KSA高速卫星基带数据实时处理架构设计与实现

地面终端站KSA（Ka-band Single Access）高速卫星数据传输接收系统基带数据的处理既要实现基带数据记录存储、实时转发和事后按可控制的帧频转发等业务,又要满足返向高速基带输出的处理时延不大于40 ms实时性需求。针对基带数据的处理业务多样性和实时性之间的矛盾,提出了一种基于CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect）结构且满足基带数据的处理应用业务多样性和高实时性的处理架构,实现了一种高速卫星信号基带数据实时处理平台。经搭建测试平台并拷机500 h,该架构下的处理平台能够稳定地实时处理600 Mb/s卫星基带数据的所有业务类型,并在地面终端站KSA卫星信号数据传输系统中得到了工程实践验证。     

一种基于DDS模型的信息分发方法的研究与应用

DDS是对象管理组织(OMG)推出的数据分发服务规范,专门针对分布式实时系统中基于数据的发布/订阅架构。本文研究了一种基于DDS模型的信息分发方法,然后通过一个例子演示了这种信息分发方法。该方法可很好的满足某平台系统对于数据传输的高可靠性、高实时性的要求。     

蓝牙技术在飞行器地面测试中的应用

飞行器在地面测试目前所采用的是有线电缆网,严重制约了飞行器测试的机动性和计算机化。本文提出一种无线脱落插头概念,其可靠性、安全性能够满足飞行器测试的要求。无线脱落插头是微电子、计算机技术与通信技术相结合产品,是蓝牙技术在飞行器测试中的一个新应用。它将促进飞行器测试自动化,有着广泛的应用前景。     

基于RTnet的实时网络改造

在一些安全关键系统中,对数据通信的实时性要求非常严格。为了满足Linux操作系统下硬实时数据通信的要求,在对Linux内核进行实时化改造的同时,使用RTnet对通信协议栈进行了实时化改造。针对RTnet协议栈TDMA的特性搭建了测试平台,设计了数据传输时延测试。测试结果表明,采用RTnet实时化改造后的网络数据传输时延显著降低。     

CAN总线隔离器的设计与应用

针对飞行器内系统高速运行与地面测试系统低速运行的特点,为实现飞行器和地面之间稳定实时通信,设计一种CAN总线隔离器．可实现飞行器和地面之间的速度隔离。为更符合该系统要求特点,采用结构化方法独立设计飞行器和地面双方的通信协议。在实际应用中,该CAN总线隔离器设计可行,而且实时通信稳定。     

分布式实时系统数据分发服务DDS技术研究

数据分发服务DDS是面向分布式实时系统的中间件技术规范。随着分布式实时系统复杂度和规模的增大,系统对数据传输的质量要求也在大幅提高。DDS采用以数据为中心的发布/订阅模式,能够有效满足各种分布式应用的性能要求和硬实时要求。文中围绕数据分发服务技术展开讨论,分析对比了4种常见的数据分发模型,指出了各自的优缺点。文中围绕通信机制、服务质量、传输框架、发现过程以及标准实现等5个方面对DDS规范进行了阐述;从DDS配置的复杂性、广域网应用DDS以及无线网络应用DDS共3个方面重点介绍了DDS应用面临的挑战,并探讨了未来的研究方向。     

基于RTX64的飞行器虚拟飞行软件控制系统的设计

为了实时采集飞行器在风洞试验时产生的数据,并控制试验流程,提出基于Windows 7+RTX64实时扩展平台设计和开发软件控制系统的方案.首先设计测试流程测试RTX64的实时性,并与在相同条件、Windows下测试的结果比较,验证了RTX64能够显著增强系统的实时性;然后详细阐述了飞行器虚拟飞行软件控制系统进程间通信和试验流程的设计,通过共享内存和事件体实现进程间数据交互和同步的目的;最后给出测试结果与分析.结果表明,在4 ms定时周期内系统能够实时采集陀螺仪、编码器和天平等传感器数据,控制飞行器的虚拟飞行试验时序,验证了系统设计方案的可行性.     

CAN总线隔离器的设计与应用

针对飞行器内系统高速运行与地面测试系统低速运行的特点,为实现飞行器和地面之间稳定实时通信,设计一种CAN总线隔离器,可实现飞行器和地面之间的速度隔离.为更符合该系统要求特点,采用结构化方法独立设计飞行器和地面双方的通信协议.在实际应用中,该CAN总线隔离器设计可行.而且实时通信稳定.     

基于ZYNQ的时间触发以太网系统设计

时间触发以太网（TTE）是一种基于标准以太网的实时网络通信技术,采用“时钟同步”和“时间触发”来确保关键数据的通信实时性和确定性,解决了标准以太网基于“事件触发”的通信方式无法保证通信确定性这一问题,通过冗余传输和故障检测、隔离机制来提升网络的可靠性,具有大带宽、强实时、高可靠和兼容标准以太网的技术特点,能够满足安全关键系统的强实时通信需求,本系统应用ZYNQ芯片实现了TTE网络协议,完成了数据采集、数据传输、数据判读等功能。测试展现了TTE技术的高可靠性和时效性,并展现出本系统的兼容性和多任务工况的应用拓展性。     

基于FPGA与DSP遥测声压谱分析装置设计

为压缩飞行器遥测系统运行过程中的数据传输量,设计了遥测声压谱分析装置。设计基于FPGA与DSP双核架构,配合流水线作业的设计理念,采集信号的同时进行数据时频转换,并实时将数据处理结果传输给外部设备。噪声信号声压谱密度(SPL)算法运用1/3倍频程的方式选择噪声的频率带,采用快速傅里叶变换法(FFT),极大地降低运算量,缩短数据转换时间,从而实现数据传输的实时性。测试结果表明,该数据预处理装置算法的误差小于3.4%,设计具有良好的实时性和稳定性,具有较高的实用价值。     

基于射频通信的近红外智能光谱检测系统设计

针对传统物质检测的实际情况,结合近红外光谱分析与无线通信技术,提出了一种以2.4 GHz射频技术和GPRS通信技术为核心的近红外智能光谱检测系统设计方案。该系统以多无线通信协议的STM32WB55微控制器为核心,采用2.4 GHz射频通信技术进行近距离数据传输,通过GPRS移动通信网络进行数据远距离传输和系统的控制。最后通过实验表明,该检测系统具有结构简单、易于扩展、高可靠性及灵敏度高等特点,特别适合于水果、农产品等的无损检测和监测,具有广阔的应用前景。     

CCSDS分包遥测在航天器通信中的设计及应用

天地通信链路是航天器与地面测控站之间的数据通道,数据的安全性对航天器非常重要。针对航天器天地通信链路长、易受干扰、数据量大的特点,提出了一种适于航天器天地通信用的CCSDS分包遥测策略。结合空间通信协议规范,设计了可用于航天器空间网络和地面环境通信的方法,并在天地通信链路中进行试验验证。结果表明,采用CCSDS分包遥测策略,通过空间通信网络下传的遥测数据可被地面正确的获取和解析。同时,通过模块化的软件设计,可方便地将CCSDS分包遥测策略移植于多种航天器型号中。     

基于CAN的大客飞机航电系统局域网通信设计

提出一种基于CAN总线的大客飞机航电系统局域网通信仿真系统设计方法,探讨了CAN总线在航电总线中应用的优点及可能性。仿真系统硬件通过CAN总线通信卡及工控机实现,软件通过模块化设计方法实现。通信仿真系统实现了各子系统相关数据的传送、处理,以及相关信息的实时显示。应用表明,局域网通信系统工作正常、性能良好,能实现测试设备之间高速率的数据传输与转换,具有良好的实用价值。     

基于VC＋＋和TRTD的无人机地面站软件开发

针对某无人机飞行监测和控制要求,以VC＋＋为开发环境,采用TRTD实时程序开发包开发人机界面,设计了操作方便,功能强大的集飞行监测和控制、地面检测于一体的无人机地面站软件系统。软件采用多线程设计方法,设计了主线程和串口通信子线程,串口通信以保证上行数据为主设计握手协议,将下行数据依对飞行安全重要性不同分为不同传输频率的辅祯,解决了串口通信数据,容易导致通信堵塞和地面站需要数据更新快的矛盾。经实际联调,系统运行良好,通信实时性高,很好地完成了各部分功能,并具有良好的扩展性。     

高空间分辨率大视场遥感相机图像的高速高可靠传输系统研究

提出一种适于高空间分辨率大视场遥感相机的图 像高速高可靠传输系统。首先,分析了TLK2711的通信链路,提出 了基于同步控制字的高速串行传输策略;深入分析了噪声对传输可靠性的影响,进而提出(17,6)纠错编码算法,分析了纠错编码在大视场空间相机中应用的可行性; 最后,在某大视场TDICCD空间相 机样机上进行了系统测试。实验表明,本文系统可以实时传输80路高 量化数据,整个系统有 效数据吞吐率可达13.02Gbit/s;所 提出的(17,6)纠错编码算法纠错能力强,运算速度快,易于硬件 实现,每512Byte数据可纠正32bit的错误,提高了空间 相机高速串行传输的可靠性;系统在不同的传输速度下工作均表现出令人满意的效果。     

基于SMS／WLAN的嵌入式Linux工控预警传输系统

以Linux嵌入式系统为载体,针对工业控制领域数据实时化预警监控系统需求．服务器端配置以GSM模块配合AT指令集,利用SMS／GSM通信系统作为高效、低数据流量、覆盖范围广等特点远程传输方案．有效避免了利用GPRS产生的高数据传输费用,对工控各项数据指标一目了然。在CS结构内部使用WLAN作为近端传输．TCP／IP技术...     

高速光纤总线技术在导弹上的应用研究

高速总线已成为弹上信息传输的发展趋势,结合弹上信息传输的特点和新一代导弹武器综合信息传输需求,提出了一种适合弹上信息传输的基于反射内存光传实时网的弹上总线设计方案。在对反射内存光传实时网弹上总线深入分析的基础上,搭建了基于该总线的测试系统,进行了关键指标的测试。测试结果表明,该光传实时网络可较好地适应弹上信息传输系统在传输速率、实时性、可靠性、容错能力等方面不断增长的要求。     

基于电力线载波通信的溶解氧检测系统设计

针对当前市面上常见的溶解氧检测仪器设备主要通过延长传感器探头或通过Zigbee、蓝牙等无线通信的方式获取检测数据的传统通信方式的局限性和不足,提出了一种以专用电力线载波通信技术来传输溶解氧检测数据的设计方法。该检测系统主要采用STC12C5A60S2单片机处理器以及电力线载波通信模块作为溶解氧检测系统的数据采集处理核心,将采集到的数据通过电力输电网络实时传输到检测系统的上位机,实现对液体中溶解氧数据的实时检测监控。实验证明,本检测系统具有即插即用、安装方便、数据传输稳定可靠等特点。     

卫星通信终端通用测试平台高速接口设计

卫星通信系统向多频段多体制发展的趋势对卫星通信终端测试平台的通用性提出了更高的要求,基于通用处理器的软件无线电(GPP-SDR)技术可用于解决该问题。但目前GPP-SDR处理器和射频前端之间的高速数据传输仍是主要的技术瓶颈。本文针对卫星通信终端通用测试平台需求,提出了基于中断机制的PCI-e高速传输方法和流程设计,并通过移植Xenomai操作系统对高速接口传输的实时性进行优化;设计了一系列的测试实验对所设计接口的实际传输速率和中断丢失概率等指标进行测试。实验结果验证了所提方案具备高速率和低时延的传输特性,能够很好地满足当前卫星通信终端通用测试需求。