【正文】 中 提示加載失敗 提示加載成功 將 treeview樹(shù)顯示到用戶界面 Y N Y N N Y 開(kāi)始 結(jié)束 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 XML 文檔信息輔助類的設(shè)計(jì) 對(duì)于 XML 文檔當(dāng)中龐大的信息，如采用在鼠標(biāo)單擊事件中獲取，將增加系統(tǒng)運(yùn)行的開(kāi)銷，降低系統(tǒng)運(yùn)行速度。系統(tǒng)在解析完文檔后，用戶會(huì)選擇靜態(tài)測(cè)試或動(dòng)態(tài)測(cè)試，在靜態(tài)測(cè)試中不同的信號(hào)會(huì)擁有不同的上下限，用戶難免會(huì)出現(xiàn)輸入錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶輸入的數(shù)據(jù)判定數(shù)據(jù)是否越界、非法、無(wú)效，并根據(jù)不同的情況自動(dòng)提示用戶輸入有誤且會(huì)自動(dòng)清空用戶輸入的錯(cuò)誤信息，以便下次正確的輸入。右下部分為顯示動(dòng)態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)前后對(duì)比圖與誤差分析圖的部分，用戶可以在此清楚的看到不同信號(hào)，不同設(shè)備在不同測(cè) 試數(shù)據(jù)下的折線圖與誤差分析。 用戶界面設(shè)計(jì) 為了讓使用本 系統(tǒng)的用戶能夠最大程度控制當(dāng)前界面，減少用戶的記憶負(fù)擔(dān)，保持界面設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔性，本系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、視覺(jué)設(shè)計(jì)上進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，形成良好的用戶界面，系統(tǒng)功能一目了然，使用簡(jiǎn)便。單擊確定之后，系統(tǒng)便將這些數(shù)組當(dāng)中的信息通過(guò) Microsoft Visual Studio 2020 與Microsoft Excel 2020 之間的接口，在當(dāng) 前系統(tǒng)后臺(tái)下開(kāi)啟 Excel 工作區(qū)間，將所有測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 Excel 表格當(dāng)中并保存起來(lái)。 而從 ARINC429 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理量的過(guò)程是上述過(guò)程的逆過(guò)程，首先取ARINC429 數(shù)據(jù)的 LSB 到 MSB 位的數(shù)據(jù)，判定符號(hào)位，如果為 1，則進(jìn)行減 1 按位取反操作，將得到的數(shù)據(jù)乘以 1，再根據(jù) MSBEnable 是否使能進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 MSBEnable 使能的情況下根據(jù) 2 的 digit 次冪和 MSBValue 進(jìn)行反轉(zhuǎn)換，否則根據(jù)LSBValue 進(jìn)行反轉(zhuǎn)換。 物理量與 ARINC429 總線格式的轉(zhuǎn)換 根據(jù) XML 的文檔定義以及需求分析中的內(nèi)容，對(duì)于 XML 配置文檔中的ARINC429 信號(hào)與其物理量之間的相互轉(zhuǎn)換可以使用數(shù)據(jù)流模式進(jìn)行處理。從物理量到 1553B格式的轉(zhuǎn)換過(guò)程可以看成如下的過(guò)程：首先判定物理量是否大于 0，如果小于零則取絕對(duì)值，符號(hào)位置 1；然后判定 MSBEnable 是否是使能，如果 MSBEnable 使能那么沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 根據(jù) MSB 與 LSB 的差為 2 的冪和 MSBValue 計(jì)算出等比例下轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)，并記下MSB與 LSB的差值記為 digit；如果 MSBEnable 不是使能就直接使用數(shù)據(jù)與 LSBValue進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換完畢之后，對(duì)符號(hào)位進(jìn)行判斷，如符號(hào)位為 1 則將的到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 15 位二進(jìn)制后按位取反加 1 使之成為補(bǔ)碼形式，再在最高位加上符號(hào)位的 到所要求的 1553B 的總線值。如此，當(dāng)遍歷到文檔最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，深度優(yōu)先遞歸結(jié)束， XML 解析樹(shù)生成完畢。 功能概要設(shè)計(jì) XML 文檔解析 XML 文檔解析主要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用戶 自主選擇一個(gè) XML 文檔后交由系統(tǒng)解析該 XML文檔，然后顯示到 XML 解析樹(shù)（ TreeView）上。在動(dòng)態(tài)測(cè)試停止后，將該保存的三組數(shù)據(jù)傳遞給 Matlab 處理，當(dāng) Matlab 生成了折線圖再將其顯示到用戶界面上。因此針對(duì)飛機(jī)俯仰角信號(hào)需要完成的任務(wù)即是把 90～ 90 的 32 位浮點(diǎn)數(shù)格式的數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)換算法映射到 ARINC429 總線接口的 8～ 28 位中。 俯仰角轉(zhuǎn)換需求分析 飛機(jī)俯仰角 ARINC429 總線格式數(shù)據(jù)描述如表 所示，為 32 位有符號(hào)整數(shù)格式。 氣壓高度 1553 總線格式數(shù)據(jù)描述如表 所示，為 16 位無(wú)符號(hào)整數(shù)格式，因此數(shù)據(jù)范圍是 0~65535m。 最小無(wú)線電高度 1553 總線格式數(shù)據(jù)描述如表 所示，為 16 位無(wú)符號(hào)整數(shù)格式，因此數(shù)據(jù)范圍是 0~65535m。當(dāng) X 軸的正半軸位于過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的水平面之上時(shí)，俯仰角為正，按習(xí)慣，俯仰角 θ 的范圍： π/2≤θ≤π/2。重復(fù)此過(guò)程，直至整個(gè)文檔解析完畢，顯示 XML 解析樹(shù)。擁有子節(jié)點(diǎn)的為非文本類型節(jié)點(diǎn)，不擁有子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)為文本類型節(jié)點(diǎn)。在 Device 節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中保存的是該設(shè)備的所有具體信息。0=備份 /含義 /字段 字段 中文名稱 主模式 /中文名稱 低位 14/低位 高位 13/高位 含義 0=不用 。在動(dòng)態(tài)測(cè)試停止時(shí)可以繪制前后對(duì)比圖和誤差分析圖。因此本系統(tǒng)在用戶操作、人機(jī)交互、用戶體驗(yàn)上都是可行的。 生存周期 本設(shè)計(jì) 采用 XML 為媒介，具有相當(dāng)大的通用性，對(duì)于所有的飛機(jī)型號(hào)，總線信號(hào)，只需要對(duì) XML 文檔進(jìn)行相應(yīng)的修改，就能在本系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)試。下面我將從開(kāi)發(fā)成本、系統(tǒng)收益、生存周期及操作可行性四個(gè)方面來(lái)論述本程序的經(jīng)濟(jì)可行性： 開(kāi)發(fā)成本 本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)研發(fā)周期 5 個(gè)月，工作人員一名，硬件設(shè)施為普通個(gè)人筆記本電腦，研發(fā)所需總費(fèi)用約 1 萬(wàn)元。從原始 XML 文件中選取典型信號(hào)中俯仰角轉(zhuǎn)換為 ARINC429 與 1553B 格式，最小無(wú)線電高度和氣壓高度轉(zhuǎn)換為 1553B 格式，最小無(wú)線電高度與氣壓高度信號(hào)中的數(shù)據(jù)只有正數(shù)；俯仰角轉(zhuǎn)換信號(hào)中的數(shù)據(jù) 正數(shù)、負(fù)數(shù)都有。它包括強(qiáng)大的二維三維圖形 函數(shù) 、 圖像處理 和動(dòng)畫顯示等函數(shù)。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 (5) Microsoft Excel 2020 數(shù)據(jù)匯總 Excel 擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)匯總能力，對(duì)于該系統(tǒng)將產(chǎn)生的龐大的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)， Excel 提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，來(lái)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總存儲(chǔ)。 (2) C 面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)語(yǔ)言 C是一種最新的、面向?qū)ο蟮募捌鋸?qiáng)大而簡(jiǎn)便的編程語(yǔ)言，它使得程序員可以快速地編寫各種基于 MICROSOFT .NET 平臺(tái)的應(yīng)用程序，而且MICROSOFT .NET 提供了一系列的工具和服務(wù)來(lái)最大程度地開(kāi)發(fā)利用計(jì)算與通訊領(lǐng)域。 其對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析處理繪圖能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于 C自帶的 GUI 繪圖。 Excel 是微軟辦公套裝軟件的一個(gè)重要的組成部分，它可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計(jì)分析和輔助決策操作，廣泛地應(yīng)沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 用于管理、統(tǒng)計(jì)財(cái)經(jīng)、金融等眾多領(lǐng)域。 Visual Studio是微軟公司推出的開(kāi)發(fā)環(huán)境。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 語(yǔ)言及 工具 本設(shè)計(jì)采用了 C作為編程語(yǔ)言。接口控制文件 ICD(Interface Control Document)給出了系統(tǒng)規(guī)范中所定義的電氣和電子接口的詳細(xì)說(shuō)明，定義了航空電子系統(tǒng)之間的接口和航空電子與非航空電子系統(tǒng)之間的接口 (但不包含子系統(tǒng)內(nèi)部的接口 )。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義和范圍 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 隨著航空電子（裝甲車輛電子系統(tǒng)）技術(shù)的快速發(fā)展，軍用設(shè)備越來(lái)越多地采用標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)將各個(gè)系統(tǒng)連接到一起，如： MILSTD1553B、 ARINC429 總線，構(gòu)成復(fù)雜的電控系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 由于航空電子接口定義的不同總線類型不同設(shè)備的信號(hào)格式非常復(fù)雜，需要對(duì)航空電子接口有一種較好的組織方式，并能夠?qū)崿F(xiàn)航空電子接口信息的提取，飛行控制系統(tǒng)在地面物理試驗(yàn)過(guò)程中，又由于信號(hào)傳輸采用總線結(jié)構(gòu)與物理量不同，為了保證試驗(yàn)的正確性，也需要根據(jù)提取的信息將物理量與航空總線數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 DTD 定義了文檔的整體結(jié)構(gòu)以及文檔的語(yǔ)法，應(yīng)用廣泛并有豐富工具支持。 XML 是 標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言 (SGML) 的子集，非常適合 Web 傳輸。 另外 ARINC429 也有在導(dǎo)彈 ,雷達(dá)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用 。為了 方便系統(tǒng)集成 ， 現(xiàn)代飛機(jī)電子系統(tǒng) 都 要求各機(jī)載航空設(shè)備使用統(tǒng)一的航空總線 。 ARINC429 總線簡(jiǎn)介 ARINC429 是一種航空電子總線 ， 是美 國(guó)航空無(wú)線電公司 (ARINC)制定的航空數(shù)字總線 傳輸標(biāo)準(zhǔn)， 定義了航空電子設(shè)備和系統(tǒng)之間相互通信的一種規(guī)范。 國(guó)內(nèi)航空航天部門都已開(kāi)始采用該總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、而且許多新型號(hào)同類產(chǎn)品也正擬采用該總線用于航電的通訊。而目前航空電子系統(tǒng)中最為廣泛采用的航空總線標(biāo)準(zhǔn)主要 有 429ARINC、 MILSTD1553B 總線。 航空總線數(shù)據(jù)量的巨大， 接口定義復(fù)雜，采用 XML技術(shù)能夠較好的實(shí)現(xiàn)航電接口的描述，同時(shí) 總線格式數(shù)據(jù) 人工解讀難度大 ，人機(jī)交互不方便，因而必需 要對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ，以驗(yàn)證其正確性 。ARINC429 Data Bus。 關(guān)鍵詞 ： XML 解析； 1553B 數(shù)據(jù)總線； ARINC429 數(shù)據(jù)總線；航數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；航空電子接口 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III The Program Implementation On Transforming and Parsing Avionics Interface Data of the XMLbased File Format Abstract Aviation electronics research is changing at an amazing speed of aerospace technology. The avionics systems in military, mercial 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 bee 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 prehensive test to the plicated avionics system efficiently and accurately, bee 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 plex, it needs to have a better anization 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 transformation39。 由于航空總線在航空電子綜合化系統(tǒng)中的重要地位，因此航空總線的可靠性、穩(wěn)定性變得尤為重要。不管是 軍用的， 商用的 ，還是民用先進(jìn)機(jī)型的電子系統(tǒng)都需要通過(guò)航空電子總線相互連接起來(lái) 。采用 XML 技術(shù)定義了包含 1553B 和ARINC429 航空總線數(shù)據(jù)格式的航空電子接口，設(shè)計(jì)了航空電子接口 信息提取算法 ，并實(shí)現(xiàn)了物理量與航空總線數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換以及其反轉(zhuǎn)換算法、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)試和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后對(duì)比分析和誤差分析等功能。1553B Data bus。由于航空總線在航空電子綜 合化系統(tǒng)中的重要地位，航空總線的可靠和穩(wěn)定性便變得尤為重要， 針對(duì)目前多種航空總線在現(xiàn)代飛機(jī)中的大量使用，如何高效準(zhǔn)確地對(duì)復(fù) 雜航電系統(tǒng)進(jìn)行綜合測(cè)試，日益成為航空總線測(cè)試領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜 的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)各個(gè)航 電子系統(tǒng)之間（如飛行控制系統(tǒng)、液壓、燃油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)等） 的協(xié)調(diào)工作，隨時(shí)掌握和處理 瞬息萬(wàn)變的數(shù)據(jù)信息，最大限度地 利用