于德翔 辛海鵬

摘 要：目前，我國的市場經(jīng)濟(jì)在迅猛發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，針對當(dāng)前民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線故障檢測方法存在的檢測準(zhǔn)確度較低，檢測的及時性較差問題，提出數(shù)據(jù)挖掘的民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線故障檢測方法。首先提取光纖數(shù)據(jù)總線狀態(tài)特征，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線狀態(tài)分析，然后通過卡爾曼濾波的方法實現(xiàn)信號基本正序分量的無偏估計，通過構(gòu)建民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線狀態(tài)的基本譜殘差，構(gòu)建故障檢測的解決函數(shù)，完成故障檢測。實驗結(jié)果表明，本文方法檢測的精確度較高，檢測的及時性較好。

關(guān)鍵詞：民用航空電子系統(tǒng);光纖數(shù)據(jù);總線故障;實時檢測

1 光纖通道在航空電子環(huán)境的具體應(yīng)用分析

首先，針對FC-AE的具體分析。FC-AE主要的功能是進(jìn)行航空電子環(huán)境中的監(jiān)測指揮和數(shù)據(jù)處理等等的方面，應(yīng)用的范圍還是比較廣的。并且FC-AE的主體協(xié)議都是支持一個以上的高層協(xié)議和拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)框架，可以支撐不同的航空系統(tǒng)需求的網(wǎng)絡(luò)方面的能力。其中的MIL-STD-1535作為航空電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)主線路，不僅能夠進(jìn)行有效地實施控制，其更新的時間也是非常簡短的，并且在應(yīng)用能力方面也非常厲害。唯一不足的地方就是其數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c航空電子系統(tǒng)的需求不協(xié)調(diào)，不能有效的滿足航空電子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)的運行速度的要求。其次，針對FC-AE-1553的協(xié)議的分析。FC-AE-1553是FC-AE其中的一部分，在FC-AE-1553的協(xié)議中定義多種傳輸?shù)姆绞?，將MIL-STD-1553的數(shù)據(jù)的傳輸方式進(jìn)行替換和覆蓋，從而實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸。但是要具體實現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)傳輸方式的替換就需要在二者之間建立傳輸?shù)臉蛄?，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母哔|(zhì)量的運行。具體來講就是當(dāng)航空電子系統(tǒng)的環(huán)境中還有MIL-STD-1553的線路和設(shè)備的時候，就可以將MIL-STD-1553的線路作為二者之間的橋梁，將設(shè)備有效的連接到FC的網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。通過這樣的方式不僅可以對本身的軟硬件設(shè)備進(jìn)行保留，還可以實現(xiàn)相關(guān)的電子系統(tǒng)的平滑升級。還可以全面地實現(xiàn)傳輸方式的覆蓋和更新，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度的提升。

2 民航電子系統(tǒng)的光纖數(shù)據(jù)總線故障實時檢測

2.1緩沖到緩沖流控及數(shù)據(jù)的分段重組功能測試

緩沖到緩沖流量控制是光纖通道協(xié)議中規(guī)定的其中一種流量控制機制。流量控制是為了發(fā)送方和接收方之間速率匹配的一種技術(shù)。流量控制保證接收方緩沖區(qū)不會溢出。FC數(shù)據(jù)幀有效載荷的最大長度為2112字節(jié)，高層通信協(xié)議在基于FC通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)塊的大小可能已經(jīng)超過該最大長度，當(dāng)該數(shù)據(jù)塊發(fā)送到FC-2層時，必須將其分割為多個長度小于等于2112字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，并將其填充到FC數(shù)據(jù)幀的凈荷中來進(jìn)行發(fā)送。在接收端接收到數(shù)據(jù)時需要進(jìn)行一個相反的過程，即將各數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)重組為一個完整的數(shù)據(jù)塊。

2.2民用航空電子系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)總線故障實時檢測

2.3針對功能分區(qū)和功能區(qū)集成的具體分析

隨著經(jīng)濟(jì)和時代的發(fā)展，航空的電子系統(tǒng)應(yīng)用功能更加的多樣化，從而將相關(guān)的功能資源進(jìn)行有效的區(qū)域功能劃分，讓各功能區(qū)域之間利用光纖通道進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接，有效地實現(xiàn)光纖通道在航空電子系統(tǒng)的高品質(zhì)發(fā)展。其中航空電子系統(tǒng)的主要的功能分區(qū)是包括傳感器的管理區(qū)以及信號數(shù)據(jù)的處理區(qū)等等四方面的分區(qū)。而在具體的每一個分區(qū)中都會使用相對標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)單元來實現(xiàn)分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。通過這樣將每一個功能的分區(qū)規(guī)范化發(fā)展，讓功能區(qū)能夠有效的集成，實現(xiàn)航空電子系統(tǒng)的發(fā)展。

結(jié)語

本文主要在對光纖通道基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)深入研究的基礎(chǔ)上提出了一種拓展交換式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——串型光纖通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對其建立模型進(jìn)行通信過程分析研究，在此基礎(chǔ)上通過建立串型服務(wù)臺排隊網(wǎng)絡(luò)分析了串型光纖通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的時延特性。通過對OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果分析以及仿真值與理論值對比表明，在該結(jié)構(gòu)下，光纖通道網(wǎng)絡(luò)的端到端延遲隨串聯(lián)交換機數(shù)量的增多而非線性增加，其開始出現(xiàn)的端到端延遲“抖動”范圍也不斷增大，但時延總體符合光纖通道網(wǎng)絡(luò)微秒級高實時性要求，該結(jié)構(gòu)符合理論要求，在一定規(guī)模下適合在航空電子環(huán)境下應(yīng)用。但引入交換機的同時也大大增加了成本，如何進(jìn)一步提高該結(jié)構(gòu)的性價比，這是下一步需要解決的問題。

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