遥测数据记录设备的设计与实现

发布时间：2017-05-15 00:12

  本文关键词：遥测数据记录设备的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：遥测数据记录设备主要完成飞行器飞行过程中遥测PCM数据的可靠记录，，并实时存储，落地后回收存储器，通过地面测控台读取相应的数据供上位机进行分析和处理。遥测数据记录设备由采编器和存储器两部分组成，采编器以10Mbps的通信速率接收遥测PCM数据，数据通过编帧处理后，通过并行接口发送至存储器进行存储。地面测控台与遥测数据记录设备通信，控制设备执行记录、读数等操作，并接收设备的工作状态信息，监测设备是否正常工作。 本文介绍了数据记录设备的国内外发展现状，针对遥测数据记录设备的技术要求和功能要求，给出了采编器和存储器的详细设计方案，作为后续设计的依据。重点对遥测PCM数据的接收、数据的打包编帧技术、LVDS传输和RS422通信的可靠性设计以及数据存储等问题进行了研究和阐述，分析了各模块的工作原理和各自的硬件电路和逻辑设计。其中，对于长线422传输技术，硬件方面主要通过光耦隔离、阻抗匹配，逻辑上主要通过传输信号的滤波、命令字格式的设计、命令应答机制、工作状态返回机制来提高422传输电路通信的可靠性。LVDS技术在硬件方面主要通过对串行器和解串器外置电路的合理设计、PCB板正确布线，在逻辑上主要通过同步方式的选择、数据格式的设计来提高通信的可靠性。通过确定无效块检测方案，采用流水线技术，提高了数据存储的速度。 最后对数据记录设备进行多次单元测试，并对试验数据进行了完整性和准确性的分析，证明数据记录设备能够正确记录数据并可靠存储，没有数据误码以及数据丢失现象，本设备能可靠工作，设计可行。
【关键词】：数据采集 数据存储 LVDS传输 长线422通信 可靠性
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V243;TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题背景和来源9
• 1.2 课题研究目的和意义9-10
• 1.3 国内外发展现状10-12
• 1.4 论文的主要内容及章节安排12-14
• 2 方案设计14-20
• 2.1 功能要求与技术指标14-16
• 2.1.1 功能要求14
• 2.1.2 技术要求14-16
• 2.2 采编器方案设计16-17
• 2.3 存储器方案设计17
• 2.4 数据记录设备的工作模式17-19
• 2.4.1 单元测试模式17-18
• 2.4.2 飞行试验模式18-19
• 2.4.3 回收读数模式19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 关键硬件电路的研究与设计20-36
• 3.1 PCM 数据接口硬件电路设计20-23
• 3.1.1 差分电路设计时需要注意的几个问题22-23
• 3.2 设备工作状态输出接口电路设计23-24
• 3.3 LVDS 接口电路的设计24-32
• 3.3.1 LVDS 简介24-26
• 3.3.2 LVDS 传输硬件电路设计26-31
• 3.3.3 LVDS 接口印制电路板设计31-32
• 3.4 长线 422 接口硬件电路设计32-34
• 3.5 采编器电源模块设计34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 4 关键逻辑设计36-54
• 4.1 PCM 数据接口逻辑设计36-38
• 4.2 设备工作状态输出接口逻辑设计38
• 4.3 LVDS 传输逻辑设计与优化38-40
• 4.4 长线 422 逻辑设计与优化40-48
• 4.5 存储器逻辑设计48-53
• 4.5.1 无效块检测方案设计48-50
• 4.5.2 存储器速度优化设计50-53
• 4.6 本章小结53-54
• 5 数据记录设备的性能测试及分析54-59
• 5.1 测试平台54
• 5.2 性能测试与分析54-58
• 5.2.1 数据记录设备的基本功能验证54-55
• 5.2.2 试验数据分析及论证55-58
• 5.3 本章小结58-59
• 6 总结与展望59-60
• 参考文献60-63
• 硕士期间发表的论文及完成的主要工作63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 谷树忠;信号长线传输的干扰与抗干扰[J];电工技术杂志;2000年12期

2 郭巧莲;任勇峰;贾兴中;;长线422传输的可靠性设计[J];科学技术与工程;2013年14期

3 彭巧君;任勇峰;王强;刘占峰;陈倩;;基于FPGA的软件滤波算法设计及实现[J];科学技术与工程;2014年03期

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本文编号：366531