[发明专利]无人机飞行数据记录仪及掉电检测与RAM数据保护方法

权利要求书

1.一种无人机飞行数据记录仪，其特征在于，它主要由外壳封装与电路板组成；外壳封装包括铝合金外壳、铝合金上盖、灌封硅胶和串行数据接口及USB接口，电路板固定在由铝合金外壳和铝合金上盖组成的内部空间中，灌封硅胶充满该内部空间并密封电路板，电路板分别与串行数据接口及USB接口相连。

2.根据权利要求1所述无人机飞行数据记录仪，其特征在于，所述电路板主要由串行接口电平转换模块、Flash存储模块、系统控制模块、供电监测模块、USB通讯模块和稳压模块组成；其中，所述串行接口电平转换模块、Flash存储模块、供电监测模块、USB通讯模块和稳压模块均与系统控制模块相连；串行接口电平转换模块与串行数据接口相连，USB通讯模块与USB接口相连。

3.根据权利要求2所述无人机飞行数据记录仪，其特征在于，飞行数据记录仪上电后，系统控制模块检测USB接口Vbus电压信号，若Vbus为0，认为USB接口没有连接至计算机，系统工作为数据记录状态；如果系统控制模块检测到Vbus信号，系统已经通过USB口连接至计算机，系统工作为数据传输或数据删除状态；当系统工作为数据传输或数据删除状态时，系统等待来自USB通讯模块的数据传输或数据删除指令，如果接收到数据删除指令，系统控制模块执行数据删除流程将Flash芯片内数据清除；如果接受到数据传输指令，系统控制模块执行Flash芯片读取流程，将Flash芯片内数据传入USB通讯模块；当系统控制模块工作在数据记录状态时，系统控制模块首先扫描Flash芯片以寻找标号最小的空白块作为开始写入的地址，空白块的标记作用在Flash芯片每块的第0页备用区中，如果该块不是空白块，则该块的第0页备用区全为“0”；空白块的第0页备用区则全为“1”；如果上述过程未找到空白块，则表示系统存储空间已满，格式化第0块与第1块，并将第0块作为起始写入地址；系统控制模块能检测并读取串行接口数据，并将这些数据暂时存储在系统控制模块内部的SRAM中，当该SRAM中的数据达到4096字节时，系统控制模块一次性将这4096字节数据写入Flash芯片的一个空白页中；如果上述写入的空白页是该块中的最有一页，那么下一次写入地址块号跳转到下一个有效块中，下一次写入地址页号跳转到0；如果上述写入的空白页不是该块中的最有一页，那么下一次写入地址页号加1；Flash芯片的无效块在本飞行数据记录仪生产时扫描并写入FPGA程序中，并在跳转到下一个有效块号操作时进行判断，如果下一块号恰好是无效块，那么再跳转到下下块号作为下次写入地址；在系统控制模块工作正常，且Flash记录地址正常条件下，系统控制模块将通过串行接口向无人机的飞行控制计算机发送飞行数据记录仪状态帧。

4.一种权利要求1所述无人机飞行数据记录仪掉电检测与掉电时的RAM数据保护方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）无人机飞行数据记录仪工作时，供电监测模块实时将供电电压与内部参考基准电压4.63V进行比较，一旦发生供电电压低于内部参考电压4.63V时，供电监测模块即向系统控制模块发出系统掉电信号；

（2）在系统控制模块工作过程中，以1MHz频率进行掉电信号监测，一旦检测到掉电信号，即使内部SRAM中的接收数据未及4096字节，系统控制模也强制将内部SRAM数据写入Flash中，不足一页的由数据“0”补全；

（3）进行上述步骤2的掉电数据保护操作后，系统控制模块停止操作Flash存储模块，并使能Flash存储模块的硬件写保护，以防在电压不足时对Flash芯片的擦除、写入操作损坏Flash内部数据；

（4）整个系统静态地等待系统内部电力耗尽；

（5）在供电监测模块发出掉电信号后，如果系统供电恢复正常，供电监测模块向系统控制模块撤销掉电信号；

（6）系统控制模块一旦发现掉电监测信号被撤销，则表示该掉电信号可能为供电系统不稳或外部强干扰导致，系统将继续正常记录数据。