基于ARINC661的座舱显控信息管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ARINC661的座舱显控信息管理系统及方法，其中，座舱显控信息管理系统包括数据综合分析处理模块、用户应用管理模块、定义文件管理模块和通讯模块。该系统运行于综合化航电系统的核心处理机中，统一收集和管理各外部设备的显示/状态信息，对数据进行融合分析与处理，通过与CDS的数据交互实现对显示画面的控制管理。本发明专利技术的管理方法，实现了在综合化航电系统构架下，对显控信息的统一管理及合理调度，具有很好的通用性和扩展性。

【技术实现步骤摘要】
基于ARINC661的座舱显控信息管理系统及方法
本专利技术属于综合式航空电子系统的设计领域，特别涉及基于ARINC661的座舱显控信息管理系统及方法。
技术介绍
ARINC661规范是国际航空领域中应用较广的ARINC系列规范之一，它为座舱显示设备与外部传感器之间的数据交换提供了一种标准化的接口，将显示内容与显示样式进行了分离，从而减少了因人机接口设备频繁更改和升级而导致的航电系统其他设备的状态更改，进而实现了降低飞机研制和维护成本的目的。ARINC661规范起源于民用飞机座舱显示系统的设计，其体系架构适用于民用飞机航电系统。民用飞机功能的单一性决定了其航电系统具有“分布式”的特征，组成系统的各设备各司其职，在一般情况下它们之间不存在数据交互和统一的状态管理。CDS(CockpitDisplaySystem,座舱显示系统)作为人机接口，仅为其他设备提供数据显示服务，并不负责管理其他设备的状态和数据。CDS负责自身的交互式显示控制管理。在这种构架下，每一个外部设备都是一个UA(UserApplications,用户应用)，拥有自己的DF(DefinitionFile,定义文件)，与CDS进行直接的数据交互，通过运行阶段指令提出数据显示需求，管理自己的画面显示元素。CDS将所有UA的显示元素进行叠加，形成完整的人机显示界面。这种方法也是ARINC661规范的典型应用。“综合化”的航电系统拥有一个核心处理机，负责整个系统的状态管理、数据处理，以及各组成设备，包括座舱显示设备之间的数据通信。各设备都在核心处理机的统一管理下进行数据交互，包括CDS的交互式显示控制管理也由核心处理机负责。综合化的航电系统架构是由任务需求和航电系统功能需求的复杂性决定的，只有进行统一的航电系统管理，才能使相对复杂的航电系统架构可靠地运行。“综合化”的航电系统与“分布式”的航电系统在拓扑结构、控制管理方式和设备功能划分等方面，特别是座舱显示系统的显示界面设计、图形发生和交互式显控管理功能的归属方面均存在很大的差异，导致ARINC661规范的典型应用方法并不适用于综合化航电系统的设计。因此需对规范的部分概念和应用方法进行适应性更改，设计一种运行于航电核心处理机中的座舱显控信息管理系统。
技术实现思路
本专利技术提供基于ARINC661的座舱显控信息管理系统及方法，对规范的部分概念和应用方法进行适应性更改，设计一种运行于航电核心处理机中的座舱显控信息管理系统，实现对CDS与外部设备间显控信息的数据采集、综合分析、交互处理与存储管理。该系统运行于综合化航电系统的核心处理机中，统一收集和管理各外部设备的显示/状态信息，对数据进行融合分析与处理，通过与CDS的数据交互实现对显示画面的控制管理。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供基于ARINC661的座舱显控信息管理系统，用于实现对座舱显示系统与外部设备之间显控信息的数据采集、综合分析、交互处理与存储管理，包括依次相连的定义文件管理模块、通讯模块、用户应用管理模块、数据综合分析处理模块，所述通讯模块与座舱显示系统相连，所述数据综合分析处理模块与外部设备相连，其中：数据综合分析处理模块，用于采集所有外部设备的显示/状态信息，对采集的信息进行融合分析与综合处理，形成显控数据；向用户应用模块发送处理生成的显控数据，接收用户应用模块发送的控制信息，并发送至外部设备以管理其状态；用户应用管理模块，用于接收数据综合分析处理模块发送的显控数据，设计所有用户应用内部及用户应用间的逻辑处理，实现对显控数据的管理与调度；通过与通讯模块之间的ARINC661消息交互实现对座舱显示系统的显示控制管理；定义文件管理模块，用于存储所有定义文件及对应的图层优先级目录文件，并通过与通讯模块的数据交互实现对座舱显示系统中定义文件的版本管理；通讯模块，用于交互座舱显控信息管理系统与座舱显示系统间的数据块，实现座舱显控信息管理系统对座舱显示系统的显示控制管理。作为本专利技术的进一步优化方案，根据外部设备的功能相似度，对外部设备中的多个传感器或机载系统进行类别划分，所述用户应用管理模块包括多个虚拟用户应用，每个虚拟用户应用负责一个类别的传感器或机载系统的数据显示需求管理；每个虚拟用户应用均通过通讯模块与座舱显示系统进行数据交互，每个虚拟用户应用定义一个唯一的编码值，以使座舱显示系统中加载的定义文件与对应虚拟用户应用相关联；座舱显控信息管理系统中产生和传输的所有ARINC661消息均标记有此编码值。作为本专利技术的进一步优化方案，所述虚拟用户应用，以软件模块的形式存在，包括显示控制主用户应用以及分别与其相连的机电管理用户应用、飞行控制管理用户应用、导航设备用户应用、告警功能用户应用，所述显示控制主用户应用与数据综合分析处理模块相连，其中：所述显示控制主用户应用，用于接收用户应用模块发送的显控数据，并对显控数据进行统一管理和调度，同时对座舱显示系统中的所有图层进行状态管理与显示控制；所述机电管理用户应用，用于处理动力、燃油、液压、电源等系统的显示数据；所述飞行控制管理用户应用，用于处理飞行控制、自动驾驶等系统的显示数据；所述导航设备用户应用，用于处理惯导、大气、高度表、塔康等系统的显示数据；所述告警功能用户应用，用于处理灯光告警、语音告警等系统的显示数据。作为本专利技术的进一步优化方案，当系统有扩展的功能需求时，所述虚拟用户应用还包括与显示控制主用户应用相连的其他扩展用户应用，用于处理扩展功能所需的显示数据。作为本专利技术的进一步优化方案，所述定义文件管理模块，包括定义文件存储模块和定义文件版本管理模块，其中：所述定义文件存储模块，用于存储当前版本的全部定义文件和对应的图层优先级目录文件，其中，定义文件与用户应用管理模块中的虚拟用户应用一一对应，包括显示控制主定义文件、机电管理定义文件、飞行控制管理定义文件、导航设备定义文件、告警功能定义文件和其他扩展定义文件；所述定义文件版本管理模块，用于从通讯模块接收座舱显示系统中当前定义文件版本信息，比较座舱显控信息管理系统和座舱显示系统中的定义文件是否版本一致，通过通讯模块向座舱显示系统发送定义文件和对应的图层优先级目录文件，从而实现座舱显示系统中定义文件的版本更新。作为本专利技术的进一步优化方案，所述定义文件版本信息，通过在ARINC661规范定义的定义文件的文件头中增加虚拟用户应用的软件版本号和序列号信息进行表征。作为本专利技术的进一步优化方案，所述图层优先级目录文件，用于管理不同定义文件的图层的优先级定义，在定义文件的开发过程中确定，随定义文件进行存储和管理，座舱显示系统根据加载的图层优先级目录文件对显示画面所包含的图层进行调度和显示管理。作为本专利技术的进一步优化方案，所述座舱显控信息管理系统与座舱显示系统间的数据块，包括：定义文件版本信息、定义文件数据块、图层优先级目录文件和ARINC661消息。另一方面，本专利技术提供基于ARINC661的座舱显控信息管理方法，分为两个阶段实行：(1)系统定义阶段，即定义文件的版本管理方法，包括以下步骤：步骤1.1，定义文件版本管理模块从定义文件存储模块中提取所有定义文件的版本信息；步骤1.2，定义文件版本管理模块从通讯模块接收座舱显示系统中当前所有定义本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ARINC661的座舱显控信息管理系统，用于实现对座舱显示系统与外部设备之间显控信息的数据采集、综合分析、交互处理与存储管理，其特征在于，包括依次相连的定义文件管理模块、通讯模块、用户应用管理模块、数据综合分析处理模块，所述通讯模块与座舱显示系统相连，所述数据综合分析处理模块与外部设备相连，其中：数据综合分析处理模块，用于采集所有外部设备的显示/状态信息，对采集的信息进行融合分析与综合处理，形成显控数据；向用户应用模块发送处理生成的显控数据，接收用户应用模块发送的控制信息，并发送至外部设备以管理其状态；用户应用管理模块，用于接收数据综合分析处理模块发送的显控数据，设计所有用户应用内部及用户应用间的逻辑处理，实现对显控数据的管理与调度；通过与通讯模块之间的ARINC661消息交互实现对座舱显示系统的显示控制管理；定义文件管理模块，用于存储所有定义文件及对应的图层优先级目录文件，并通过与通讯模块的数据交互实现对座舱显示系统中定义文件的版本管理；通讯模块，用于交互座舱显控信息管理系统与座舱显示系统间的数据块，实现座舱显控信息管理系统对座舱显示系统的显示控制管理。

【技术特征摘要】
1.基于ARINC661的座舱显控信息管理系统，用于实现对座舱显示系统与外部设备之间显控信息的数据采集、综合分析、交互处理与存储管理，其特征在于，包括依次相连的定义文件管理模块、通讯模块、用户应用管理模块、数据综合分析处理模块，所述通讯模块与座舱显示系统相连，所述数据综合分析处理模块与外部设备相连，其中：数据综合分析处理模块，用于采集所有外部设备的显示/状态信息，对采集的信息进行融合分析与综合处理，形成显控数据；向用户应用模块发送处理生成的显控数据，接收用户应用模块发送的控制信息，并发送至外部设备以管理其状态；用户应用管理模块，用于接收数据综合分析处理模块发送的显控数据，设计所有用户应用内部及用户应用间的逻辑处理，实现对显控数据的管理与调度；通过与通讯模块之间的ARINC661消息交互实现对座舱显示系统的显示控制管理；定义文件管理模块，用于存储所有定义文件及对应的图层优先级目录文件，并通过与通讯模块的数据交互实现对座舱显示系统中定义文件的版本管理；通讯模块，用于交互座舱显控信息管理系统与座舱显示系统间的数据块，实现座舱显控信息管理系统对座舱显示系统的显示控制管理；根据外部设备的功能相似度，对外部设备中的多个传感器或机载系统进行类别划分，所述用户应用管理模块包括多个虚拟用户应用，每个虚拟用户应用负责一个类别的传感器或机载系统的数据显示需求管理；每个虚拟用户应用均通过通讯模块与座舱显示系统进行数据交互，每个虚拟用户应用定义一个唯一的编码值，以使座舱显示系统中加载的定义文件与对应虚拟用户应用相关联；座舱显控信息管理系统中产生和传输的所有ARINC661消息均标记有此编码值。2.根据权利要求1所述的基于ARINC661的座舱显控信息管理系统，其特征在于，所述虚拟用户应用，以软件模块的形式存在，包括显示控制主用户应用以及分别与其相连的机电管理用户应用、飞行控制管理用户应用、导航设备用户应用、告警功能用户应用，所述显示控制主用户应用与数据综合分析处理模块相连，其中：所述显示控制主用户应用，用于接收用户应用模块发送的显控数据，并对显控数据进行统一管理和调度，同时对座舱显示系统中的所有图层进行状态管理与显示控制；所述机电管理用户应用，用于处理动力、燃油、液压、电源等系统的显示数据；所述飞行控制管理用户应用，用于处理飞行控制、自动驾驶等系统的显示数据；所述导航设备用户应用，用于处理惯导、大气、高度表、塔康等系统的显示数据；所述告警功能用户应用，用于处理灯光告警、语音告警等系统的显示数据。3.根据权利要求1所述的基于ARINC661的座舱显控信息管理系统，其特征在于，当系统有扩展的功能需求时，所述虚拟用户应用还包括与显示控制主用户应用相连的其他扩展用户应用，用于处理扩展功能所需的显示数据。4.根据权利要求1所述的基于ARINC661的座舱显控信息管理系统，其特征在于，所述定义文件管理模块，包括定义文件存储模块和定义文件版本管理模块，其中：所述定义文件存储模块，用于存储当前版本的全部定义文件和对应的图层优先级目录文件，其中，定义文件与用户应用管理模块中的虚拟用户应用一一对应，包括：显示控制主定义文件、机电管理定义文件、飞行控制管理定义文件、导航设备定义文件、告警功能定义文件和其他扩展定义文件；所述定义文件版本管理模块，用于从通讯模块接收座舱显示系统中当前定义文件版本信息，比较座舱显控信息管理系统和座舱显示系统中的定义文件是否版本一致，通过通讯模块向座舱显示系统发送定义文件和对应的图层优先级目录文件，从而实现座舱显示系统中定义文件的版本更新。5.根据权利要求4所述的基于ARINC661的座舱显控信息管理系统，其特征在于，所述定义文件版本信息，通过在ARINC661规范定义的定义文件的文件头中增加虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永荣，郑澄，刘建业，王达，王晖，赵文献，李笑瑜，曾庆化，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32