计算机科学与技术毕业设计（论文）.docx

航空电子接口信息提取及数据转换算法的实现学院计算机学院专业计算机科学与技术班级XXXXX学号XXXXXXX姓名XXX指导教师负责教师XXX沈阳航空航天大学2013年6月摘要航空电子研究正以惊人的速度改变着航空航天技术不管是军用的，商用的，还 是民用先进机型的电子系统都需要通过航空电子总线相互连接起来由于航空总线在 航空电子综合化系统中的重要地位，因此航空总线的可靠性、稳定性变得尤为重要 针对目前多种航空总线在现代飞机中的大量使用，如何高效、准确地对复杂航电系统 进行综合测试，日益成为航空总线测试领域研究的热点由于航空电子接口定义的不同总线类型不同设备的信号格式非常复杂，需要对航 空电子接口有一种较好的组织方式，实现航空电子接口信息的提取，并根据提取的信 息将物理量与航空总线数据之间进行转换采用XML技术定义了包含1553B和 ARINC429航空总线数据格式的航空电子接口，设计了航空电子接口信息提取算法, 并实现了物理量与航空总线数据之间的转换以及其反转换算法、麴g转换的静态、动 态测试和数据转换前后对比分析和误差分析等功能关键词：XML解析；1553B数据总线；ARINC429数据总线；航数据转换；航空电子接口The Program Implementation On Transforming and ParsingAvionics Interface Data of the XML-based File FormatAbstractAviation electronics research is changing at an amazing speed of aerospace technology. The avionics systems in military, commercial and advanced models of civilian aircraft are interconnected using an avionics databus. Because of the key status of the avionics bus in avionics integrated system, its reliability and stability become more and more important. Aim at currently various avionics bus is in a great deal of usage in the modern airplane, how to carry on a comprehensive test to the complicated avionics system efficiently and accurately, become the hot point of the avionics bus test realm.Because the signal format defined by avionics interface of different devices of different bus types is complex, it needs to have a better organization of the avionics interface to achieve the extraction of avionics interface information. It needs to be conversed between the physical quantity and avionics bus data, basing on the extracted information. By using XML technology, it defines the avionics interface containning the avionics bus in the data format of 1533B and ARINC429, designs the extraction algorithm of avionics interface,and implements the algorithm which achieve to translate and reverse translate between the avionics bus data and physical format data. And Data transformation's static testing, dynamic testing and the data transformation before and after's contrastive analysis and error analysis, etc.Keywords:XML Parsing;!553B Data bus;ARINC429 Data Bus; Data ConversionAvionics Interface目录1绪论 11.1背景简介 11.1.1 MIL-STD-1553B 总线简介 11.1.2 ARINC429 总线简介 21.1.3 XML可扩展标记语言 21.2设计目标 31.2.1主要内容 31.2.2设计要求 31.3系统设计的意义和范围 41.3.1系统设计的意义 41.3.2系统设计的范围 41.4系统设计语言及工具 42可行性分析 62.1技术可行性 62.1.1设计工具可行性 62.1.2设计方案可行性 72.2经济可行性 72.2.1开发成本 72.2.2系统收益 82.2.3生存周期 82.2.4操作可行性 83需求分析 93.1 XML数据文档解析需求分析 93.2物理信号与1553B格式数据转换需求分析 123.2.1俯仰角转换需求分析 123.2.2最小无线电高度转换需求分析 133.2.3气压高度转换需求分析 133.3物理信号与ARINC429总线格式数据转换需求分析 143.3.1俯仰角转换需求分析 143.4信号转换动态测试数据转换前后对比及误差图需求分析 154概要设计 164.1功能概要设计 164.1.1 XML文档解析 164.1.2物理量与1553B总线格式的转换 164.1.3物理量与ARINC429总线格式的转换 174.1.4 Excel测试数据导出 184.1.5动态测试数据对比图及误差分析图 184.2用户界面设计 184.2.1 Windows 风格界面 184.2.2系统容错抗性设计 195详细设计 205.1 XML文档解析算法设计 205.2 XML文档信息辅助类的设计 215.3公用转换算法类的设计 215.3.1 AddDigit()置位函数设计 235.3.2 Fanma()取反函数设计 235.3.3 1553B数据转换算法设计 245.3.4 ARINC429数据转换算法设计 265.4多线程安全访问设计 285.4.1多线程安全访问控件设计 285.4.2多线程安全访问公共方法设计 305.5用户界面详细设计 306系统实现 346.1 XML文档解析方法实现 346.2公用转换算法类的实现 356.2.1公用置位SetBit方法实现 356.2.2公用取位GetBit方法实现 366.3多线程安全访问的实现 376.4不同脉冲信号实现 396.5测试数据导入到Excel的实现 406.6测试数据通过Matlab绘制图像实现 417系统测试 437.1静态数据转换测试 437.2动态数据转换测试 45参考文献 48致谢 491绪论航空总线技术是航空电子综合化的支撑技术，飞机上各个子系统之间的信息交换 和资源共享都需要它来负责，同时它也是航空电子综合化系统的核心部分，是飞机航 电系统的神经中枢。

为了达到信息综合的目的，航空总线负责将各种航空电子设备进 行互连，这为信息的进一步融合和重复利用提供了必要的条件由于航空总线在航空 电子综合化系统中的重要地位，航空总线的可靠和稳定性便变得尤为重要，针对目前 多种航空总线在现代飞机中的大量使用，如何高效准确地对复杂航电系统进行综合测 试，日益成为航空总线测试领域研究的热点航空总线数据量的巨大，接口定义复杂， 采用XML技术能够较好的实现航电接口的描述，谢总线格式数据人工解读难度大， 人机交互不方便，因而必需要对其进行转换，以验证其正确性1.1背景简介近年来，随着计算机技术、控制技术和电子技术的飞速发展，航空电子综合化系 统也以其迅猛的发展势头越来越为世人瞩目其本质是在苛刻飞机空间的限制条件下, 对密集型的航空电子设备集合通过航空总线来进行传输，以达到信息综合，而后再在 信息综合的基础上实现功能综合和显示综合的技术对于一个复杂的系统，要实现各 个航电子系统之间（如飞行控制系统、液压、燃油系统和发动机控制系统等）的协调 工作，随时掌握和处理瞬息万变的数据信息，最大限度地利用各航空电子设备和子系 统的功能，做到资源共享，使整个航空电子综合化系统能够高效可靠的工作，因而就 需要高速可靠的航空总线。

而目前航空电子系统中最为广泛采用的航空总线标准主要 有 429ARINC、MIL-STD-1553B 总线1.1.1 MIL-STD-1553B 总线简介MIL-STD-1553B是一种具有可确定性和传输可靠的数据总线特别适合使命关 键的计算模块与实时传感器和控制器之间互连的应用20多年来，它广泛地应用于 不同的军事平台（航空系统、地面车辆系统、舰艇系统）系统，已经发展成国际公认的 数据总线标准国内航空航天部门都已开始采用该总线进行数据传输、而且许多新型 号同类产品也正拟采用该总线用于航电的通讯随着现代航电综合化要求的加强，航 电通讯系统的重要性不断提高，MIL-STD-1553B作为目前首选的航电总线，其关键 作用也日益突出西方发达国家的武器平台绝大部分采用MIL-STD-1553B总线作为 连接各个分系统的神经枢纽，可以说基本实现了武器平台的信息化MIL-STD-1553B 协议规定以半双工为工作方式传输数字数据信息，串行传输率为1Mbps,字的长度为 20比特，数据有效长度为16比特，信息量最大长度为32个字，采用曼彻斯特II型 码1.1.2 ARINC429 总线简介ARINC429是一种航空电子总线，是美国航空无线电公司(ARINC)制定的航空数 字总线传输标准，定义了航空电子设备和系统之间相互通信的一种规范。

它将飞机的 各系统间或系统与设备间通过双绞线互连起来，是各系统间或系统与设备间数字信息 传输的主要路径，是飞机的神经网络此规范是在ARINC419的基础上起草的，但又 独立于ARINC419o过去许多航空设备采用的航空总线种类各异(如ARINC582, ARINC575, ARINC573, ARINC461/568, ARINC453),但很难互相兼容为 了方便 系统集成，现代飞机电子系统都要求各机载航空设备使用统一的航空总线因此 ARINC429便是在这种需要下形成的规范o ARINC429它具有接口方便,数据传输可靠 的特点目前已经是商务运输航空领域应用最广泛的航空电子总线，如空中客车的 A310/A320, A330/A340 飞机，波音公司的 727、737、747、757 和 767 飞机，麦道 公司(97年与波音公司合并)的MD-11飞。