基于文件管理的遥测采编存储系统设计

摘要

随着飞行器向着小型化、智能化、集成化方向的发展，测试数据越来越多，对数据记录系统的体积、容量、存储速率提出了更高的设计要求，不仅要求数据记录系统体积越来越小，也要求数据记录系统能够有效管理海量数据。高超声速飞行器等高速武器装备在飞行过程中也会产生各种高压信号，系统要求采集存储各种高压模拟信号。 本文主要针对某遥测系统采编记录仪展开研究与设计，主要完成对开关量信号、模拟信号与数字信号的采集、可靠记录与保存。设备落地可承受规定冲击过载，保证数据完整不丢失，具备数据回收功能。该采编记录仪能够实现数据速率大于6Mbps、容量大于8GB的PCM数据的实时可靠接收与存储。本文从数据的正确接收、准确多次存储、文件管理式回读三个方面入手，主要对记录装置的数据采集单元及数据存储单元的工作原理及可靠性进行了分析，并介绍了防毁记录仪的结构设计。针对采编存储系统的特点，从模拟电路与数字电路的隔离设计入手，对比分析了采用INA149-EP芯片进行高压检测的可行性和优点，设计了基于iCoupler技术的全集成式RS-422系统隔离方法，以及隔离式LVDS信号接收接口电路的设计。针对飞行器测试过程中多次采集的特点，设计了基于空闲区文件管理的方法，简化了以往基于操作系统文件管理的设计，其包括文件信息的建立，数据存储过程中的断点续存以及快速提取当前数据与历史数据，保证了数据可靠快速回收。 通过搭建的测试平台，对采编记录仪的高压检测功能及文件管理功能进行了测试，并对测试数据进行了完整性分析和准确性校验，最后对系统指标进行了分析验证，结果表明数据记录装置功能完善，能够可靠地进行数据存储及回收。

目录

1.绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状与发展

1.2.1数据采集存储技术研究现状与发展

1.2.2文件系统研究现状与发展

1.3本文主要内容及章节安排

2遥测采集存储系统设计及关键技术介绍

2.1遥测采集存储系统总体方案

2.2采编器设计方案

2.3防毁记录仪设计方案

2.3.1防毁记录仪工作原理

2.3.2防毁记录仪结构设计

2.4读数装置设计方案

2.5建立文件管理方法

2.6本章小结

3.模数混合信号隔离电路设计

3.1高压模拟信号调理电路设计

3.1.1模拟信号隔离

3.1.2 INA149高压模拟信号调理电路

3.1.3高压模拟信号共模电压计算

3.1.4模拟开关选型及AD转化电路

3.2 ADM2682E RS-422传输接口设计

3.2.1 RS-422原理简介

3.2.2 RS-422传输影响因素分析

3.2.3基于iCoupler技术的全集成式RS-422系统隔离

3.3隔离式LVDS信号接收接口电路设计

3.4本章小结

4.文件管理方法研究

4.1 NAND Flash内部结构

4.2 NAND Flash控制逻辑研究

4.2.1数据存储方式设计

4.2.2存储逻辑设计

4.2.3坏块管理

4.2.4 Flash基本控制逻辑设计

4.3文件管理

4.3.1文件管理实现方法

4.3.2文件信息读取

4.3.3历史数据快速读取

4.3.4断点续存

4.4本章小结

5.功能测试与验证

5.1测试平台搭建与组成

5.2功能测试

5.2.1高压检测功能测试

5.2.2文件管理功能测试

5.3系统整体功能测试及指标分析

5.4本章小结

6.总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果

致谢