高可靠性多参数遥测数据记录系统设计

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当今21世纪,世界各国都十分重视高科技武器装备的研究与制造,现代化战争形势由先前火力全覆盖转变为精准打击。依托某型号飞行器测试系统需求,需要设计一种可以实时、准确接收记录设备飞行过程中多种动态参数的遥测记录系统。试验结束后,通过定位系统完成设备硬回收,为下一阶段性能完善和故障排除提供科学数据支撑。因此本文提出并设计了高可靠性多参数遥测数据记录系统。基于已经在航天领域运用较成熟的数据记录器技术,硬件模块化设计紧紧围绕功能和技术要求,对国产元器件进行合适选型与调试验证,存储器和光纤通信均采用双冗余设计方式,保证了高可靠性硬件电路设计。逻辑设计采用多种数字量接口实现对PCM(Pulse Code Modulation)、图像和北斗模块多种遥测数据的接收;分析了轮询FIFO(First In First Out)状态溢出可能性和合适容量设计,经过混合编帧后进行统一数据缓存;通过USB(Universal Serial Bus)调试模块实现了NAND FLASH在顺序LUN平面操作下的基本功能;研究并设计了RS(Reed-Solomom)编解码,完成了对读写过程中产生的随机误码进行校验纠错,并且引入握手/请求重传命令反馈机制,极大增强了存储数据回传和接收可靠性;利用FPGA内部GTX(Gigabyte Transceiver)收发器和光电转换模块实现了高速、低误码率数据传输。经过搭建系统性闭环测试平台,对记录器和光传输系统关键技术进行了研究与多方面功能验证。经过GTX收发数据通信测试,表明高速光传输链路性能良好;数据记录系统配合地面监控台与上位机,通过千兆以太网完成对工况信息的解析和直观显示,经过回读和分析模拟记录遥测数据,验证了系统采编存储功能的高可靠性。最后针对联试过程中出现的问题进行了分析,并提出了可行性解决措施。结果表明,数据记录器各项功能指标均达到了预期设计要求,可以投入工程使用。
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