CN108228530A - 一种军用电子飞行膝板 - Google Patents

Abstract

本发明属于嵌入式计算机技术领域，特别是涉及一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板。本发明采用基于对称多处理异构多核体系的OMAP处理器完成应用层数据处理、卫星定位信号解算、显示控制、音频输出/入、电源管理、接收并响应触屏及按键信号、数据交换等功能，并具有较低功耗；采用开源Android 4.0以上操作系统，并使用系统自带的开机加密软件，满足设备的开机图形加密和密码加密功能需求；根据军用飞机任务要求定制具有文本、表格、图画编辑功能的飞行卡片模板，满足飞行员作战、训练、侦察等使用要求；用户可根据需要对敏感数据进行加密并设置密码，并提供一键快速数据硬自毁功能，用于清除用户存储的涉密信息。

Description

一种军用电子飞行膝板

技术领域：

本发明属于嵌入式计算机技术领域，特别是涉及一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板设计方法。

背景技术：

电子飞行膝板是一种飞行员助理工具，包含用于支持一定功能的软硬件，能够存储电子化的文件、手册、图表和音、视频资料，用于飞机员日常的理论学习；可以存储或在线编辑飞行任务卡片。飞行前安装在飞行员腿部，可快速调阅任务卡片，辅助飞行员高质量的完成飞行训练任务，替代传统的纸质膝板，实现无纸化座舱。

目前，民航业界使用的飞行膝板以进口国外成熟产品为主，三星和苹果公司的产品占据市场95％的份额，这类产品虽然技术成熟功能强大，但属于商业级消费类产品，能够满足民用航空的日常使用要求，却不适合军用飞机的高质量等级高可靠性使用要求。此外，这类产品的操作系统及核心驱动等技术掌握在国外公司手里，若在我国军用领域直接应用将涉及到知识产权和保密性等诸多问题。

发明内容：

本发明的目的是：

解决现有电子飞行膝板多为民用消费类产品，质量等级和可靠性较低，不适合军用领域使用，以及现有产品核心知识产权被国外公司垄断，直接应用于我国军机领域将涉及到知识产权和保密性等诸多问题。

本发明的技术方案是：

本发明提出一种军用电子飞行膝板，采用基于对称多处理异构多核体系的OMAP处理器完成应用模块数据处理、卫星定位信号解算、显示控制、音频输出/入、电源管理、接收并响应触屏及按键信号、数据交换功能；采用开源Android 4.0以上操作系统；

应用模块包括数据加密模块、电子飞行卡片模块、地图作业模块及导航模块；

数据加密模块采用经认证的加密算法对敏感数据文件进行加密，采用两级软件加密及一键快速硬件自毁设计保证数据安全，防止信息泄露；

电子飞行模块根据军用飞机任务要求定制具有文本、表格、图画编辑功能的飞行卡片模板，满足飞行员作战、训练、侦察使用要求；

地图作业模块按照领航的基本要求，在地图上标划所要执行任务的飞行航线和相关内容，协助飞行员完成飞行前的准备工作；

导航模块接收GPS和北斗2两种导航信号，根据GPS和北斗导航信号及地图作业内容完成导航功能。

本发明具有的优点是：

依托开源操作系统开发具有自主知识产权的核心软硬件，实现了自主可控；采用异构多核高性能的处理器，单处理器集成CPU和GPU的功能，使得系统具有较小的体积和功耗；采用多级软件加密及一键硬件自毁设计，能有效防止核心信息泄露，满足军机在特殊情况下的保密使用要求；采用以高动态北斗模块导航为主，GPS导航为辅的双模定位方式，能够实现在高速、大加速度飞行情况下以及GPS信号被干扰情况下的精密导航需求；可根据军机飞行任务定制的飞行卡片模板设计，能够满足飞行员作战、训练、侦察等多种使用要求。

附图说明：

图1为一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板系统组成框图；

图2为一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板平台主机结构图；

图3为一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板处理器模块结构图；

图4为一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板软件结构图；

图5为一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板双模态导航设计原理图。

具体实施方式:

一种便携式低功耗可加密的军用电子飞行膝板，采用基于对称多处理异构多核体系的OMAP处理器完成应用模块数据处理、卫星定位信号解算、显示控制、音频输出/入、电源管理、接收并响应触屏及按键信号、数据交换功能；采用开源Android 4.0以上操作系统；

应用模块包括数据加密模块、电子飞行卡片模块、地图作业模块及导航模块；

数据加密模块采用经认证的加密算法对敏感数据文件进行加密，采用两级软件加密及一键快速硬件自毁设计保证数据安全，防止核心信息泄露；第一级软件加密采用安卓自带的开机加密软件，可满足设备的开机图形加密和密码加密功能需求，第二级采用经认证的加密算法通过设计专用数据加密软件对电子飞行膝板中的用户数据进行加密，用户可根据需要对敏感数据进行加密并设置密码，以满足数据加密功能需求；一键快速硬件自毁通过长按数据自毁按键激活数据自毁程序，由程序对用户数据区进行擦除操作，通过反复擦除用户数据区可满足数据自毁功能需求；

电子飞行模块根据军用飞机任务要求定制具有文本、表格、图画编辑功能的飞行卡片模板，满足飞行员作战、训练、侦察使用要求；飞行员通过图形界面调用查看电子飞行模块中的飞行任务卡，通过接收触屏或按键操作信号，对卡片进行快速翻页，查找、置顶、删除及二次编辑操作，并通过功能切换按键激励，在卡片显示功能和导航功能进行显示切换；

地图作业模块按照领航的基本要求，在地图上标划所要执行任务的飞行航线和相关内容，协助飞行员完成飞行前的准备工作；

导航模块接收GPS和北斗2两种导航信号，根据GPS和北斗导航信号及地图作业内容完成导航功能；导航源可以在BD2和GPS切换，也可采用BD2+GPS组合导航；导航算法采用匹配滤波、FFT、环路自适应及卡尔曼滤波等信号处理算法，等效相关器为十万个，以实现信号快速捕获跟踪并提高对弱信号的处理能力，实现在高速、大加速度飞行情况下的精密导航需求；此外，为了能较好的接收导航信号，采用双天线设计，其中一个天线作为内置天线，另外一个天线为外置天线，信号通过射频开关进入射频前端，任意时刻只有一个天线工作。

本发明一个实施例中。其处理器采用45nm工艺，Cortex^TM-A9核心，并集成了PowerVR SGX540图形处理功能；电容触控板采用投射式电容触摸屏；双模态导航采用成品的北斗导航模块；电子飞行漆板平台内置64GB NAND FLASH，通过EMMC接口直接与CPU相连；采用专用音频管理芯片,可直接驱动外部音频输入以及耳机,喇叭的输出。

其产品尺寸仅为199.5±1mm(长)×118±1mm(宽)×15.6±0.5mm(高)，设计了9个按键分布于平台顶部屏幕下方，分别有主页，返回，菜单，切换，方向键及确定键。7个按键分布于左侧边，包括：电源，触摸锁定，亮度调节，缩放键，昼夜模式切换键。自毁键位于右侧边，并用保护盖防止误操作。接口位于底部，包括多功能接口及天线接口。电池采用工业级大容量锰酸锂聚合物电池，产品典型功耗小于3.5W，在70％电量情况下使用9h(其中90％亮度工作3h，关闭屏幕待机工作6h，程序只运行卡片阅读功能)。

Claims (7)

1.一种军用电子飞行膝板，采用基于对称多处理异构多核体系的OMAP处理器完成应用模块数据处理、卫星定位信号解算、显示控制、音频输出/入、电源管理、接收并响应触屏及按键信号、数据交换功能；采用开源Android 4.0以上操作系统；其特征是，

应用模块包括数据加密模块、电子飞行卡片模块、地图作业模块及导航模块；

数据加密模块采用经认证的加密算法对敏感数据文件进行加密，采用两级软件加密及一键快速硬件自毁设计保证数据安全，防止核心信息泄露；

电子飞行模块根据军用飞机任务要求定制具有文本、表格、图画编辑功能的飞行卡片模板，满足飞行员作战、训练、侦察使用要求；

地图作业模块按照领航的基本要求，在地图上标划所要执行任务的飞行航线和相关内容，协助飞行员完成飞行前的准备工作；

导航模块接收GPS和北斗2两种导航信号，根据GPS和北斗导航信号及地图作业内容完成导航功能。

2.如权利要求1所述的一种军用电子飞行膝板，其特征是，电子飞行模块中，飞行员通过图形界面调用查看电子飞行模块中的飞行任务卡，通过接收触屏或按键操作信号，对卡片进行快速翻页，查找、置顶、删除及二次编辑操作，并通过功能切换按键激励，在卡片显示功能和导航功能进行显示切换。

3.如权利要求1所述的一种军用电子飞行膝板，其特征是，导航模块中，导航源可以在BD2和GPS切换，也可采用BD2+GPS组合导航。

4.如权利要求3所述的一种军用电子飞行膝板，其特征是，导航模块中，采用双天线设计，其中一个天线作为内置天线，另外一个天线为外置天线，信号通过射频开关进入射频前端，任意时刻只有一个天线工作。

5.如权利要求1所述的一种军用电子飞行膝板，其特征是，自毁键位于右侧边，并用保护盖防止误操作。

6.如权利要求1所述的一种军用电子飞行膝板，其特征是，军用电子飞行膝板的接口位于底部，包括多功能接口及天线接口。

7.如权利要求1所述的一种军用电子飞行膝板，其特征是，军用电子飞行膝板的电池采用工业级大容量锰酸锂聚合物电池。