高原型航空地面电源数据采集系统设计

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'高原型航空地面电源数据采集系统设计'
高原型航空地面电源数据采集系统设计季嘉伟赵徐成孙国文空军勤务堂院航空四站系摘要:为了采集航空地面电源在高原环境下的运行状态参数,给出了一种基于 S3C2440的高原型地面电源数据采集系统硬件和软件设计方案。系统通过应用 S3C2440处理器控制多路模拟开关,利用分时复用技术将地面电源多路传感器 数据送入数据采集卡。将所获得的数据存储到可移动存储设备中。为了方便用户 与系统之间的交互,还提供了生成报表、存档、打印输出等功能。系统分析软件 能够直观地观察特征参数的详细情况,通过编程实现对实验结果数据的复现, 运行曲线显示、数据表格显示。关键词:数据采集;地面电源;多路模拟开关;系统分析软件;作者简介:季嘉伟(1993—),男,江苏江阴人,硕士研究生,主要研究方向为 航空四站保障与信息化。收稿日期:2020-09-19Design of Data Acquisition System for Plateau Ground Power SupplyJI Jia-wei ZHAO Xu-cheng SUN Guo-wenDepartment of Aviation Four Stations, Air ForceLogistics College;Abstract:To acquire operating state data of ground power supply for aviation in plateau environment, this paper gave a design scheme of data acquisition system for plateau ground power supply of hardware and software based onS3 C2440. The system processes data with S3 C2440 to control multi-channel analog switches and time division multiplex access to transmit data of multi-chonnel sensors of ground power supply into data acquisition card. Acquired deitEi can be stored on portabic storage device. To facilitQtc the interaction between user and system, it also provides many functions, such as report generation, archiving, print output, etc. System analysis software can make the details of the characteristic parameters be observed di rec tly by reproducing the data of the experimen tai resul ts, display ing the running curves and showing data tables.Keyword:data acquisition; ground power; multi-channel analog switches; system analysis software;Received: 2020-09-19高原环境的特殊性影响着航空地面电源的保障效率,所以要对其高原型航空地 面电源的运行状态进行监控、处理[1-2]。地面电源供电性能的好坏,直接影响 高原环境下飞机保障的效率宜。为分析地而电源的供电特性,维持其良好的工 作状态,数据采集系统能够实时跟踪电源车的特征参数显得十分必要。这就需要 对地面电源供电过程的状态数据进行采集与存储如。地面电源的特征采集信号有16路之多,所以需要多通道的数据采集卡。文中提 出一种基于S3C2440技术的模拟量、数字量采集与处理系统,ARM芯片处理器 S3C2440工作频率高且自带A/D转换模块固,使得对特征参数的检测更简易且 精准。解决了传统的数据采集系统运行效率不高,软件编程复杂的问题,实现了 数据同步采集及存储和通道可选择控制等功能[6-7]。1高原环境对地面电源的影响分析高原地区环境恶为,航空地而电源作为一台重要的四站保障装备,为飞机提供 地面起动电源和地面通电检查电源。由于其提供电源质量的好坏直接关系到战机 的战斗力的优劣,因此要对电源车在高原地区的实际工作性能进行釆集和分析。 高原环境主要对航空电源车具有以下两方面影响。1)动力系统的影响。高原环境对高原型航空电源车的动力影响特别巨大。高海 拔导致的气压低、空气稀薄使发动机的进气量减少、氧气含量减少、燃油不能充 分燃烧,导致功率输岀严重下降,最明显的就是在动力上的表现。高原地形多变, 爬坡路段较多,对动力的要求要更加严苛,然而面对动力下降的现实,使电源 保障不容乐观。人半年的低温期使得发动机有时候无法起动,更是不容忽视的问 题。2)电气系统的影响。高原的低温,强紫外线辐射会降低电气系统的绝缘性能。 首先强辐射条件下,塑料材质的材料在柔韧性和抗疲劳性上大打折扣,变得容 易龟裂,材质本身会变脆,容易粉化。一旦导线裸露在外,很容易出现短路,从 而造成严重事故。干燥的环境下静电容易产生,在静电环境下装备的电气特性会 受到影响,难以达到保障所要求的目标。随着高原战略地位的提升,对保障装备的性能要求也更加苛刻,同时对航空电 源车日常保障的供电标准日益严格。这就要求时刻掌握高原型航空电源车的性能 参数,来分析其性能指标是否合格。2方案选择结合地面电源运行的特征和实际情况选取能反映地面电源运行状态的特征信 号:A, B, C相交流电压,A, B, C相交流电流,两组变压整流器两端直流电压,两 组变压整流器输出直流电流,三组蓄电池电压,柴油机转速,交流电频率,运 行机械声,温湿度。见表1。系统分为四大部分:传感器信号输入、模拟多路开关、S3C2440处理器以及存储 卡。方案具体是:首先,通过各类传感器检测电源车工作过程中的10类实时特征 参数的模拟量信号,并输入调理电路,转换为ARM芯片处理器S3C2440能够接收 的0、3.3 V的电压信号;然后输入两片多路开关,并在ARM芯片处理器S3C2440 控制下分时选通-路信号,控制信号依次通过ARM芯片处理器S3C2440的模数转 换模块;最后将所获得的数据以预定格式存储到可移动大容量存储设备屮宜。另 外,机械声的信号采集由于ARM嵌入式主板提供的资源有MIC,可以直接用来进 行声音的采集,并且S3C2440内置12S总线接口具有强大音频解码芯片 TDA1314o音频输出部分是一个国际上通用的3. 5 mm的输出接口,能够外界耳机、 咅箱等设备。该设计的检测方法流程如图1所示。 项目采集方式三组蓄电池电
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