[发明专利]一种动态可重构的通用型地面测控设备及其信号输入和输出控制方法

权利要求书

1.一种动态可重构的通用型地面测控设备，其特征在于包括：机箱、主控模块、电源模块、多个功能模块、信号转接板、机箱背板、航插；航插均安装在航插背板上；

机箱为主控模块、电源模块、多个功能模块、信号转接板、机箱背板以及航插提供安装结构，并提供设备工作的基本显示以及控制开关；

各个功能模块均采用CPCI架构的接口形式，机箱背板上设有主控模块的插槽、电源模块的插槽、多个能够接插功能模块的插槽，插槽采用CPCI架构的接口形式，主控模块、电源模块和各个功能模块能够配合插接在对应的插槽内；

各功能模块能够产生模拟量信号、开关量信号和功率控制信号；各功能模块的输出信号通过机箱背板，送至信号转接板；

信号转接板与机箱背板通过连接器进行对接、各个功能模块的输出信号通过连接器送至信号转接板，输出信号包括：模拟量信号、开关量信号、功率控制信号；

信号转接板对功能模块输出的模拟量信号进行隔离后、对开关量信号进行隔离，建立信号转接板与航插的相应映射关系，将功率控制信号、隔离后的模拟量和开关量分别送至对应的航插输出；同种类型的输出信号采用相同型号的航插输出；

同种类型的输入信号从相同型号的航插输入信号转接板，输入信号：包括：模拟量信号、开关量信号、电源信号；电源信号通过对应的航插直接进入机箱背板，给电源模块供电，电源模块产生二次电源给各功能模块和主控模块供电；模拟量信号，包括模拟量电压信号和模拟量电流信号；

信号转接板对模拟量信号调理，即对输入的模拟量电压信号进行隔离、对模拟量电流信号进行电流至电压的转换，通过信号转接板将调理后的输入信号通过连接器分配到对应的功能模块对应的机箱背板内的相应插槽；对开关量信号进行调理，即对开关量信号进行隔离、然后对开关量信号进行幅值范围转换后，通过信号转接板将调理后的输入信号通过连接器分配到对应的功能模块对应的机箱背板内的相应插槽；

各功能模块插接在机箱背板的插槽内，机箱背板将转换后的模拟量信号和开关量信号，送至对应的功能模块；

信号转接板对模拟量信号及开关量信号进行隔离、完成电压、电流信号转换，具体如下：对模拟量信号进行二极管隔离、光电隔离或磁隔离；对输入的电流信号进行电流至电压的转换，并将输入的模拟量电压信号转换至 合理的幅值范围内，即将负电压转换为正电压、将大幅值范围电压信号转换至0-5V范围内；

主控模块，具体功能为：主控模块与各功能模块之间设有机箱背板总线，主控模块通过机箱背板总线与各功能模块进行信息交互，完成功能模块数据的采集、处理和汇总，执行控制逻辑判断，通过控制策略对功能模块下达具体控制指令，并完成功能模块之间的通信调度，安排所有功能模块协同工作，执行具体的测控动作；

主控模块还对各功能模块的健康情况进行监测，及时发现存在故障的功能模块，并依据预先设定的故障处理预案对故障的功能模块进行重启、断电操作，保证整个测控设备高可靠长时间的正常工作。

2.根据权利要求1所述的一种动态可重构的通用型地面测控设备，其特征在于：信号转接板能够将从航插输入的一个信号分成两路以上，通过机箱背板送至多个相同类型的功能模块，完成冗余采集功能。

3.根据权利要求1所述的一种动态可重构的通用型地面测控设备，其特征在于：功能模块，包括：开关量输出模块和功率控制模块，开关量输出模块为多个，各开关量输出模块输出的开关量信号通过机箱背板送至信号转接板后，由信号转接板将多个开关量输出模块输出的开关量信号进行并联输出形成一路开关量信号通过对应的航插对外输出；

各功率控制模块输出的功率控制信号，通过机箱背板送至信号转接板后，由信号转接板将多个功率控制模块输出的功率控制信号进行并联输出形成一路功率控制信号通过对应的航插对外输出。

4.根据权利要求1所述的一种动态可重构的通用型地面测控设备，其特征在于：功能模块，包括：开关量输出模块、DA模块、AD模块；开关量输出模块能够输出开关量信号，DA模块能够将输入的数字信号转换模拟信号，AD模块能够将输入的模拟信号转换成数字信号。

5.根据权利要求1所述的一种动态可重构的通用型地面测控设备，其特征在于：信号转接板与机箱背板的相应映射关系，具体为：依据具体的测控对象，部署对应数量和功能的功能模块。