直升机火警探测关键技术研究

发布时间：2017-08-31 03:33

  本文关键词：直升机火警探测关键技术研究

  更多相关文章： PIC30F5011 火警探测 稳定性和可靠性 紫外探测器 冗余设计

【摘要】：传统的直升机发动机舱火警探测系统呈现误报率高、漏报率高的特点,机上人员的安全无法得到保障。本课题提出基于PIC30F5011单片机的紫外火警探测方法,旨在实现对直升机发动机舱火警的准确、可靠监控。火警探测系统能准确监控火警、探测器故障及线路故障,并将监控结果实时可靠的传给上位机,驾驶员可以针对监控结果进行相对应的操作,保证系统处于正常工作状态。本课题着重于系统功能性设计以及系统稳定性和可靠性设计的研究,主要研究内容如下:(1)对比分析了各类火警探测器的原理、优缺点和适用场合,鉴于直升机发动机恶劣的工作环境,选取了信噪比高、探测范围广、耐高温的GD-2J型紫外火警探测器。(2)对直升机发动机舱火警系统的性能要求和功能要求进行了分析,结合实际情况确定了系统整体探测方案。探测系统能实现可靠探测和实时通信的功能。(3)在系统硬件设计上,本课题采用了双电源冗余设计、双看门狗冗余设计,提出了通过CAN通信原理实现双CPU冗余设计的方案。同时设计了光耦隔离等硬件抗干扰模块。(4)在系统软件设计上,本课题采用了持续时间分析法进行火警识别,设计了上电自检和周期自检程序,采用可靠的RS422实现单片机和上位机的通信。
【关键词】：PIC30F5011 火警探测 稳定性和可靠性 紫外探测器 冗余设计
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V244.12
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题研究背景及意义13-14
• 1.2 火警探测器的概述14-16
• 1.3 火警探测国内外研究现状16-20
• 1.3.1 国内外整体研究现状16-17
• 1.3.2 国外研究现状17-18
• 1.3.3 国内研究现状18-19
• 1.3.4 国内外研究现状对比19-20
• 1.4 论文的结构20
• 1.5 本章小结20-21
• 第二章 系统总体方案设计21-30
• 2.1 系统设计要求21-22
• 2.1.1 系统功能要求21
• 2.1.2 系统技术要求21-22
• 2.2 系统总设计框图22-23
• 2.3 系统核心器件的选择23-28
• 2.3.1 主控芯片的选择23-25
• 2.3.1.1 PIC30F5011 单片机概述23-24
• 2.3.1.2 引脚说明24-25
• 2.3.2 探测器的选择25-28
• 2.3.2.1 火警探测器的优缺点25-26
• 2.3.2.2 火警探测器的选择26-27
• 2.3.2.3 紫外火焰探测器的基本原理27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 系统硬件设计30-55
• 3.1 硬件系统概述30
• 3.2 硬件电路设计30-54
• 3.2.1 时钟模块30-32
• 3.2.1.1 CPU时钟机制30
• 3.2.1.2 振荡器配置30-32
• 3.2.1.3 晶振电路32
• 3.2.2 复位模块32-33
• 3.2.3 看门狗模块33-35
• 3.2.3.1 硬件看门狗33-35
• 3.2.3.2 软件看门狗35
• 3.2.4 仿真调试接口模块35-36
• 3.2.5 电源模块36-44
• 3.2.5.1 直流电源 5V、15V设计36-37
• 3.2.5.2 直流电源 360V设计37-44
• 3.2.6 紫外探测模块44-45
• 3.2.7 信号处理模块45-47
• 3.2.8 通信模块47-54
• 3.2.8.1 RS422 通信47-51
• 3.2.8.2 CAN通信51-53
• 3.2.8.3 双CPU通信53-54
• 3.3 本章小结54-55
• 第四章 系统软件设计55-76
• 4.1 开发环境的介绍55-56
• 4.1.1 MPLAB IDE55
• 4.1.2 MPLAB C30 编译器55-56
• 4.1.3 PICkit356
• 4.2 模块化编程56-58
• 4.3 系统主程序58
• 4.4 系统子程序58-75
• 4.4.1 紫外检测程序58-63
• 4.4.1.1 火警识别算法58-59
• 4.4.1.2 检测程序59-63
• 4.4.2 自检程序63-64
• 4.4.2.1 单片机自检64
• 4.4.2.2 探测器自检64
• 4.4.3 通信程序64-74
• 4.4.3.1 RS422 通信64-68
• 4.4.3.2 CAN通信68-74
• 4.4.4 看门狗程序74-75
• 4.4.4.1 外置硬件看门狗74
• 4.4.4.2 内置硬件看门狗74-75
• 4.4.5 低功耗设计75
• 4.5 本章小结75-76
• 第五章 系统稳定性设计和试验结果76-83
• 5.1 系统稳定性设计76-79
• 5.1.1 硬件抗干扰设计76-79
• 5.1.1.1 抗干扰措施76-77
• 5.1.1.2 系统电路图和PCB图77-79
• 5.1.2 软件抗干扰设计79
• 5.2 试验结果79-82
• 5.2.1 软件调试79-80
• 5.2.2 硬件测试80-82
• 5.2.2.1 通信测试80-81
• 5.2.2.2 总体测试81-82
• 5.3 本章小结82-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 6.1 总结83-84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-88
• 致谢88-89
• 在学期间发表的论文89

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本文编号：763249