CN117240648A - 一种基于arinc825网络的机载机电系统维护单元 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于ARI NC825网络的机载机电系统维护单元，属于民航客机机载机电管理放入技术领域，具体维护单元包括维护接口、ARI NC825网络以及AR I NC825网络上的多个CAN节点；机电系统包括机电管理中心、机电控制板、多个配电装置以及多个机电作动装置，机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置分别连接一个CAN节点，并通过AR I NC825网络交联。维护单元通过ARI NC825网络对机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置进行维护。本申请提供标准的网络接口、总线协议、维护数据协议。在机电系统中实现在线中央维护功能。

Description

一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元

技术领域

本申请涉及民航客机机载机电管理的领域，尤其是涉及一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元。

背景技术

民航客机的中央维护系统是建立在先进的计算机、通讯、数据处理和故障诊断技术基础上的飞机状态监测：

a.使用综合化、模块化航空电子架构完成故障的实时监测和准确诊断，使维护人员快速获取飞机故障和状态信息；

b.采用通用化、开放式架构，提供通用地面支援设备和通用操作指南，减少维护时间，减低维护成本；

c.重视机载设备的机内自检测，提高可测试性，提高飞机安全性；

d.可以实现系统构型管理；维护数据的上传和下载；终端多节点的软件升级；飞行数据的下载及存储。

民航客机机电系统特点：机载系统设备种类、数量多(包括人机交互控制板、配电、液压、环控等子系统)。具有AIRNC429、AFDX、ARINC825等多种总线。构型状态多。多种飞行数据需管理。维护接口、软件升级单元种类多，每种机载设备需要配置专用的地面支援设备进行中央维护。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，解决了现有技术中的问题，提供标准的网络接口、总线协议、维护数据协议。在机电系统中实现在线中央维护功能。

本申请提供的一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元采用如下的技术方案：

一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，维护单元包括维护接口、ARINC825网络以及ARINC825网络上的多个CAN节点；

机电系统包括机电管理中心、机电控制板、多个配电装置以及多个机电作动装置，机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置分别连接一个CAN节点，并通过ARINC825网络交联；

维护单元通过ARINC825网络对机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置进行维护。

可选的，机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置的软件中存储有维护数据协议，所述维护数据协议用于实现系统各节点的构型管理、维护数据的上传和下载、节点的软件升级、飞行数据的传输及下载。

可选的，维护数据的上传和下载的场景下，维护数据协议对维护指令传输和维护结果组包的过程进行定义，维护数据协议对获取节点状态过程进行定义，维护数据协议对节点周期自检过程进行定义。

可选的，飞行数据的传输及下载的场景下维护数据协议对分发系统时间信息过程进行定义。

可选的，系统各节点的构型管理的场景下维护数据协议对构型信息获取和传输过程进行定义。

可选的，节点的软件升级的场景下维护数据协议对软件升级过程进行定义。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

本申请采用ARINC825总线可实现多个机电系统的集中式维护。基于ARINC825规范的维护协议标准化、规范化，可扩展性强。通过机电管理中心，可实现维护单元的集中式和分布式模式切换，可适配不同的内、外场场景。维护单元和配套的支援设备可通过适航工具鉴定。本申请构型简单可靠，成本相较同类产品具有优势，适于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本申请实施例提供一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元。

如图1所示，一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，维护单元包括维护接口、ARINC825网络以及ARINC825网络上的多个CAN节点。

机电系统包括机电管理中心(UMC)、机电控制板、多个配电装置以及多个机电作动装置。机电管理中心(UMC)、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置分别连接一个CAN节点，并通过ARINC825网络交联。系统维护接口在总线上末端，布置于机载电子设备柜集中维护端口。中央维护数据协议、ARINC825网络(以及网络上的CAN节点)、维护接口共同组成机电系统维护单元。ARINC825规范是在CAN总线相关标准的基础上，基于民用飞机高完整、高安全的要求。在通信调度、完整性协议、冗余等方面对CAN协议做了适应性改进而形成的一个机载总线标准，在高层协议中增加了基于时间片的通信调度，从而保证了确定性。

维护单元通过ARINC825网络对机电管理中心(UMC)、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置进行维护。维护单元代替了专用的地面支援设备对如上系统进行维护。

维护单元同时设计了RS422接口连接机电管理中心，可实现维护单元功能扩展，如交互信息同步传输等功能。

维护单元采用标准航插连接地面支援设备。支援设备在中央维护规范、协议框架下设计维护软件、人机界面等。可实现标准化维护模块，对于连接在ARINC825网络上不同的机电子系统机载设备、作动装置，采用如上统一的协议，即可分时共用统一的机电维护单元、机电地面支援设备。

制定维护数据协议，并驻留在机电管理中心(UMC)、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置的软件中。机电管理中心(UMC)、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置的软件中存储有维护数据协议；维护数据协议用于实现系统各节点的构型管理、维护数据的上传和下载、节点的软件升级、飞行数据的传输及下载。

维护数据的上传和下载的场景下，维护数据协议对维护指令传输和维护结果组包的过程进行定义，维护数据协议对获取节点状态过程进行定义，维护数据协议对节点周期自检过程进行定义。

飞行数据的传输及下载的场景下维护数据协议对分发系统时间信息过程进行定义。

对维护指令的定为：维护单元采用广播发送启动维护指令，启动各系统的地面维护。按步骤执行维护动作，并获取节点维护结果。

对获取节点状态过程的定义为：每个CAN节点通过周期健康状态报文来传送节点健康状态的信息，CAN通信系统中的管理者(UMC)通过搜集所有节点的健康状态信息，来识别和定位故障。在预设时间收到不到报文的情况下，根据UMC自检状态和其他节点报文的状态，可判断通讯中断或节点故障情况，将通讯中断和节点故障情况作为节点状态信息。

对系统时间信息的定义为：UMC从维护单元获取系统时间信息。UMC使用NOC通道采用周期的方式将系统时间发送至各CAN节点。CAN节点接收到系统时间帧，可实现系统授时。

对获取节点周期自检过程的定义为：CAN节点按预设进行周期自检测。各CAN节点按照维护协议的要求，用周期报文将节点周期自检发送给UMC和维护单元。

系统各节点的构型管理的场景下维护数据协议对构型信息获取和传输过程进行定义。

对构型信息的获取和传输过程的定义为：CAN节点收到UMC的构型信息请求消息后，报告自身的构型信息。LRU构型信息包括但不限于：子系统编号(Member System ID)，硬件件号(Hardware Part Number)，软件件号(Software Part Number)，软件部件描述(Software Part Description)。

构型信息通过点对点的通信多帧消息或块消息进行传输。管理构型信息的维护协议约束包括：(1)在某一时刻只向一个CAN节点发送构型请求信息；(2)UMC在收到完整的构型信息后不再发送接收完毕的消息，以避免握手协议过于复杂；(3)如果发送请求后，1秒时间内未收到CAN节点的响应或未收到正确的响应，再次发送构型请求信息。

节点的软件升级的场景下维护数据协议对软件升级过程进行定义。通过多帧消息(或块消息)传输软件升级二进制代码。在地面维护场景下由地面支援设备发起请求信息，节点进入软件升级模式下，启动升级包块传输。完成升级后，回复完成标志消息，系统退出软件升级模式。软件升级采用多帧消息(或块消息)实现，可实现多个CAN节点分时在线升级。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，其特征在于，维护单元包括维护接口、ARINC825网络以及ARINC825网络上的多个CAN节点；

机电系统包括机电管理中心、机电控制板、多个配电装置以及多个机电作动装置，机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置分别连接一个CAN节点，并通过ARINC825网络交联；

维护单元通过ARINC825网络对机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置进行维护。

2.根据权利要求1所述的基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，其特征在于，机电管理中心、机电控制板、多个配电装置、多个机电作动装置的软件中存储有维护数据协议，所述维护数据协议用于实现系统各节点的构型管理、维护数据的上传和下载、节点的软件升级、飞行数据的传输及下载。

3.根据权利要求2所述的基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，其特征在于，维护数据的上传和下载的场景下，维护数据协议对维护指令传输和维护结果组包的过程进行定义，维护数据协议对获取节点状态过程进行定义，维护数据协议对节点周期自检过程进行定义。

4.根据权利要求2所述的基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，其特征在于，飞行数据的传输及下载的场景下维护数据协议对分发系统时间信息过程进行定义。

5.根据权利要求2所述的基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，其特征在于，系统各节点的构型管理的场景下维护数据协议对构型信息获取和传输过程进行定义。

6.根据权利要求2所述的基于ARINC825网络的机载机电系统维护单元，其特征在于，节点的软件升级的场景下维护数据协议对软件升级过程进行定义。