[發明專利]一種動態可重構的通用型地面測控設備及其信號輸入和輸出控制方法

有效

• 申請號: 201910246663.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109976309B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 王淑煒;盧頔;黃晨;張素明;劉巧珍;容易;王之平;王曉林;張宏德;岳瑋;穆暉
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

1.一種動態可重構的通用型地面測控設備，其特征在于包括：機箱、主控模塊、電源模塊、多個功能模塊、信號轉接板、機箱背板、航插；航插均安裝在航插背板上；

機箱為主控模塊、電源模塊、多個功能模塊、信號轉接板、機箱背板以及航插提供安裝結構，并提供設備工作的基本顯示以及控制開關；

各個功能模塊均采用CPCI架構的接口形式，機箱背板上設有主控模塊的插槽、電源模塊的插槽、多個能夠接插功能模塊的插槽，插槽采用CPCI架構的接口形式，主控模塊、電源模塊和各個功能模塊能夠配合插接在對應的插槽內；

各功能模塊能夠產生模擬量信號、開關量信號和功率控制信號；各功能模塊的輸出信號通過機箱背板，送至信號轉接板；

信號轉接板與機箱背板通過連接器進行對接、各個功能模塊的輸出信號通過連接器送至信號轉接板，輸出信號包括：模擬量信號、開關量信號、功率控制信號；

信號轉接板對功能模塊輸出的模擬量信號進行隔離后、對開關量信號進行隔離，建立信號轉接板與航插的相應映射關系，將功率控制信號、隔離后的模擬量和開關量分別送至對應的航插輸出；同種類型的輸出信號采用相同型號的航插輸出；

同種類型的輸入信號從相同型號的航插輸入信號轉接板，輸入信號：包括：模擬量信號、開關量信號、電源信號；電源信號通過對應的航插直接進入機箱背板，給電源模塊供電，電源模塊產生二次電源給各功能模塊和主控模塊供電；模擬量信號，包括模擬量電壓信號和模擬量電流信號；

信號轉接板對模擬量信號調理，即對輸入的模擬量電壓信號進行隔離、對模擬量電流信號進行電流至電壓的轉換，通過信號轉接板將調理后的輸入信號通過連接器分配到對應的功能模塊對應的機箱背板內的相應插槽；對開關量信號進行調理，即對開關量信號進行隔離、然后對開關量信號進行幅值范圍轉換后，通過信號轉接板將調理后的輸入信號通過連接器分配到對應的功能模塊對應的機箱背板內的相應插槽；

各功能模塊插接在機箱背板的插槽內，機箱背板將轉換后的模擬量信號和開關量信號，送至對應的功能模塊；

信號轉接板對模擬量信號及開關量信號進行隔離、完成電壓、電流信號轉換，具體如下：對模擬量信號進行二極管隔離、光電隔離或磁隔離；對輸入的電流信號進行電流至電壓的轉換，并將輸入的模擬量電壓信號轉換至 合理的幅值范圍內，即將負電壓轉換為正電壓、將大幅值范圍電壓信號轉換至0-5V范圍內；

主控模塊，具體功能為：主控模塊與各功能模塊之間設有機箱背板總線，主控模塊通過機箱背板總線與各功能模塊進行信息交互，完成功能模塊數據的采集、處理和匯總，執行控制邏輯判斷，通過控制策略對功能模塊下達具體控制指令，并完成功能模塊之間的通信調度，安排所有功能模塊協同工作，執行具體的測控動作；

主控模塊還對各功能模塊的健康情況進行監測，及時發現存在故障的功能模塊，并依據預先設定的故障處理預案對故障的功能模塊進行重啟、斷電操作，保證整個測控設備高可靠長時間的正常工作。

2.根據權利要求1所述的一種動態可重構的通用型地面測控設備，其特征在于：信號轉接板能夠將從航插輸入的一個信號分成兩路以上，通過機箱背板送至多個相同類型的功能模塊，完成冗余采集功能。

3.根據權利要求1所述的一種動態可重構的通用型地面測控設備，其特征在于：功能模塊，包括：開關量輸出模塊和功率控制模塊，開關量輸出模塊為多個，各開關量輸出模塊輸出的開關量信號通過機箱背板送至信號轉接板后，由信號轉接板將多個開關量輸出模塊輸出的開關量信號進行并聯輸出形成一路開關量信號通過對應的航插對外輸出；

各功率控制模塊輸出的功率控制信號，通過機箱背板送至信號轉接板后，由信號轉接板將多個功率控制模塊輸出的功率控制信號進行并聯輸出形成一路功率控制信號通過對應的航插對外輸出。

4.根據權利要求1所述的一種動態可重構的通用型地面測控設備，其特征在于：功能模塊，包括：開關量輸出模塊、DA模塊、AD模塊；開關量輸出模塊能夠輸出開關量信號，DA模塊能夠將輸入的數字信號轉換模擬信號，AD模塊能夠將輸入的模擬信號轉換成數字信號。

5.根據權利要求1所述的一種動態可重構的通用型地面測控設備，其特征在于：信號轉接板與機箱背板的相應映射關系，具體為：依據具體的測控對象，部署對應數量和功能的功能模塊。