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研究生：	楊庚霖 Yang, Ken-Ling
論文名稱：	超輕航空器航電自我檢測系統設計 Avionics BIT System Design for Ultralight
指導教授：	林清一 Lin, Chin E.
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 航空太空工程學系 Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年：	2003
畢業學年度：	91
語文別：	中文
論文頁數：	81
中文關鍵詞：	自我檢測、航電、超輕航空器
外文關鍵詞：	avionics, ultralight, BIT
相關次數：	點閱：137 下載：2
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超輕型航空器上所使用的訊號多為類比式訊號，若能將機上的訊號轉換成數位式訊號，提高訊號的精確度及應用擷取便利性，以擴增所需功能。為增加訊號其應用性，可藉由軟體設計與硬體配合來提升使用性能。據此概念，為監測機上訊號的狀況，給予每個參數正常工作的限制範圍，當參數超過限制範圍時予以記錄，並將此刻其他的參數一併加以記錄，建構出錯誤訊號發生時的情況，維修時幫助工作人員做為檢修依據。
運用嵌入式系統架構硬體，配合C語言的軟體設計，可於同時處理多個參數訊號。當異常參數訊號發生，將同時紀錄及傳遞機上所有參數訊息，配合GSM/GPRS模組，利用行動通訊數據傳輸功能，將異常數據傳輸到地面的監控中心，達成即時性傳遞及監控，讓檢修人員在地面可瞭解超輕航空器的狀況，進而實現“黑盒子放地上” (Black-box on the Ground)的目標。

The instrument signals from ultralight aircraft are mostly analog basis. Converting the signals from analog into digital may increase its accuracy and elevate its access capability. This paper combines various software and hardware design for the multiple applications in ultralight avionics. According to this concept, each parameter is constrained by its normal and abnormal conditions to be monitored in the built-in test (BIT) functions. When any of the parameter overtakes the constraint, all monitored parameter data will be recorded and reported on-line to the ground center. These records can help the maintenance engineers to know what warring condition on the aircraft has happened, so also help them to repair the aircraft.
To design this BIT, we utilize the embedded system and C language programming to handle parameter signals simultaneously for acquisition, identification and transmission. Only abnormal parameter data are recorded and sent to ground center through GSM/GPRS module for data communication. This research achieves the real-time data communication and monitoring for ultralights toward the goal of “Black-box on the Ground”.

摘要
誌謝
目錄..............................................I
圖目錄..........................................III
表目錄............................................V
第一章 前言.......................................1
1-1 研究動機......................................1
1-2 研究目的......................................3
1-3 章節內容......................................5
第二章 自我檢測系統...............................6
2-1 BIT的概念.....................................6
2-2 建構自我檢測系統..............................7
2-3 數據回報......................................8
2-3-1 無線通訊概念................................8
2-3-2 行動通訊技術...............................10
2-4 GPS介紹......................................15
2-4-1 GPS原理....................................17
2-4-2 GPS的誤差..................................18
2-5 航空器分類...................................20
2-6 實驗對象.....................................20
第三章 嵌入式系統................................24
3-1 嵌入式系統...................................24
3-2 開發環境.....................................27
3-2-1 程式核心uClinux............................28
3-2-2 函式庫uClibc ..............................30
3-2-3 工具程式BusyBox............................30
3-2-4 發展套件...................................31
3-3 開發流程.....................................31
3-4 嵌入式系統硬體NET-Start!發展套件.............34
第四章 行動通訊網路的應用........................37
4-1 行動通訊網路.................................37
4-2 GSM技術......................................39
4-2-1 GSM發展緣由................................39
4-2-2 GSM網路架構................................42
4-3 GPRS技術.....................................44
4-3-1 GPRS協定...................................45
4-3-2 GPRS網路架構...............................45
4-4 GPRS網路撥接.................................49
第五章 系統建置步驟與驗證........................52
5-1 系統硬體架構.................................52
5-1-1 引擎控制單元(ECU) .........................53
5-1-2 引擎資訊系統(EIS)..........................55
5-1-3 GPS衛星定位模組............................59
5-1-4 GSM/GPRS通訊模組...........................62
5-2 系統規劃.....................................64
5-2-1 硬體規劃...................................64
5-2-2 軟體程式規劃...............................67
5-3 實驗流程.....................................68
5-3-1 初步測試...................................68
5-3-2 使用EIS與GPRS實驗..........................71
5-3-3 使用EIS、GPS與GPRS實驗.....................72
第六章 結論......................................78
參考文獻.........................................80
                                    

[1] Vijay K. Gary, Joseph E. Wilkes, “Principles & Applications of GSM”, Prentice Hall Printing, New York, 1999.
[2] Jian Cai and David J. Goodman, “General Packet Radio Service in GSM”, IEEE Communications Magazine, October 1997, pp. 122-131.
[3] OBD-II ─ On-Board Diagnostic System, available from
http://www.obdii.com/
[4] Plextek Ltd ─ F1 Telemetry, available from
http://www.plextek.co.uk/pages/f1.htm
[5] Cellular-news, GPRS classes and coding schemes, available from
http://www.cellular-news.com/gprs/GPRS_classes_and_coding_schemes.htm
[6] uClinux ─ Embedded Linux / Microcontroller Project, available from
http://www.uclinux.org/
[7] uClibc ─ C library for embedded system, available from
http://www.uclibc.org/
[8] BUSYBOX, available from
http://www.busybox.net/
[9] 中華民國交通部民用航空局，民用航空法及相關子法，參考網頁：
http://www.caa.gov.tw/files/org/law/law.html
[10] 劉見東，高速上網的競爭指標─ GPRS，參考網頁：
http://www.grandsoft.com/cm/066/afo661.htm
[11] 中華電信，行動電話篇，參考網頁：
http://www.cht.com.tw/CompanyCat.php?CatID=339
[12] 台灣易利信，科技新知，參考網頁：
http://www.ericsson.com.tw/ericsson/technology/default.htm
[13] GPS全球衛星定位系統，參考網頁：
http://home.kimo.com.tw/mmmic.tw/gps/gps_1.htm
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[15] 簡卡芬，“我國行動電話產業之競爭策略”，國立交通大學科技管理研究所碩士論文，民國90年。
[16] 劉鶴笙，“GSM/GPRS無線通信系統於地理位置監控之應用”，國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文，民國91年。
[17] 黃國鈞，“行動通訊應用於道路電子收費系統”，國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文，民國91年。
[18] 曾睦元，“行動通信網路動態資訊監視系統實現”，國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文，民國91年。

2003-07-14公開

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