研究大型察打无人机通信系统一年半时间,因为非航空航天科班出身对飞行器涉足较晚,也是一个机缘巧合的机会,但是好在计算机科班出身,使得自己对通信系统掌握比较迅速,目前国内具有长航时察打一体无人机研制能力的主要都是“正规军”,彩虹系列,翼龙系列,滕盾系列(虽然是私企性质却是具有理想的一代人整体“离家出走”组建的“准正规军团队”),另外还有近来发展迅速的某龙团队。经过自己在这一年多的对ICD文件的设计、实施、以及步入测试联调阶段的工作(作为铁骨铮铮的女汉子每天被不懂得人怼,扛住压力挑起整机通信系统设计,在厂房摸爬滚打的纪念),想总结一下各型总线到底区别在哪,ICD的设计与实施到底哪里比较难,各种飞机机型具体使用哪种通信制式更加合适。为大家提供讨论的依据,也是自己进行总结归纳的重要一步。

  主要对比以下几种通信制式:1553B、422总线制式、异步422(双工、半双工)、同步422、RS485、CAN总线

  主要涉及几个涉及过程中其他同事喜欢询问的内容:数据帧格式、奇偶校验、校验和校验、单字节校验、数据帧校验、分时、时统、误码、定长、变长、回报。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。目前能想到这么多,后面想到后面再补充。

  首先想聊一下RS422这种总线架构的大型无人机系统。通常采用两两设备间422通信,包括四线rx+ rx- tx+ tx-(有的系统在设计时考虑了通信地线,此文中暂时不考虑,后面有时间会针对各类型机上用到的底线和屏蔽的概念进行总结)。通过对通信协议(icd)文件的设计,对需要传输的数据进行编帧,通常情况下需要更新率高的设备会缩短字节数,提高波特率,通常机上使用时RS422总线的占用率不超过70%。这种架构的优势是架构简单明了,且成本低。相对应缺点是电气系统设计复杂,机上线缆重量增加,对机上设备的要求接口多(有几个设备就要有几个接口)。比如飞控计算机。飞控系统需要连接大气机、惯导系统、黑盒子、光电吊舱等任务设备。考虑实际调试情况中,适用于总体单位能力较弱,交装时方便查错,方便更换外场单元的情况(没有歧视意思,单独是自己想法,不喜勿喷)。当然,工作中发现一个问题“传承”!这个词就很厉害了,由于我们对“可靠性”有一种强烈的依赖,当然大型无人机也没有几家经受的起摔飞机的打击,所以大多数都是使用422的通信情况。但是试想一下,若机上有10个设备,共有五个设备需要互相通信,所有设备都需要与飞控通信,会有多少呢?

 

      其次,想与大家一起讨论一下1553B总线通信。1553总线的来源是美国军方专门为飞机上制定的一种总线形式,随后各个国家又根据自己不同的情况制定了协议标准。1553B总线系统主要由3部分组成:总线BC;远程终端RT;总线监视器BM。所以,从总线组成上来看,1553B的成本要高于422总线(另外,在实际使用情况中,再多赘述一种情况,虽然出现的很少,但是也需要考虑,若BC出现故障,将导致整个系统瘫痪,422不存在这种问题)。从基础使用的角度上讲,1553b是属于半双工通信,数据总线具有双向输出特性,1553B总线为多冗余度总线型拓扑结构,具有双向传输特性,其传输速度为1Mbps传输方式为半双工方式,采用曼彻斯特码进行编码传输。采用这种编码方式是因为适用于变压器耦合,由于直接耦合不利于终端故障隔离,会因为一个终端故障而造成整个总线网络的完全瘫痪,所以其协议中明确指出不推荐使用直接耦合方式(引用于百度百科)。PS:使用的基础知识大家应该都懂,如果想学基础知识,应该也不会检索到我这里了,这里给大家点干货,直接上使用过的例子!!!(注:已经将协议内容进行改写,并不涉及任何秘密)

     举一个1553B的应用案例(载机与弹药的通信部分内容):试想各位读者就是一个牛逼型号的总师(当然是先假设),若让您设计您会如何设计?请先思考一下

 

 

    在这里我仅举几个关键的问题大家讨论,欢迎留言交流意见:

  1. 上电状态弹先报机,还是机先报弹?
  2. 单级挂架弹药如何编号?多级挂架弹药如何编号?
  3. 投弹控制指令如何设计?连续发(及时性怎么保证)?单次发(失效怎么办)?
  4. 总线出问题的情况下应急投弃怎么处理?

   针对这几类问题,下一篇文章中进行分析(由于工作原因,写博客时间实在太少,希望读者谅解)!