李明 秦柳 中國民用航空飛行學院

引言

VXI總線融入GPIB模塊，是一種模塊化的儀器測量系統(tǒng)，帶來更快的信息傳輸速度和更大傳輸體量，且具備豐富的控制功能。相較于傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)，VXI優(yōu)勢明顯。

1 VXI綜合檢測平臺目標選定

設計VXI航空通信導航系統(tǒng)綜合檢測平臺之前需要對檢測對象做詳細的分析，明確被檢測的信號類型、技術要求、所需容量等。在確定檢測平臺運行需求后，制定平臺設計指標清單，并以此為依據開展設備選型、軟件設計等工作。目前我國航空通信導航系統(tǒng)綜合檢測面臨的主要問題包括智能化程度不足、兼容性不夠和時間成本過高。

2 VXI綜合檢測平臺設備選型

VXI綜合檢測平臺設備包括計算機、電源、配適器及VXI總線模塊儀器四部分。其中模塊儀器的選取是重點。所選的VXI總線模塊儀器以及GPIB儀器應盡可能滿足檢測平臺的功能性需求，并要求二者具備較高的兼容性和可擴展性，且性能優(yōu)良、運行狀態(tài)可靠[1]。另外，還要考慮模塊儀器選取的經濟性。帶電源的選取上，軍用飛行器在運行過程中其電力荷載的變動幅度非常廣，以往檢測平臺選用TTL電平進行輸入、輸出開關量的配置，導致更多的電平轉換麻煩，信號調節(jié)難度也明顯提高。在基于VXI總線的檢測平臺中，電源開關量的可輸入范圍必須足夠廣，且能承受較高的荷載。例如，本設計方案采用的I/O為32通道差分模擬輸入模塊，型號為VX4287。

3 VXI綜合檢測平臺電路設計

基于VXI總線的航空通信導航系統(tǒng)綜合檢測平臺電路體系包括監(jiān)控、溫度監(jiān)測、預警控制和計算機接口控制電路等。

（1）電源監(jiān)控電路。監(jiān)控電路對電源系統(tǒng)起保護作用，對電源供電電壓、電流等進行監(jiān)控。當出現(xiàn)過壓或過流問題時，切斷電源以對平臺中設備進行保護。（2）溫度監(jiān)測電路。溫度檢測電路的主要作用是對機箱溫度進行實時測量和監(jiān)控。例如，當溫度低于標準值時，控制加熱器啟動進行升溫處理；當溫度低于標準值時，啟動風扇設備進行降溫。（3）預警控制電路。預警控制電路完成對異常信號的感應和報警。例如，當機箱溫度低于標準值，通過升溫器加熱后仍無法達到要求，發(fā)出預警。相同的，風扇系統(tǒng)作用效果不佳也會被預警控制電路感知。（4）計算機接口控制。計算機接口控制電路決定是否進行上電動作。當計算機啟用信息查詢、數(shù)據分析等功能時，除計算機外的其他系統(tǒng)無需上電；當開展設備檢測活動時，機箱、模塊儀器、電源等均需要上電，完成上電后系統(tǒng)開始檢測。

4 VXI綜合檢測平臺軟件設計

軟件模塊是VXI綜合檢測平臺的核心，對應其檢測功能的實現(xiàn)。在進行軟件設計時，首先要進行操作系統(tǒng)選型。例如，當系統(tǒng)規(guī)模有限時，通常選用DOS系統(tǒng)；若為大型、多機檢測平臺，則選用UNIX系統(tǒng)。另外，軟件開發(fā)平臺、開發(fā)工具的選取也是關鍵。本VXI航空通信導航系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺選用Lab Windows/CVI，該平臺以C語言為工具，具備較高的集成性。且平臺中自帶VXI和GPIB的庫函數(shù)，可提供更加便捷的開發(fā)工具，大大節(jié)約軟件開發(fā)的工作量。

考慮航空通信導航系統(tǒng)設備的檢測需求，軟件設計需包括以下模塊：①虛擬激勵源，給出激勵信號；②虛擬數(shù)據分析，用于數(shù)據計算和處理；③虛擬顯示，呈現(xiàn)系統(tǒng)檢測結果；④虛擬控制，以便用戶順利參與到系統(tǒng)檢測過程中。整個檢測平臺軟件系統(tǒng)包括VXI總線及資源編輯器、實時檢測、模擬驅動、信號檢測、控制面板等模塊，在測試環(huán)節(jié)進行循環(huán)，直到檢測活動完成，對比數(shù)據庫中的標準信息，判斷其是否合理。若檢測合格，自動生成檢測報告，若檢測未通過，分析問題原因并給出處理意見。整個測試過程可簡化為數(shù)據采集和數(shù)據分析。通過A/D，對被檢測模擬信號進行抽樣，然后再利用系統(tǒng)中的分析模塊對信號進行分析和判斷[2]。數(shù)據庫中存儲的標準化信息是完成通信導航系統(tǒng)檢測的重要參考。例如高度表、電臺等通信導航設備，其正常運行參數(shù)、故障數(shù)據、診斷信息等均存儲在相應的數(shù)據庫當中，通過采集信號的對比即可對通信導航設備的可靠性做出準確的判斷。

結論

隨著航空領域的發(fā)展，航空通信導航系統(tǒng)的復雜性逐漸提升，更多精密的儀器設備融入其中，升級優(yōu)化系統(tǒng)檢測平臺功能勢在必行。引入VXI總線，結合系統(tǒng)檢測需求完成平臺軟硬件設計及設備選型，以提高系統(tǒng)檢測能力，促進航空事業(yè)進一步發(fā)展。