基于以太网的飞行模拟器座舱仪表通信技术研究

摘要

飞行模拟器是一种用来模拟飞机飞行的地面仿真系统，模拟器可以提供给飞行学员比较真实的飞行驾驶环境，较真实飞机经济且安全。飞行仪表是飞机性能参数和导航参数等显示的窗口，是给飞行员提供飞机的各种视觉信息，因此在飞行模拟器中，飞行仪表仿真是飞行模拟器的重要组成部分。
　　本文首先对飞行模拟器座舱仪表通信技术研究和嵌入式以太网技术的现状进行了介绍，针对飞行模拟器座舱仪表控制系统的结构特点，设计了一种基于以太网的飞行模拟器仪表通信方法，该方法核心是以太网数据接收处理模块设计。为了实现此模块，本文分析并且研究了网卡驱动程序的设计、TCP/IP协议栈的移植、将模块接收的数据转化为RS232接口类型、使用FPGA模拟仿真ARINC429和RS485常用的接口类型数据，以及根据系统特点设计出相应的应用层协议。在实验环节主要完成：将FlightGear飞行仿真软件产生的FDM（飞行动力学模型）数据通过网络发送给以太网数据接收处理模块，模块将处理后的数据再通过RS232来驱动GLStudio仿真仪表。
　　最后通过实验表明：以太网数据接收处理模块能够正确的接收和处理飞行仿真软件发送的FDM仪表数据，并且模块产生的新数据可以驱动计算机实时图形仿真仪表.为以后真正运用于飞行模拟座舱中奠定了良好的基础。

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图表清单

缩略词

第一章 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2 航空仪表概述

1.3 飞行模拟器座舱仪表通信研究现状

1.4 嵌入式以太网发展现状

1.5 本文主要研究内容及章节安排

第二章 系统设计方案

2.1 系统总体结构

2.2 以太网数据接收处理模块设计

2.3 本章小结

第三章 以太网数据接收处理模块硬件设计

3.1 主要器件功能特点

3.2 硬件详细设计

3.3 PCB电路板设计

3.4 本章小结

第四章 以太网数据接收处理模块软件设计

4.1 开发工具

4.2 RTL8019AS驱动程序设计

4.3 TCP/IP协议栈设计

4.4 应用层协议设计

4.5 以太网数据接收发送流程

4.6 本章小结

第五章 FPGA逻辑设计

5.1 硬件描述语言概述及FPGA开发流程

5.2 ARINC429总线逻辑设计

5.3 RS-485总线逻辑设计

5.4 本章小结

第六章 数据通信实验

6.1 主飞行显示PFD简介

6.2 实验结果及分析

第七章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录一

附录二