本发明专利技术公开了一种无人机飞行数据记录仪及掉电检测与RAM数据保护方法。本发明专利技术通过RS232或RS422串行接口输入飞行数据，其内部记录的数据则可通过USB接口或内部存储器接口高速读出；本发明专利技术随无人机运行时，能够记录保存来自无人机飞行控制计算机串行接口的数据，在飞机失控坠毁、供电非正常切断等灾难情况下，能够监测系统掉电信号，及时记录之前接收的所有数据。飞行事故后通过找回随无人机安装的本发明专利技术，并读出其保存的数据，能够为无人机飞行事故分析提供有力证据。在常规飞行过程后，本发明专利技术所记录的数据亦可作为改善、设计飞行控制率的有力依据。本发明专利技术具有体积小、功耗低、质量轻、环境抵抗能力强、数据存储速率高的特性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种无人机飞行数据记录仪及掉电检测与RAM数据保护方法。本专利技术通过RS232或RS422串行接口输入飞行数据，其内部记录的数据则可通过USB接口或内部存储器接口高速读出；本专利技术随无人机运行时，能够记录保存来自无人机飞行控制计算机串行接口的数据，在飞机失控坠毁、供电非正常切断等灾难情况下，能够监测系统掉电信号，及时记录之前接收的所有数据。飞行事故后通过找回随无人机安装的本专利技术，并读出其保存的数据，能够为无人机飞行事故分析提供有力证据。在常规飞行过程后，本专利技术所记录的数据亦可作为改善、设计飞行控制率的有力依据。本专利技术具有体积小、功耗低、质量轻、环境抵抗能力强、数据存储速率高的特性。【专利说明】无人机飞行数据记录仪及掉电检测与RAM数据保护方法
本专利技术涉及一种数据记录仪，尤其涉及一种针对无人机用的机载数据记录仪以及一种适用于飞行数据记录仪的掉电检测与掉电过程中RAM数据保护的方法。
技术介绍
无人机是当代热门研究领域之一，与有人机相比，无人机具有低成本、低风险的优势；在监测监控、电视电影航拍等领域已经取得了可观的价值。无人机作为一种飞行器、其控制率设计、开发具有一定的复杂度，往往需要大量高采样率的试飞数据，而传统意义上的远距离数传链路往往无法满足高采样率引起的高带宽要求；无人机的电力供给、负载能力一般也相当有限；部分无人机的价格高昂，在无人机系统发生致命错误导致其坠毁后，往往希望能够获得以较高速率存储的坠毁前关键数据，用以分析事故原因。若存在一种仪器，其能满足:1、低功耗；2、轻质量；3、高机械强度；4、以简单可靠的接口(如串行接口)接收数据，并将其可靠存储在仪器内部大存储器中；该存储器能够记录足够长时间的飞行数据，如48小时以上；5、能通过PC机将内部数据快速读出；6、发生突然掉电事故时，所有输入数据完整记录不丢失。那么由其采集的飞行数据将对控制率的设计与分析工作或坠机事故后的分析与鉴定工作提供强有力的支持。这必须解决飞行数据记录仪的可靠封装、串行接口至存储器接口转换、存储器接口至USB接口转换、掉电检测与掉电过程中RAM中数据保护的问题。从目前无人机机载相关仪器来看，虽然有基于ARM架构与嵌入式系统的飞行数据记录仪，但由于其采用通用处理器，结构体系过于冗杂，且由于其受到文件系统存储机制限制，断电时刻存储于RAM中的数据往往会因为没能写入Flash中而丢失，无法完全保证飞行数据的完整、可靠记录。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有无人机数据记录需求与现存产品的不足，提供一种针对无人机用的机载数据记录仪与一种适用于飞行数据记录仪的掉电检测与掉电过程中RAM数据保护的方法。本专利技术的目的通过如下技术方案实现:一种无人机飞行数据记录仪，它主要由外壳封装与电路板组成；外壳封装包括铝合金外壳、铝合金上盖、灌封硅胶和串行数据接口及USB接口，电路板固定在由铝合金外壳和铝合金上盖组成的内部空间中，灌封硅胶充满该内部空间并密封电路板，电路板分别与串行数据接口及USB接口相连。进一步地，所述电路板主要由串行接口电平转换模块、Flash存储模块、系统控制模块、供电监测模块、USB通讯模块和稳压模块组成；其中，所述串行接口电平转换模块、Flash存储模块、供电监测模块、USB通讯模块和稳压模块均与系统控制模块相连。串行接口电平转换模块与串行数据接口相连，USB通讯模块与USB接口相连。上述无人机飞行数据记录仪掉电检测与掉电时的RAM数据保护方法包含以下步骤: (1)无人机飞行数据记录仪工作时，供电监测模块实时将供电电压与内部参考基准电压4.63V进行比较,一旦发生供电电压低于内部参考电压4.63V时,供电监测模块即向系统控制模块发出系统掉电信号； (2)在系统控制模块工作过程中，以IMHz频率进行掉电信号监测，一旦检测到掉电信号，即使内部SRAM中的接收数据未及4096字节，系统控制模也强制将内部SRAM数据写入Flash中，不足一页的由数据“O”补全； (3)进行上述步骤2的掉电数据保护操作后，系统控制模块停止操作Flash存储模块，并使能Flash存储模块的硬件写保护，以防在电压不足时对Flash芯片的擦除、写入操作损坏Flash内部数据； (4)整个系统静态地等待系统内部电力耗尽； (5)在供电监测模块发出掉电信号后，如果系统供电恢复正常，供电监测模块向系统控制模块撤销掉电信号； (6)系统控制模块一旦发现掉电监测信号被撤销，则表示该掉电信号可能为供电系统不稳或外部强干扰导致，系统将继续正常记录数据。本专利技术的有益效果是，无人机用户在无人机中安装本专利技术后，可以在飞行后通过本专利技术提出的无人机飞行数据记录仪获得无人机飞行时存入本专利技术的飞行数据；在坠机等意外事故发生之后，也可以通过本专利技术找回事故前的飞行数据。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术电路部分结构示意图； 图3是本专利技术中系统控制模块的工作流程图； 图4是系统控制模块中的数据记录工作流程图； 图5是系统控制模块中与USB控制模块交互的工作流程图； 图6是本专利技术中的掉电检测与掉电过程中RAM数据保护的方法的工作示意图； 图中，铝合金外壳1、铝合金上盖2、电路板3、灌封硅胶4、串行数据接口 5、USB接口 6。【具体实施方式】如图1所示，无人机飞行数据记录仪结构上主要由外壳封装与电路板3组成。外壳封装包括铝合金外壳1、铝合金上盖2、灌封硅胶4、串行数据接口 5和USB接口 6，电路板3固定在由铝合金外壳I和铝合金上盖2组成的内部空间，灌封硅胶4充满该内部空间并密封电路板3，电路板3与串行数据接口 5及USB接口 6相连。铝合金外壳机械结构中，厚壁的铝合金外壳I和铝合金上盖2保证仪器在冲击、振动环境下的机械完整性；由铝合金外壳I和铝合金上盖2构成的完整屏蔽结构可以为内部电路提供优秀的电磁兼容性能。如图1所示，铝合金外壳I内安装电路板3，并充满灌封硅胶4，该灌封硅胶4可采用KENSEER 909型号双组份灌封硅胶，其具有一定弹性与阻尼，吸收无人机飞行、事故时的冲击与振动，保证内部电路结构的可靠性；该灌封胶将内部电路整体密封，提高其在潮湿、霉菌环境下的可靠性。如图2所示，电路板3主要由串行接口电平转换模块、Flash存储模块、系统控制模块、供电监测模块、USB通讯模块和稳压模块组成。其中，串行接口电平转换模块、Flash存储模块、供电监测模块、USB通讯模块和稳压模块均与系统控制模块相连。串行接口电平转换模块与串行数据接口 5相连，USB通讯模块与USB接口 6相连。下面详细描述各模块的工作过程。串行接口电平转换模块将RS232或RS422接口电平转换为3.3V数字接口电平，当选用RS232接口电平时，该模块可由MAX3232芯片实现；当选用RS422接口电平时，该模块可以由MAX3490芯片实现。Flash存储模块为系统提供足够大的存储容量，考虑到成本与可靠性，本专利技术中该模块选用IG字节SLC NAND Flash芯片实现。USB通讯模块实现与PC机的数据传输功能，如图5，其工作时使用USB终端接收来自PC机的指令，指令分为两种:数据传输指令与数据删除指令。当该模块接收到数据传输指本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无人机飞行数据记录仪，其特征在于，它主要由外壳封装与电路板组成；外壳封装包括铝合金外壳、铝合金上盖、灌封硅胶和串行数据接口及USB接口，电路板固定在由铝合金外壳和铝合金上盖组成的内部空间中，灌封硅胶充满该内部空间并密封电路板，电路板分别与串行数据接口及USB接口相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩波，李辰，李平，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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