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【摘 要 】本文针对某型装备任务设备视频记录仪工作异常,从工作原理着手,进行机理分析,建立故障树,逐层深入排查,最终完成故障定位和排除,此方法可给同类设备故障排除提供一种借鉴.
【关 键 词 】视频记录仪；故障；排故
The Troubleshooting Method of a Video Recorder
WeiXiaoheng LiHongquan
PLA.unit 92419 Xingcheng,liaoning,china 125106
Abstract：In this paper,for the problem of a certain type of equipment video recorder to abnormal.Depending on the working principles and mechani analysis,A failure tree is constructed.Finally,finding the fault location and eliminating the failure.The troubleshooting of similar equipment will be get reference by this method.
Key word：video recorder；failure；troubleshooting
1.引言
20世纪60年代以来,无人机以其独有的低成本和零伤亡的优势,在多次局部战争中成功执行了战场侦察、雷达诱饵和目标指示等多种任务,因此受到越来越多国家的重视,得到迅猛发展.目前从事研究和生产无人机的有美国、俄罗斯、以色列、法国、英国和南非等近30个国家,无人机基本数量已增加到300多种[1].随着光电技术、计算机与信息处理技术、通信和网络技术等的发展,一些先进的传感器和信息传输设备相继出现,无人机机载侦察设备的性能有了显著的提高,能够实时传输的数码相机取代了胶片航空侦察相机,现场直播已成为各类侦察活动的主要媒体形式,一些无人机大国甚至已经实现了侦察打击一体化.
以情报收集、阵地位置标识和战场损失评估等为目的的侦查往往需要高清晰度的图像或者图片信息,但空中环境因素对最终的图像质量影响远比地面大得多,再加上受数据链路带宽限制,实时传输的图像清晰度往往达不到要求.因此一般大中型侦察无人机上都搭载了相应的视频图像记录设备,可在无人机返航后通过相应接口设备导出数据,用于情报的事后分析和处理.
本文讨论的某型无人机装备的视频图像记录仪就属于此类设备,它是机载任务设备的一部分,用于视频图像信号实时采集和数字压缩存储,主要由PC主机板、图像采集与压缩卡、电子硬盘等组成,待飞机降落后,可利用USB接口或网口将其中记录的数据导出[3].下载内容的格式满足通用性,可在一般视频软件上播放、编辑,显示局部信息.
2.故障机理
2.1 故障现象描述
对于长航时监控无人机,记录的数据量一般都很大,因此视频图像记录设备一般采取分段保存的模式,每一段都自动产生文件编号,方便下载和查询.
文中使用的无人机,飞行结束后,使用导出设备可以看到纪录以内已经存在了超过10GB的视频图像,但只有两个文件编号,第一个为初始60分钟正常生成的约2.8GB的文件,第二个为剩余时间的生成的大于8GB的文件.第二个文件无法正常下载,反复插拔连接件和重新启动计算机,该问题依旧存在.
2.2 故障分析及故障定位
经分析后认为能够引起记录仪工作异常的故障有两种：硬件故障和软件故障.
（1）硬件故障
多次地面测试后,发现记录仪可以正常的启动和记录,只是数据无法正常分段和下载.分析后认为是由于地面计算机硬盘采用的是FAT32格式,此格式不支持超过4GB的文件,所以无法下载生成的大文件.实际上,如果图像数据下载使用的计算机Windows操作系统采用NTFS文件系统（现在大部分计算机都采用NTFS文件系统）,该文件系统支持文件的大小是大于4GB的,就应该可以正常下载.因此改用在NTFS格式下下载数据,数据可以正常下载,图像回放也正常,也就是说图像记录装置记录的文件不管大小都可以正常下载和回放.
所以数据不能正常下载的原因是FAT32格式下只能下载小于4GB的文件,数据可以正常回放说明数据记录正常,因此排除硬件故障.
（2）软件故障
根据视频图像记录仪的工作原理和软件流程图初步分析,数据可以正常的播放,说明图像的采集、压缩和下载过程没有发生错误,只是文件不能正常分段,因为生成文件大小的控制是在软件定时中断函数中完成的.从定时器中断流程图中（图1）可以看出,软件在判断条件上非常苛刻,容易受到外界干扰而导致判断条件失效,从而造成上一个文件无法正常结束,新文件也无法正常建立.所以基本认定该问题应为视频图像记录仪的软件设计缺陷.
2.3 生成大文件的原因
图像记录装置正常记录数据应该60min为一个文件,不应出现大文件.分析图像记录装置的软件工作流程,图像记录装置采用的是嵌入式多任务实时操作系统,它采用了录像进程、定时中断、串口接收中断等多个任务并行执行.为保证录像质量,软件设计将录像进程的优先级定为最高,定时中断优先级较低[4].
定时中断函数负责控制录像时间,每1ms会进入中断一次,同时计时器的计数值加1.当计时器的计数值正好等于3600000（60分×60×1000）时,自动停止录像,保存录制的文件.然后重新建立一个新文件,同时清零计时计数值,再进行新的录像.在上述过程中,极端情况下,当计时到60分钟时刚进入定时中断,还没有进行更换文件的处理,被优先级更高的录像中断打断,随后新的定时中断重新进入,计时计数值加1,计时计数值已经超过3600000,不能满足计时计数值等于3600000进行文件转换的要求.以后计时计数值会不断累加,并会大于360000,所以就会产生大的录像文件. 3.解决措施
针对图像记录装置正常记录60min为一个文件的控制问题,在软件上采取双重控制措施：一是继续通过定时器控制文件的大小,但判断计时计数值是采用大于等于3600000,可以避免上述的情况发生；二是循环查询正在录制文件的大小,如果文件大小已经超过3G,也自动结束一个文件,然后开始一个新文件的录制.需要对源程序代码进行修改.
3.1 判断是否超时错误的程序
原程序：
void sigalrm_handler（int sig）
{
Static int i1count等于0；
Static int i2count等于0；
等
if（i1count等于等于HOWLONGTIME）
{
i1count等于-4；
Pthread_cancel（tid1）；
}
等
if（i2count等于等于HOWLONGTIME）
{
i2count等于-4；
Pthread_cancel（tid2）；
}
等
}[3]
修改后的程序：
if（i1count>等于HOWLONGTIME）
{
i1count等于-4；
Pthread_cancel（tid1）；
}
等
if（i2count>等于HOWLONGTIME）
{
i2count等于-4；
Pthread_cancel（tid2）；
}
3.2 文件大小的限制程序
增加查询和判断文件大小的语句,如果超过文件限制大小,则终止录像进程.
void sigalrm_handler（int sig）
{
Static int i1count等于0；
Static int i2count等于0；
等
stat（filename1.&statbuf1）；
stat（filename2.&statbuf1）；
thesize1等于（unsigned long）statbuf1.st_size；
thesize2等于（unsigned long）statbuf2.st_size；
printf（“i1count等于%d i2count等于%dpercent等于%d 0x%x 0x%x＼n”,
i1count,i2count,percent,myMsgSend.header.full,
myMsgSend.header.percent）；
等
if（thesize1>等于0x5F5E1000 && thesize1<=0x5F7E10000 &&
i1count>0）
{
i1count等于-4；
pthread_cancel（tid1）；
system（“killall mplayer1”）；
printf（“has killed channel1＼n”）；
}
等
if（thesize2>等于0x5F5E1000 thesize2<=0x5F7E10000 &&&&
i2count>0）
{
i2count等于-4；
pthread_cancel（tid2）；
system（“killall mplayer2”）
printf（“has killed channel2＼n”）；
}
等
}
程序更改后进行了多次地面检查和长时间拷机测试,记录仪均工作正常,拍摄的数据可以正常分段和下载播放,说明故障已经排除.这样不但排除了故障,还使记录仪的控制软件性能得到了改善,消除了设备自身的缺陷,使其可靠性得到了提高.
4.结论
故障的外观表象是设备内部缺陷造成的,排除方法一般按照由外及里的层次进行.本文直接从工作原理入手,进行机理分析,最终完成故障定位和排除.这种故障处理模式也为其他型号的记录仪的故障维修提供了一种借鉴.