6个定时器接口，50个gpio口。
12.进一步的方案是，所述离散量采集电路对各类告警信号进行调理，采集飞机离散量信号；
13.所述数字隔离芯片将数字地、电源及spi各信号与离散量模块地、电源及spi各信号进行隔离。
14.进一步的方案是，所述程序及语音数据存储单元为sop16封装的spi flash存储
器，且设置有spi接口。
15.进一步的方案是，所述主控单元的信号输出端与数字化语音合成输出单元的信号输入端电连接，所述数字化语音合成输出单元的信号输出端与功率放大器的信号输入端电连接，所述功率放大器的信号输出端与所述机内通话器的信号输入端电连接。
16.进一步的方案是，所述rs422总线通信电路将接收的rs422通信信号转换为cmos电平信号并实现与机电管理计算机和显示器的通信。
17.进一步的方案是，所述主告警灯盒内设置有控制告警灯状态的告警灯电路，所述告警灯电路包括面贴装发光二极管组成三串两并的发光二极管阵列。
18.本发明相比于现有技术所具有的有益效果：
19.本发明实现采用arm芯片作为系统控制和数据处理中心，通过离散量接口电路采集离散告警信号，rs422接口电路用于接收机电管理计算机rs422告警信号，由软件完成对故障信号的分析、判断、处理，根据告警等级将确认的故障输出到告警灯盒或通过rs422发送至机电管理计算机、多功能显示器，对有语音告警要求的，将flash存储器中所对应的数字化语音信号经d/a转换后输出至机内通话器。根据“日/夜”控制信号，设置灯光告警驱动电路的驱动电流大小，实现告警灯“日”、“夜”亮度转换。使得本实施例提供的机载综合告警系统具有运算速度快、指令系统灵活、功耗低；离散告警采集单元接口标准，抗干扰性好；语音合成单元采用串行接口，连线少，可靠性高。设计接口标准，适应性强。
附图说明
20.图1为本发明实施例提供的一种机载综合告警系统的结构示意图；
21.图2为本发明实施例提供的主控芯片的结构图；
22.图3为本发明实施例提供的离散量采集电路原理图；
23.图4为本发明实施例提供的数字隔离芯片原理图；
24.图5为本发明实施例提供的程序及语音数据的存储单元原理图；
25.图6为本发明实施例提供的语音解码输出电路图；
26.图7为本发明实施例提供的rs422总线接口电路图；
27.图8为本发明实施例提供的主告警灯电路原理图；
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
29.如图1所示，本发明的一个实施例公开了一种机载综合告警系统，包括控制盒和主告警灯盒，主告警灯盒内设置有多重告警灯和用于改变告警灯状态的主告警灯盒电路，控制盒输出告警信号使相应的告警灯告警；
30.需要说明的是，主告警灯盒由主告警灯、危险级告警灯、警告级告警灯、主注意灯组成，各灯均设有复位开关。根据控制盒输出告警信号使相应的告警灯闪烁也就是警告灯的实时状态，提示飞行员飞机上的告警故障，告警灯亮度和辐亮度符合夜视兼容要求。
31.控制盒内设置有主控单元、离散量采集电路、程序及语音数据存储单元、rs422总线通信电路；
32.离散量采集电路的信号输出端与数字隔离芯片的信号输入端电连接，数字隔离芯片的信号输入端与主控单元的信号输入端电连接，主控单元的信号输出端与调光控制驱动电路的信号输入端电连接，调光控制驱动电路的信号输出端与主告警灯盒内的告警灯电连接；
33.程序及语音数据存储单元的信号输入端与主控单元的信号输入端电连接，主控单元的信号输出信号给机内通话器；
34.机电管理计算机与主控单元通过rs422总线通信电路实现rs422信号通信；
35.主控单元的信号输出端与显示器的信号输入端电连接。
36.本实施例通过上述设置可实现采用arm芯片作为系统控制和数据处理中心，通过离散量接口电路采集离散告警信号，rs422接口电路用于接收机电管理计算机rs422告警信号，由软件完成对故障信号的分析、判断、处理，根据告警等级将确认的故障输出到告警灯盒或通过rs422发送至机电管理计算机、多功能显示器，对有语音告警要求的，将flash存储器中所对应的数字化语音信号经d/a转换后输出至机内通话器。根据“日/夜”控制信号，设置灯光告警驱动电路的驱动电流大小，实现告警灯“日”、“夜”亮度转换。使得本实施例提供的机载综合告警系统具有运算速度快、指令系统灵活、功耗低；离散告警采集单元接口标准，抗干扰性好；语音合成单元采用串行接口，连线少，可靠性高。设计接口标准，适应性强。
37.在本实施例中，如图2所示，主控单元包括主控芯片，主控芯片设置有15个通信接口：分别为3个i2c接口，4个usart接口，2个uart，3个spi接口，还包包括1个音频专用pll和2个全双工的i2s接口。
38.需要说明的是，本实施例的主控芯片为arm架构的低功耗32位corex-m4处理器，主频168mhz,片上存储资源包含1mb的flash,192kbsram，包括64kb ram，并且可以利用支持compaceflash、sdram、psram、nor和nand存储器的灵活静态存储器控制器轻松扩展存储容量，内嵌2个1212bitdac,3wh12bit的adc。采用arm芯片，具有运算速度快、指令系统灵活、功耗低。
39.在本实施例中，主控芯片还共用了3个uart接口，3个spi接口，6个定时器接口，50个gpio口。
40.在本实施例中，如图3-4所示，离散量采集电路对各类告警信号进行调理，采集飞机离散量信号；
41.数字隔离芯片将数字地、电源及spi各信号与离散量模块地、电源及spi各信号进行隔离。提高系统抗干扰性能。通过spi接口将接收到的数据发送给主控模块处理，节省了大量管脚的使用，从而提高了产品的可靠性。相比之前的方案，本发明仅通过3片离散量模块及2片数字隔离芯片就完成了之前2块采集板的功能，大大缩小了空间及元器件使用量，增加产品可靠性。
42.在本实施例中，如图5所示，由于arm内部用于设备断电时的代码存储的非易失存储器容量有限，故系统外扩了256m
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8bit的flash作为语音数据存储器。程序及语音数据存储单元为sop16封装的spiflash存储器，且设置有spi接口。全芯片擦除，可擦写次数10万次，快速读取最大频率为133mhz。
43.在本实施例中，如图6所示，主控单元的信号输出端与数字化语音合成输出单元的信号输入端电连接，数字化语音合成输出单元的信号输出端与功率放大器的信号输入端电
连接，功率放大器的信号输出端与机内通话器的信号输入端电连接。
44.本实施例通过上述设置可实现将存储器的数字化语音信号进行d/a转换，并经功率放大输出模拟音频信号，本实施例的数字化语音合成输出单元采用低功耗，16位a/d、d/a音频、模拟接口芯片，可为系统提供高性能的数/模、模/数转换。经过模拟接口芯片d/a转换成音频，再通过运放电路进行信号功率放大后输出至模拟开关。
45.在本实施例中，如图7所示，rs422总线通信电路将接收的rs422通信信号转换为cmos电平信号并实现与机电管理计算机和显示器的通信。
46.需要说明的是本实施例的rs422总线通信电路的高速率：16mbps；隔离电源的rs485总线收发器。
47.在本实施例中，如图8所示，主告警灯盒内设置有控制告警灯状态的告警灯电路，告警灯电路包括面贴装发光二极管组成三串两并的发光二极管阵列。
48.本实施例通过设置上述结构的告警灯电路可满足告警灯双余度设计要求。主告警灯满足夜视兼容要求，色度应满足gjb1394-1992中i型b类照明要求中的nvis黄、nvis红的要求；辐亮度应满足gjb1394-1992中i型b类照明对于“警告灯”的要求。
49.最后说明的是，以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。

技术特征：
1.一种机载综合告警系统，其特征在于：包括控制盒和主告警灯盒，所述主告警灯盒内设置有多重告警灯和用于改变告警灯状态的主告警灯盒电路，所述控制盒输出告警信号使相应的告警灯告警；所述控制盒内设置有主控单元、离散量采集电路、程序及语音数据存储单元、rs422总线通信电路；所述离散量采集电路的信号输出端与所述数字隔离芯片的信号输入端电连接，所述数字隔离芯片的信号输入端与所述主控单元的信号输入端电连接，所述主控单元的信号输出端与所述调光控制驱动电路的信号输入端电连接，所述调光控制驱动电路的信号输出端与所述主告警灯盒电路电连接；所述程序及语音数据存储单元的信号输入端与所述主控单元的信号输入端电连接，所述主控单元的信号输出信号给机内通话器；机电管理计算机与所述主控单元通过rs422总线通信电路实现rs422信号通信；所述主控单元的信号输出端与所述显示器的信号输入端电连接。2.根据权利要求1所述的一种机载综合告警系统，其特征在于：所述主控单元包括主控芯片，所述主控芯片设置有15个通信接口：分别为3个i2c接口，4个usart接口，2个uart，3个spi接口，还包包括1个音频专用pll和2个全双工的i2s接口。3.根据权利要求2所述的一种机载综合告警系统，其特征在于：所述主控芯片还共用了3个uart接口，3个spi接口，6个定时器接口，50个gpio口。4.根据权利要求1所述的一种机载综合告警系统，其特征在于：所述离散量采集电路对各类告警信号进行调理，采集飞机离散量信号；所述数字隔离芯片将数字地、电源及spi各信号与离散量模块地、电源及spi各信号进行隔离。5.根据权利要求1所述的一种机载综合告警系统，其特征在于：所述程序及语音数据存储单元为sop16封装的spi flash存储器，且设置有spi接口。6.根据权利要求1所述的一种机载综合告警系统，其特征在于：所述主控单元的信号输出端与数字化语音合成输出单元的信号输入端电连接，所述数字化语音合成输出单元的信号输出端与功率放大器的信号输入端电连接，所述功率放大器的信号输出端与所述机内通话器的信号输入端电连接。7.根据权利要求1所述的一种机载综合告警系统，其特征在于：所述rs422总线通信电路将接收的rs422通信信号转换为cmos电平信号并实现与机电管理计算机和显示器的通信。8.根据权利要求1所述的一种机载综合告警系统，其特征在于：所述主告警灯盒内设置有控制告警灯状态的告警灯电路，所述告警灯电路包括面贴装发光二极管组成三串两并的发光二极管阵列。

技术总结
本发明公开了一种机载综合告警系统，涉及航空电子机载告警技术领域，包括控制盒和主告警灯盒，主告警灯盒内设置有多重告警灯，控制盒内设置有主控单元、离散量采集电路、程序及语音数据存储单元、RS422总线通信电路以及主告警灯盒电路；本发明实现采用ARM芯片作为系统控制和数据处理中心，通过离散量接口电路采集离散告警信号，RS422接口电路用于接收机电管理计算机RS422告警信号，由软件完成对故障信号的分析、判断、处理，根据告警等级将确认的故障输出到告警灯盒或通过RS422发送至机电管理计算机、显示器，机内通话器，使得具有运算速度快、指令系统灵活、功耗低；离散告警采集单元接口标准，抗干扰性好；连线少，可靠性高。设计接口标准，适应性强。适应性强。适应性强。


技术研发人员：何平 范鹏发 舒宾 关华云 谌海龙 张建群 王怡 高洪 邹利伟 朱俊
受保护的技术使用者：江西航天海虹测控技术有限责任公司
技术研发日：2023.03.08
技术公布日：2023/6/28