一种飞参人参融合采集传输存储装置

摘要

本发明公开了一种飞参人参融合采集传输存储装置，包括穿戴式人体参数采集模块和数据传输存储模块。穿戴式人体参数采集模块采集人体生理参数，并以低辐射信号发送采集到的人参数据，数据传输存储模块接收并处理人参数据，进行编码发送和存储。数据传输存储模块包括低辐射无线数据传输部件、控制部件、快取卡传输接口部件、电源部件。人参数据存储于快取卡装置内，人参数据的时间标识与飞参时间标识的数据结构和基准一致，实现飞参人参融合采集传输存储。

说明书

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，具体地涉及一种飞参人参融合采集传输存储装置。

背景技术

机载飞行参数记录装置是飞机上自动记录飞行数据的设备，又称飞行数据记录器或飞行参数记录仪，对于飞行试验、飞行训练评价、飞机视情维保、飞行事故分析等有十分重要的作用。机载飞行参数记录装置，由最初仅记录几十种飞行数据已发展到记录上千种飞行数据，抗毁损能力不断增强，数据快速读取能力不断完善。先进的机载飞行参数记录装置包括抗损毁记录器和快速读取记录器两种数据记录部件。快速读取记录器(简称为快取卡装置)可以在飞行后快速插拔，读取飞行数据，给试验飞行、飞行训练评价和飞机维护提供及时的数据，提升飞行数据的利用效能。通过快取卡下载飞行数据并进行分析性评价正在成为飞行保障的常规工作。

人是影响飞行效能的核心要素，如果缺少对飞行员人体生理参数(简称人参)数据的获取，会极大限制了后续的分析评价效能。建立和完善的飞参人参融合采集、传输、存储技术，破解其中的技术难题，对提升飞行保障能力、保障飞行安全具有重要的意义。

目前，已出现一些人参采集传输的技术方案，现有技术的状况如下：

中国专利，专利公开号CN102622867A提出了一种《飞行员生理数据接入机内设备的方法》：该方法将检测的生理信号转换为与飞机内原线路信号频谱不重合的信号，与飞机内原有信号在同一线路上传输，在接收端用滤波方式分离两种信号，实现飞行员生理数据传送到机内设备。但是采用该方法采集存储飞行员生理数据却存在以下问题：

1、需要重新设计机内传输设备，在生理信号进入端需增加调制部件，在信号分离端需增加解调部件，而机载飞行参数记录装置是一种极为重要的机载设备，进行加改装很难实施；

2、只解决了生理信号在机内的传输，仍需要将人参数据通过有线接口进入机内传输线路，这种有线传输数据的方式对于飞行员作业造成影响较大，一是传输线缆影响飞行员的操作；二是当发生危险时需要将飞行员时，有线传输的方式会影响飞行员及时弹出机舱。

中国专利，专利公开号CN111870234A提出了《一种机载飞行员生理数据接收转发系统》，该系统包括数据接收模块，用于接收检测对象的多种生理数据；GPS接收模块，用于接收GPS时间信息；时钟模块，用于提供时钟信号；处理模块，用于根据所述GPS时间信息及所述时钟信号生成时间标签，为所述多种生理数据添加对应的时间标签，并对添加时间标签后的多种生理数据进行封装，得到封装数据；通信模块，用于将所述封装数据发送至机载遥测系统。但是该系统使用中也存在以下问题：

1、本技术方案未明示机载遥测系统的具体功能和结构。如果机载遥测系统是指机载飞行参数记录装置，则该方案并未给出接入的技术方法和机载飞行参数记录装置设计改动方案，而对机载飞行参数记录装置的设计改动是十分严格和复杂的，可实施性很低；如果机载遥测系统不是指机载飞行参数记录装置，一般的飞机是没有此遥测系统的，那就要在飞机上装设该机载遥测系统，其可实施性也很复杂。

2、并未解决飞参与人参的融合存储问题。

综上所述，飞参人参融合采集、传输、存储具有迫切的实际需求，现有技术仅局限于飞行员人参的采集传输，并没有彻底打通人参采集、传输、存储的全链路通道，也未能实现人参与飞参的融合采集、传输与存储，而且实施难度很大，可实施性较差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决飞参人参融合采集、传输、存储的的问题，本发明提出一种飞参人参融合采集传输存储装置，可以实时采集、传输、存储飞参人参数据，并在飞行后快速读取这些数据。

本发明的具体技术方案是：

提供了一种飞参人参融合采集传输存储装置，包括穿戴式人体参数采集模块和数据传输存储模块，穿戴式人参数采集模块用于采集人体生理参数，并以低辐射信号向数据传输存储模块发送采集到的人体参数数据；

数据传输存储模块包括低辐射无线数据传输部件、控制部件、快取卡传输接口部件以及电源部件；

低辐射无线数据传输部件通过无线传输协议接收穿戴式人体参数采集模块发送的人体参数数据；

控制部件对低辐射无线数据传输部件、快取卡传输接口部件、电源部件进行控制，使其按照规定的协议和方式工作；

快取卡传输接口部件与飞机自身的快取卡装置连接用于传输人参数据，快取卡装置读取人参数据后，依照与飞参数据完全相同的时间标识构建具有时间标识的人参数据帧，并将其存入快取卡中；

电源部件为数据传输存储模块的各部件供电。

进一步地，上述数据传输存储模块还包括全球定位信号接收部件以及存储部件；所述全球定位信号接收部件接收全球定位系统发送的时间信号，控制部件依据时间信号为接收到的人参数据提供与飞参数据相同时间标识，从而构建出具有时间标识的人参数据帧，并将其存入存储部件中。

进一步地，上述数据传输存储模块封装在电磁屏蔽盒内，依靠外露的无线电波天线接收穿戴式人体参数采集模块发送的数据。

进一步地，上述低辐射无线数据传输部件采用蓝牙透传芯片和低增益天线端子，使其满足与穿戴式人体参数采集模块之间传送数据的需要，同时也满足机舱内部的电磁兼容要求。

进一步地，上述低辐射无线数据传输部件选择一对多的低功耗蓝牙器件，实现同时接收多个穿戴式人体参数采集模块的人参数据。

进一步地，上述存储部件选用插拔式存储结构。

进一步地，上述控制部件采用ARM系列MCU芯片；快取卡传输接口部件采用串行数据接口，其采用28V电源线路。

进一步地，上述电源部件包括电池及外接电源供电线路，既可以由电池为数据传输存储模块供电，也可以将接受快取卡装置的供电变换后为数据传输存储模块的各部件供电；由快取卡装置供电时，也可不装设电池。

进一步地，上述穿戴式人体参数采集模块采用监测手表或监测腰带或监测头盔。

进一步地，上述数据传输存储模块设置于飞行员座椅下部附近位置。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过数据传输存储模块和快取卡装置接入存储的方式，避免了对机载飞行参数记录装置深度的设计更改，仅需将数据连接口接入快取卡装置，并更改快取卡装置的数据存储读取程序，即可增加人参数据的存储，同时利用提供相同的时间标识构建了飞参数据和人参数据的数据存储结构，该融合了人参和飞参的存储结构可存储于快取卡中，便于后期的飞参人参的融合分析。

2、本发明还在数据传输存储模块中额外增设了全球定位信号接收部件以及存储部件，利用全球定位信号接收部件给人参数据和飞参数据融合时提供相同的时间标识，利用存储部件存储融合后的数据，从而解决有些飞机上未设置快取卡装置或使用的快取卡装置无法提供时间标识问题，使得整个存储装置的实用性更强。

3、本发明采用穿戴式人参数据采集方式，对人体生理信号进行采集，通过低辐射无线点传输方式传送人参数据，不限制飞行员的身体的自由活动，不影响飞行员的飞行作业，支持一对多人参数据传送，便于扩展至多种人参采集项目。

4、本发明的数据传输存储模块通过无线天线的增益调节和信号强度控制，降低无线电信号辐射，满足飞行员座舱电磁兼容要求。

5、由于快取卡装置安装于飞行员座椅下方附近，以便快速插取，所以运用低辐射无线电方式能可靠地实现人参数据的传送，加装时也十分简单快捷，可实施性强。

附图说明

图1为本发明的构成与机内使用布局图。

图2为实施例1的结构原理图。

图3为实施例2连接快取卡装置时的结构原理图。

图4为实施例2未连接快取卡装置时的结构原理图。

附图标记如下：

10-穿戴式人体参数采集模块、20-数据传输存储模块、21-数据传输存储模块、22-全球定位信号接收部件、23-控制部件、24-存储部件、25-快取卡传输接口部件、26-电源部件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

针对现有飞机的机载飞行参数记录装置，有的配备了快取卡装置，有的没有配备快取卡装置，因此本发明提出以下两种具体实施例，来对本发明的存储装置作出更加详实的说明。

实施例一

该实施例针对配备了快取卡装置的飞机。实施例的构成与使用布局如图1所示，包括穿戴式人体参数采集模块10和数据传输存储模块20。穿戴式人体参数采集模块10使用监测手表，可以提供心率、血氧、体温、人体过载等人参数据(当然根据情况下也可使用监测腰带或监测头盔)，通过蓝牙向数据传输存储模块20发送人参数据。

数据传输存储模块20封装在电磁屏蔽盒内，仅无线电波天线外露(蓝牙天线和GPS天线)，并通过屏蔽线和屏蔽插头与座椅下部的快取卡装置连接。数据传输存储模块20设置于飞行员座椅下部，距飞行员佩戴的穿戴式人体参数采集模块10仅几十厘米，可以确保低辐射和数据可靠传送。

如图2所示，本实施例中数据传输存储模块20的各部件如下：低辐射无线数据传输部件21采用蓝牙透传芯片和低增益天线端子，控制部件23采用ARM系列MCU芯片，快取卡传输接口部件25采用422接口芯片和28V电源线路，电源部件26采用调压芯片对28V电压调整后为各部件供电，配备电池以便为数据传输存储模块20提供开机设置功能。因采用快取卡装置中的时间信号，由快取卡装置为接收到的人参数据和飞参数据加入时间标识，构成融合数据结构，并写入快取卡中。

本实施例的主要工作过程为：数据传输存储模块20开机后，控制部件23完成数据传输存储模块20的初始化，配置工作参数；控制低辐射无线数据传输部件21与穿戴式人参采集模块10通过蓝牙协议建立数据链接；穿戴式人体参数采集模块10向低辐射无线数据传输部件21发送人参数据；控制部件23通过低辐射无线数据传输部件21获得人参数据，并通过快取卡传输接口部件25传输到快取卡装置。快取卡装置依据其自身获得的飞参时钟信号，产生人参数据时间标识信号，并采用与飞参时间标识完全相同的时间标识数据结构和基准，对接收到的人参数据构建人参数据帧。飞行完毕后，从飞行员座舱处取出快取卡，使用快取卡读取设备读取卡内数据，即可以按照统一的时间标识，使各项飞参数据与各项人参数据对应，进而可以进行飞参人参融合分析。

实施例二

该实施例针对未配备快取卡装置或者快取卡装置不具备时钟信号提供能力的飞机。实施例的构成与使用布局如图1所示，包括穿戴式人体参数采集模块10和数据传输存储模块20。穿戴式人体参数采集模块10使用监测手表，可以提供心率、血氧、体温、人体过载等人参数据(当然根据情况下也可使用监测腰带或监测头盔)，通过蓝牙向数据传输存储模块20发送人参数据。

数据传输存储模块20封装在电磁屏蔽盒内，仅无线电波天线外露(蓝牙天线和GPS天线)。数据传输存储模块20设置于飞行员座椅下部，距飞行员佩戴的穿戴式人体参数采集模块10仅几十厘米，可以确保低辐射和数据可靠传送。

如图3所示，本实施例中数据传输存储模块20的各部件如下：低辐射无线数据传输部件21采用蓝牙透传芯片和低增益天线端子，全球定位信号接收部件22采用北斗定位接收芯片，控制部件23采用ARM系列MCU芯片，存储部件24采用SD存储卡，电源部件26采用调压芯片和电池为各部件供电。当机上无快取卡装置时，也可不必配置快取卡传输接口部件25(如图4所示)。控制部件23依据全球定位信号接收部件22的时间信号，为接收到的人参数据加入时间标识，构成数据帧并写入存储部件24。

本实施例的主要工作过程为：数据传输存储模块20开机后，控制部件23完成数据传输存储模块20的初始化，配置工作参数；控制低辐射无线数据传输部件21与穿戴式人参采集模块10通过蓝牙协议建立数据链接；穿戴式人体参数采集模块10向低辐射无线数据传输部件21发送人参数据；控制部件23通过低辐射无线数据传输部件21获得人参数据，通过全球定位信号接收部件22获得时间标识信号，并采用与飞参时间标识完全相同的时间标识数据结构和基准，对接收到的人参数据构建人参数据帧，而后将人参数据帧写入存储部件24。飞行完毕后，从飞行员座舱处取下数据传输存储模块20，并从其中取出存储部件24的SD存储卡，将该SD卡内数据读出。这样就可以按照统一的时间标识，使各项飞参数据与各项人参数据对应，进而可以进行飞参人参融合分析。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，本实施例是对本发明的应用性说明，而非限制性的，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，本专业技术人员应理解实施例中的所用的具体部件、芯片、技术参数选择等是描述性的，本专业技术人员在权利要求限定的范围内，可根据具体应用需要，按照该装置的要求，对实施方案进行应用性变化，这些都将落入本发明的保护范围内，均属于本发明的保护范围。