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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115914026A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211255864.9(51)Int.Cl.(22)申请日2022.10.13H04L43/0805(2022.01)H04L43/0823(2022.01)(71)申请人北京航天长征飞行器研究所G06F11/36(2006.01)地址100076北京市丰台区北京9200信箱H04L69/22(2022.01)76分箱6号H04L12/02(2006.01)(72)发明人杨宇方海红王菁华董春杨李巍李德标鞠晓燕司文文张甜谢雨霖宋得良程光耀王东东凌咸庆李焕东王玥兮蔡志旭张超宋景亮苏连明王洁秦卓张竑颉王晨苗悦张雪娇姚跃民牛秦生吴骁航林鑫苏峰(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009专利代理师李晶尧权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种微型载人飞行器软件安全系统(57)摘要本发明涉及一种微型载人飞行器软件安全系统,属于微型载人飞行器飞控技术领域;包括硬件接口驱动模块、数据解析模块、应用层数据处理模块、应用层安全模块和备用接口模块;第一层是硬件安全开发,通过检测各种异常与错误中断,硬件安全系统不能完成正常工作时;第二层是驱动层安全开发,通过对所有外设及自身进行周期性自检,当有某个通信通道出现错误时,通过替换到备用通道的方法保障软件处于安全状态;第三层是应用层安全开发,主要是通过软件的逻辑控制,当主控模块控制指令出现异常时,切换到备用安全控制模块进行紧急安全控制;本发明通过对系统架构、功能的设计,保证载人飞行器在任何情况下都处于可控状态,达到安全可靠的目的。CN115914026ACN115914026A权利要求书1/2页1.一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:包括硬件接口驱动模块、数据解析模块、应用层数据处理模块、应用层安全模块和备用接口模块;硬件接口驱动模块:接收外部设备传来的通信数据;检测通信数据是否为周期数据;当通信数据为周期数据时,继续判断通信数据的周期是否符合预期周期,当符合预期周期时,将通信数据生成数据包,并发送至数据解析模块;当不符合预期周期时,启动备用接口模块代替硬件接口驱动模块;当通信数据为非周期数据时,继续判断通信数据的来源是否为已知来源,当为已知来源时,将通信数据生成数据包,并发送至数据解析模块;当来源为非已知来源时,启用备用接口模块代替硬件接口驱动模块;接收应用层数据处理模块传来的控制外部设备的指令,并发送至外部设备,实现对外部设备的控制;数据解析模块:接收硬件接口驱动模块传来的数据包,按照协议规范对数据包进行解帧处理,生成解析后的数据,并发送至应用层数据处理模块;应用层数据处理模块:接收数据解析模块传来的解析后的数据,判断解析后的数据是否为响应指令数据;当为响应指令数据时,应用层数据处理模块对应执行响应动作,并生成控制外部设备的指令,并将控制外部设备的指令发送至硬件接口驱动模块;当为非响应指令数据时,对该数据进行记录并按数据中的要求进行相应处理,生成控制外部设备的指令,并将控制外部设备的指令发送至硬件接口驱动模块;实时监测自身全部状态,当任意状态处于异常时,启动应用层安全模块。2.根据权利要求1所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:所述通信数据包括串口数据、CAN口数据和IO数据。3.根据权利要求1所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:硬件接口驱动模块检测通信数据是否为周期数据的方法为:记录前期通信数据的接收时间,当在规定周期内再次接受通信数据时,判断为周期数据;否则判断为非周期数据。4.根据权利要求3所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:硬件接口驱动模块采用实时监测自身错误的方式,判断是否自身出现错误,自身出现的错误包括数据中断、与硬件接口驱动模块相关驱动寄存器报错。5.根据权利要求4所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:当硬件接口驱动模块出现数据中断、与硬件接口驱动模块相关驱动寄存器检测报错的情况时,启用备用接口模块代替硬件接口驱动模块,保证安全系统正常运行。6.根据权利要求5所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:硬件接口驱动模块为多通道冗余设计,采用通信数据与通道解耦设计,当其中1个通道发生故障后,实现切换备用通道。7.根据权利要求1所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:数据解析模块解析的数据为符合物理意义或是满足相关规范的数据。8.根据权利要求1所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:所述应用层数据处理模块的全部状态包括飞行器的姿态、位置、当前飞行阶段。9.根据权利要求1所述的一种微型载人飞行器软件安全系统,其特征在于:启用应用层安全模块后,仅执行紧急降