一種座艙音頻快取記錄器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種座艙音頻快取記錄器。本發(fā)明采集來(lái)自機(jī)長(zhǎng)語(yǔ)音面板、副駕駛語(yǔ)音面板、其他機(jī)組成員位置和駕駛艙區(qū)域麥克風(fēng)的四路音頻信號(hào)，通過(guò)ARINC429總線獲取機(jī)上UTC時(shí)間信息，音頻數(shù)據(jù)加密后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的時(shí)間同步處理和組包，將數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)卡中。飛行結(jié)束后能夠快速地取出數(shù)據(jù)卡，通過(guò)數(shù)據(jù)卸載設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)卸載。本發(fā)明利用機(jī)上現(xiàn)有音頻信號(hào)源和UTC時(shí)間信息源，并按要求的數(shù)據(jù)文件格式進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的記錄，記錄時(shí)間長(zhǎng)達(dá)300小時(shí)，并采用數(shù)據(jù)卸載設(shè)備和軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)回放，充分考慮和保護(hù)飛行員人權(quán)、隱私和對(duì)記錄的通話信息，滿足“不能隨便下載，不能隨便回放”的原則，使記錄信息的非授權(quán)提取和回放減少到最低可能性。
【專利說(shuō)明】一種座艙音頻快取記錄器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種座艙音頻快取記錄器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)際和國(guó)內(nèi)航空飛行器上，民航局已強(qiáng)制要求安裝了具備抗墜毀能力的座艙音頻記錄器(Cockpit Voice Recorder,簡(jiǎn)稱:CVR),其記錄時(shí)間要求至少滿足30分鐘或2個(gè)小時(shí)。由于CVR記錄時(shí)間較短，不利于一些事故癥候和差錯(cuò)的事后調(diào)查，達(dá)不到對(duì)機(jī)組人員進(jìn)行考核和監(jiān)管的目的；同時(shí)CVR價(jià)格昂貴，每次進(jìn)行維護(hù)時(shí)都需要將其從機(jī)上拆下，容易結(jié)構(gòu)損壞；另外，需要通過(guò)復(fù)雜設(shè)備對(duì)CVR進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)下載和地面回放處理，給產(chǎn)品維護(hù)和使用工作帶來(lái)諸多不便。
[0003]飛機(jī)在飛行過(guò)程中，對(duì)飛機(jī)內(nèi)部艙音和駕駛員話音的記錄和復(fù)現(xiàn)是提高陸空通話水平的有效和重要手段，是對(duì)飛機(jī)駕駛艙環(huán)境各要素之間的匹配程度有價(jià)值的評(píng)價(jià)依據(jù)和科學(xué)管理方法。
[0004]目前，飛機(jī)所使用記錄音頻的設(shè)備/系統(tǒng)采用U盤、CF卡、SD卡等通用存儲(chǔ)介質(zhì)，對(duì)所記錄的艙音數(shù)據(jù)和話音數(shù)據(jù)能夠任意下載和隨便回放，未能夠充分保護(hù)飛行員的人權(quán)和隱私，不能夠滿足飛行安全管理要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間記錄，并且能夠充分保護(hù)飛行員的人權(quán)和隱私，滿足飛行安全管理要求的座艙音頻快取記錄器。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:座艙音頻快取記錄器由電源模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和數(shù)據(jù)卡構(gòu)成，電源模塊將交流115V或直流28V電壓轉(zhuǎn)換為直流5V電壓，給數(shù)據(jù)管理模塊及數(shù)據(jù)卡提供電源，數(shù)據(jù)管理模塊將處理后的實(shí)時(shí)音頻信號(hào)送入數(shù)據(jù)卡存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)處理的步驟是:
[0007](I)形成文件頭
[0008]文件頭包括:文件頭標(biāo)志、文件創(chuàng)建時(shí)間和飛機(jī)航班信息，其中，文件頭標(biāo)志的內(nèi)容為:0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8個(gè)字節(jié)、文件創(chuàng)建時(shí)間的內(nèi)容為當(dāng)前UTC時(shí)間信息、飛機(jī)航班信息為10個(gè)字節(jié)；
[0009](2)將形成的文件頭存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)卡內(nèi)；
[0010](3)形成數(shù)據(jù)包
[0011]數(shù)據(jù)包包括:數(shù)據(jù)包標(biāo)志、音頻通道標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、當(dāng)前UTC時(shí)間、時(shí)標(biāo)、實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)和包尾。其中，數(shù)據(jù)包標(biāo)志的內(nèi)容為:0xEB25 0xEB25，共4個(gè)字節(jié)、音頻通道標(biāo)識(shí)共兩個(gè)字節(jié)、五種標(biāo)識(shí)，五種標(biāo)識(shí)分別為:機(jī)長(zhǎng)語(yǔ)音面板音頻數(shù)據(jù)、副駕駛語(yǔ)音面板音頻數(shù)據(jù)、其他機(jī)組成員位置音頻數(shù)據(jù)、駕駛艙區(qū)域麥克風(fēng)音頻數(shù)據(jù)和混合音頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為兩個(gè)字節(jié)，值為0x0800、時(shí)標(biāo)為8個(gè)字節(jié)，單位為Ims的計(jì)數(shù)值，實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)為與音頻通道標(biāo)識(shí)五種標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并且長(zhǎng)度為2048字節(jié)，包尾為上述各字節(jié)的累加值，長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)；
[0012](4)將形成的數(shù)據(jù)包按照時(shí)間順序通過(guò)偽并行總線依次存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)卡中，形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)文件。
[0013]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明采集來(lái)自機(jī)長(zhǎng)語(yǔ)音面板、副駕駛語(yǔ)音面板、其他機(jī)組成員位置和駕駛艙區(qū)域麥克風(fēng)的四路音頻信號(hào)，通過(guò)ARINC429總線獲取機(jī)上UTC時(shí)間信息，音頻數(shù)據(jù)加密后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的時(shí)間同步處理和組包，將數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)卡中。飛行結(jié)束后能夠快速地取出數(shù)據(jù)卡，通過(guò)數(shù)據(jù)卸載設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)卸載。
[0014]本發(fā)明利用機(jī)上現(xiàn)有音頻信號(hào)源和UTC時(shí)間信息源，并按要求的數(shù)據(jù)文件格式進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的記錄，記錄時(shí)間長(zhǎng)達(dá)300小時(shí)，并采用數(shù)據(jù)卸載設(shè)備和軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)回放，充分考慮和保護(hù)飛行員人權(quán)、隱私和對(duì)記錄的通話信息，滿足“不能隨便下載，不能隨便回放”的原則，使記錄信息的非授權(quán)提取和回放減少到最低可能性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0015]圖1為本發(fā)明組成框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明電源模塊原理框圖；
[0017]圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)管理模塊原理框圖；
[0018]圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)卡原理框圖；
[0019]圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)記錄文件格式。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，參閱圖1至圖5。
[0021]參閱圖1:
[0022]座艙音頻快取記錄器采用模塊化設(shè)計(jì)，由電源模塊1、數(shù)據(jù)管理模塊2和數(shù)據(jù)卡3三部分組成。
[0023]參閱圖2:
[0024]電源表決電路4實(shí)現(xiàn)對(duì)交流115V電源轉(zhuǎn)換為直流28V，并當(dāng)有交流115V電源或直流28V電源輸入時(shí)，該模塊將輸出直流28V。
[0025]過(guò)流保護(hù)5使用自復(fù)熔絲實(shí)現(xiàn)。當(dāng)輸入的電流大于1.0A時(shí)，切斷供電輸入，當(dāng)輸入電流恢復(fù)為0.5A時(shí)，接通供電輸入，以保證后端的電路不會(huì)因電流過(guò)大而失效。
[0026]過(guò)壓保護(hù)6使用浪涌抑制器，保證后端的電路不會(huì)因電壓過(guò)大失效或損壞。
[0027]電源濾波器7用于滿足電路的電磁兼容性要求和去除電源紋波。
[0028]儲(chǔ)能電路8為功率型負(fù)載，根據(jù)電容放電特性，保證產(chǎn)品在200ms掉電中斷時(shí)間之內(nèi)能夠正常工作。
[0029]DC/DC模塊9負(fù)責(zé)將直流28V電源轉(zhuǎn)換為直流5V電源并輸出，為各模塊供電。
[0030]參閱圖3:
[0031]音頻采集模塊10以FPGA邏輯器件作為處理器，負(fù)責(zé)將機(jī)上的四路音頻信號(hào)(機(jī)長(zhǎng)語(yǔ)音面板，副駕駛語(yǔ)音面板，其他機(jī)組成員位置、駕駛艙區(qū)域麥克風(fēng)，)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊13。
[0032]UTC接收模塊11通過(guò)ARINC429總線信號(hào)接收機(jī)上時(shí)間信息，并將時(shí)間信息數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊13 ；
[0033]供電模塊12負(fù)責(zé)向數(shù)據(jù)處理模塊13和數(shù)據(jù)卡3提供所需工作電壓。
[0034]數(shù)據(jù)處理模塊13通過(guò)地址/數(shù)據(jù)總線與音頻采集模塊10和UTC接收模塊11進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并完成對(duì)音頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)壓縮和加密處理，同時(shí)按固定格式進(jìn)行數(shù)據(jù)組包和加密處理，將打包好的數(shù)據(jù)通過(guò)偽并行總線寫入數(shù)據(jù)卡3。
[0035]參閱圖4:
[0036]偽并行總線14是數(shù)據(jù)處理模塊13和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊16的通道，完成數(shù)據(jù)的寫入。
[0037]供電模塊15是向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元16提供工作3.3V的工作電壓。
[0038]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊16由大容量NANDFLASH芯片組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
[0039]參閱圖5:
[0040]每個(gè)音頻數(shù)據(jù)的記錄文件由一個(gè)文件頭17和多個(gè)數(shù)據(jù)包18 (每個(gè)數(shù)據(jù)包格式一樣)組成。
[0041]文件頭17為音頻數(shù)據(jù)文件的開始標(biāo)記，由文件頭標(biāo)志19、文件創(chuàng)建時(shí)間20和飛機(jī)航班信息21組成。
[0042]數(shù)據(jù)包18由數(shù)據(jù)包標(biāo)志22、音頻通道標(biāo)識(shí)23、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度24、UTC時(shí)間25、時(shí)標(biāo)26、音頻數(shù)據(jù)27和包尾(包校驗(yàn)和)28組成。
[0043]數(shù)據(jù)文件的形成過(guò)程是:
[0044](I)形成文件頭17
[0045]文件頭17包括:文件頭標(biāo)志19、文件創(chuàng)建時(shí)間20和飛機(jī)航班信息21，其中，文件頭標(biāo)志19的內(nèi)容為:0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8個(gè)字節(jié)、文件創(chuàng)建時(shí)間的內(nèi)容為當(dāng)前UTC時(shí)間信息，飛機(jī)航班信息21為10個(gè)字節(jié)；
[0046](2)將形成的文件頭存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)卡(3)內(nèi)；
[0047](3)形成數(shù)據(jù)包(18)
[0048]數(shù)據(jù)包(18)包括:數(shù)據(jù)包標(biāo)志(22)、音頻通道標(biāo)識(shí)(23)、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(24)、當(dāng)前UTC時(shí)間(25)、時(shí)標(biāo)(26)、實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)(27)和包尾(28)，其中，數(shù)據(jù)包標(biāo)志(22)的內(nèi)容為:0xEB25 0xEB25，共4個(gè)字節(jié)、音頻通道標(biāo)識(shí)23共為兩個(gè)字節(jié)、五種標(biāo)識(shí)，五種標(biāo)識(shí)分別為:機(jī)長(zhǎng)語(yǔ)音面板，副駕駛語(yǔ)音面板，其他機(jī)組成員位置、駕駛艙區(qū)域麥克風(fēng)，混合音頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(24)為兩個(gè)字節(jié)，值為0x0800、當(dāng)前UTC時(shí)間(25)的信息、時(shí)標(biāo)(26)為8個(gè)字節(jié)，單位為Ims的計(jì)數(shù)值，實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)(27)為與音頻通道標(biāo)識(shí)23五種標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并且長(zhǎng)度為2048字節(jié)，包尾(28)為上述各字節(jié)的累加值，長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)；
[0049](4)將形成的數(shù)據(jù)包(18)按照時(shí)間順序采用偽并行總線依次存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)卡(3)中，形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)文件。
【權(quán)利要求】
1.一種座艙音頻快取記錄器，其特征在于:記錄器由電源模塊(I)、數(shù)據(jù)管理模塊(2)和數(shù)據(jù)卡(3)構(gòu)成，電源模塊(I)將115V或28V電壓轉(zhuǎn)換為5V給數(shù)據(jù)管理模塊(2)及數(shù)據(jù)卡(3)提供電源，數(shù)據(jù)管理模塊(2)將處理后的實(shí)時(shí)音頻信號(hào)送入數(shù)據(jù)卡(3)存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)管理模塊(2)進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)文件處理的步驟是， (1)形成文件頭(17)， 文件頭(17)包括:文件頭標(biāo)志(19)、文件創(chuàng)建時(shí)間和飛機(jī)航班信息(21)，其中，文件頭標(biāo)志(19)的內(nèi)容為:0x7FFE 0x7FFE 0x7FFE0 0x7FFE，共8個(gè)字節(jié)、文件創(chuàng)建時(shí)間的內(nèi)容為當(dāng)前UTC時(shí)間信息，飛機(jī)航班信息(21)為10個(gè)字節(jié)； (2)將形成的文件頭存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)卡(3)內(nèi)； (3)形成數(shù)據(jù)包(18) 數(shù)據(jù)包(18)包括:數(shù)據(jù)包標(biāo)志(22)、音頻通道標(biāo)識(shí)23、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(24)、當(dāng)前UTC時(shí)間(25)、時(shí)標(biāo)(26)、實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)27和包尾(28)，其中，數(shù)據(jù)包標(biāo)志22的內(nèi)容為:0xEB250xEB25,共4個(gè)字節(jié)、音頻通道標(biāo)識(shí)23共為兩個(gè)字節(jié)、五種標(biāo)識(shí)，五種標(biāo)識(shí)分別為:機(jī)長(zhǎng)語(yǔ)音面板，副駕駛語(yǔ)音面板，其他機(jī)組成員位置、駕駛艙區(qū)域麥克風(fēng)，混合音頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(24)為兩個(gè)字節(jié)，值為0x0800、當(dāng)前UTC時(shí)間(25)的信息、時(shí)標(biāo)(26)為8個(gè)字節(jié)，單位為Ims的計(jì)數(shù)值，實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)(27)為與音頻通道標(biāo)識(shí)23五種標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并且長(zhǎng)度為2048字節(jié)，包尾(28)為上述各字節(jié)的累加值，長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)； (4)將形成的數(shù)據(jù)包(18)按照時(shí)間順序采用偽并行總線依次存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)卡(3)中，形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)文件。
【文檔編號(hào)】G07C3/00GK104183032SQ201410360071
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】文建國(guó), 屠曉濤, 呂墨豪 申請(qǐng)人:陜西千山航空電子有限責(zé)任公司