[發明專利]一種模塊化的無人機飛行控制與管理系統

在審

• 申請號: 201611161264.0
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106597939A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 郁健萍;李梓衡
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H04L12/40;H04L29/08
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 王世磊

技術領域

本發明涉及無人機領域，具體涉及一種模塊化的無人機飛行控制與管理系統。

背景技術

目前無人機的飛行控制與管理系統一般通過RS422或RS485總線實現與其他設備的交聯，這種方式一般以飛行控制與管理計算機為核心，采用星形布局，對飛行控制與管理計算機的可靠性、接口性能要求較高，且不易于實現余度控制，也不便于進行系統擴展。尤其對于大型無人機，由于設備多且分散，導致機載線纜多且重，飛行控制與管理計算機難以有效管理或負擔太重。

發明內容

本發明的目的：提供一種互換性和維護性好的無人機飛行控制與管理系統。

本發明的技術方案：一種模塊化的無人機飛行控制與管理系統，其特征為：所述系統包括總線模塊、飛行控制與管理計算機和接口模塊；

所述系統包含兩臺飛行控制與管理計算機以及最多14個接口模塊；

所述總線模塊包括FlexRay總線A/B通道、兩個主動星形連接器以及多達16個總線連接器，采用星形、總線型混合拓撲結構；

所述飛行控制與管理計算機具有FlexRay總線接口，同時具有4路離散量專門用于采集地址編碼信息；

所述接口模塊具有FlexRay總線接口，同時具有4路離散量專門用于采集地址編碼信息；

所述兩臺飛行控制與管理計算機中運行的軟件相同；

所述的每個接口模塊中運行的軟件相同；

所述的飛行控制與管理計算機和接口模塊通過總線連接器掛接到FlexRay總線上，并根據地址編碼信息確定自身的功能區域，并運行相應的應用軟件。

優選地，所述系統包括兩臺飛行控制與管理計算機，采用主備工作方式，其中一臺為主控計算機，另一臺為備用計算機。

優選地，所述飛行控制與管理計算機采用mpc8245作為處理器，具有RS422/RS485接口，離散量接口和模擬量接口。

優選地，所述接口模塊采用mpc5644作為處理器，具有RS422/RS485接口，離散量接口和模擬量接口。

本發明的有益效果：采用混合型拓撲結構的FlexRay總線，簡化系統架構，易于實現系統擴展，能很好地適應飛機的布局及走線需要；采用模塊化的接口設備，具有很強的互換性，便于系統擴展；采用基于地址標識的軟件自適應方法，大大減輕了系統開發的工作量，便于系統升級維護。

附圖說明

圖1是本發明一種模塊化的飛行控制與管理系統的原理圖；

圖2是本發明采用的FlexRay總線拓撲結構示意圖；

圖3是本發明FlexRay總線連接器的示意圖；

圖4是本發明接口模塊的示意圖。

其中，101為主動星形連接器，102為總線連接器，103為FlexRay總線A/B通道，2為飛行控制與管理計算機，3為借接口模塊。

具體實施方式

本下面結合說明書附圖對本發明作進一步詳細描述，請參閱圖1。

如圖1所示，一種模塊化的無人機飛行控制與管理系統，包括總線模塊、飛行控制與管理計算機和接口模塊。

所述總線模塊包括FlexRay總線A/B通道、兩個主動星形連接器以及多達16個總線連接器，采用星形、總線型混合拓撲結構，如圖2所示。這種拓撲解決了總線型拓撲結構容易受總線長度限制，且與一般飛機布局不是完全吻合的問題。本發明采用的拓撲結構不僅契合一般飛機布局，而且能有效增加通信距離和節點數量，更符合工程化實現的需要。

所述總線連接器將兩路FlexRay總線，地線以及地址編碼線集成在一個連接器上，其中，4路地址編碼線通過懸空或接地形成多達16個地址編碼，圖3所示即為其中一種編碼。

所述系統包括兩臺飛行控制與管理計算機，采用主備工作方式，其中一臺為主控計算機，另一臺為備用計算機。飛行控制與管理計算機采用mpc8245作為處理器，具有FlexRay總線接口，RS422/RS485接口，離散量接口和模擬量接口，其中有4路離散量專門用于采集地址編碼信息。兩臺飛行控制與管理計算機灌裝完全相同的軟件。飛行控制與管理計算機上電后，根據地址編碼信息確定自身是主控計算機或備用計算機，并運行相應的應用軟件。

所述系統包括1～14個完全相同的接口模塊。接口模塊采用mpc5644作為處理器，具有FlexRay總線接口，RS422/RS485接口，離散量接口和模擬量接口，其中有4路離散量專門用于采集地址編碼信息。系統中所有的接口模塊灌裝完全相同的軟件。接口模塊上電后，根據地址編碼信息確定自身的功能區域，并運行相應的應用軟件。