嵌入式无线多网络飞机状态检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种嵌入式无线多网络飞机状态检测系统，信息采集组件包括多个传感器，基础信号无线传输组件包括数模转换器、蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器、光电信号转换器和微控制器。中继节点组件包括多个蓝牙中继节点、多个zigbee中继节点和多个可见光中继节点。多网络中心节点组件包括ARM处理器主节点，上位机组件包括上位机。形成蓝牙无线传输网路、zigbee无线传输网路和可见光无线传输网路。本发明专利技术通过蓝牙无线传输网路、zigbee无线传输网路和可见光无线传输网路三种无线传输网路传输方式，在信号传输过程中择优选择，使传感器的速度与准确性达到最优化，最后及时反映给驾驶员，让其时刻掌握飞机的状态及遭遇的情况。

Embedded Wireless Multi-Network Aircraft State Detection System

The invention discloses an embedded wireless multi-network aircraft state detection system. The information acquisition component includes multiple sensors, and the basic signal wireless transmission component includes a digital-to-analog converter, a Bluetooth matching converter, a ZigBee signal converter, a photoelectric signal converter and a microcontroller. The relay node component includes multiple Bluetooth relay nodes, multiple ZigBee relay nodes and multiple visible relay nodes. The multi-network center node component includes the main node of the ARM processor, and the upper computer component includes the upper computer. Bluetooth wireless transmission network, ZigBee wireless transmission network and visible light wireless transmission network are formed. Through Bluetooth wireless transmission network, ZigBee wireless transmission network and visible light wireless transmission network, the present invention optimizes the speed and accuracy of the sensor in signal transmission process, and finally reflects it to the driver in time to keep abreast of the status and encounter of the aircraft.

【技术实现步骤摘要】
嵌入式无线多网络飞机状态检测系统
本专利技术涉及飞机无线通信
，具体涉及一种嵌入式无线多网络飞机状态检测系统。
技术介绍
传感器应用于飞机的各个领域，飞机上有包括空速管、迎角传感器、高度测量器等2000～4000多个传感器，它们的使用与飞机的安全与稳定密不可分。传统传感器由于质量大、成本高、灵活性差、安装不便等缺点逐渐面临淘汰。近年来随着微机电系统(MEMS)、无线通信网络、嵌入式技术的飞速发展，出现了许多新型的信息采集处理模式，嵌入式无线传感网络便是其中之一，无线传感系统现已广泛应用于军事、智能交通、环境监控、医疗卫生等各个领域。无线传感系统质量小，对于一架大型飞机来说，有11000-13000磅的布线，该技术就意味着减重高达3300-4000磅。除此之外，无线传感系统可以提供对飞机上一些难以到达的位置的测量，比如旋转元件，也可以进行临时安装，不占用机内空间，且无线传感系统比传统传感器更加精确和稳定。
技术实现思路
针对现有的飞机传统的传感器传输方式存在问题，本专利技术提供了一种嵌入式无线多网络飞机状态检测系统。本专利技术采用以下的技术方案：一种嵌入式无线多网络飞机状态检测系统，包括信息采集组件、基础信号无线传输组件、中继节点组件、多网络中心节点组件和上位机组件；信息采集组件包括多个传感器，基础信号无线传输组件包括数模转换器、蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器、光电信号转换器和微控制器；所述中继节点组件包括多个蓝牙中继节点、多个zigbee中继节点和多个可见光中继节点；多网络中心节点组件包括ARM处理器主节点；上位机组件包括上位机；每个传感器均与一个数模转换器电连接，数模转换器与微控制器电连接，微控制器分别与蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器和光电信号转换器电连接；蓝牙匹配转换器与蓝牙中继节点无线连接，zigbee信号转换器与zigbee中继节点无线连接，光电信号转换器与可见光中继节点电连接；蓝牙中继节点、zigbee中继节点和可见光中继节点与ARM处理器主节点无线连接，ARM处理器主节点与上位机电连接；蓝牙匹配转换器、蓝牙中继节点和ARM处理器主节点组成完整的蓝牙无线传输网路；zigbee信号转换器、zigbee中继节点和ARM处理器主节点组成完整的zigbee无线传输网路；光电信号转换器、可见光中继节点和ARM处理器主节点组成完整的可见光无线传输网路。优选地，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器、光亮强度传感器和舱内外压力传感器。优选地，所述微控制器的型号为STM32F105，微控制器能对无线传输网路进行选择。优选地，还包括摄像机，摄像机与上位机相连，上位机位于飞机驾驶舱内，上位机上设置有声光报警器。本专利技术具有的有益效果是：本专利技术提供的嵌入式无线多网络飞机状态检测系统，通过蓝牙无线传输网路、zigbee无线传输网路和可见光无线传输网路三种无线传输网路传输方式，在信号传输过程中择优选择，使传感器的速度与准确性达到最优化，最后及时反映给驾驶员，让其时刻掌握飞机的状态及遭遇的情况。附图说明图1为嵌入式无线多网络飞机状态检测系统的原理框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明：结合图1，一种嵌入式无线多网络飞机状态检测系统，包括信息采集组件、基础信号无线传输组件、中继节点组件、多网络中心节点组件和上位机组件。信息采集组件包括多个传感器，传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器、光亮强度传感器和舱内外压力传感器等上千个传感器，能实时检测飞机的运行状态信息。基础信号无线传输组件包括数模转换器、蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器、光电信号转换器和微控制器。微控制器的型号为STM32F105，微控制器能对无线传输网路进行选择。中继节点组件包括多个蓝牙中继节点、多个zigbee中继节点和多个可见光中继节点。蓝牙中继节点、zigbee中继节点和可见光中继节点能实现基础信号的双向转发工作，对于传送过来的有效的信号完成信号的复制、调整和放大功能。多网络中心节点组件包括ARM处理器主节点。上位机组件包括上位机。还包括摄像机，摄像机与上位机相连，上位机位于飞机驾驶舱内，上位机上设置有声光报警器。每个传感器均与一个数模转换器电连接，数模转换器与微控制器电连接，微控制器分别与蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器和光电信号转换器电连接。蓝牙匹配转换器与蓝牙中继节点无线连接，zigbee信号转换器与zigbee中继节点无线连接，光电信号转换器与可见光中继节点电连接。蓝牙中继节点、zigbee中继节点和可见光中继节点与ARM处理器主节点无线连接，ARM处理器主节点与上位机电连接，ARM处理器主节点将接受的信号进行处理，利用TCPsocket通信转发至上位机。蓝牙匹配转换器、蓝牙中继节点和ARM处理器主节点组成完整的蓝牙无线传输网路。zigbee信号转换器、zigbee中继节点和ARM处理器主节点组成完整的zigbee无线传输网路。光电信号转换器、可见光中继节点和ARM处理器主节点组成完整的可见光无线传输网路。微控制器能对无线传输网路进行选择，例如，关于温度、湿度、烟雾浓度的状态信息，优先选择蓝牙无线传输网路传输；关于舱内外光强的状态信息，优先选择Zigbee无线传输网路传输；关于舱内外压力的状态信息额，优先选择可见光无线传输网路传输。飞机正常航行的过程中，结合三种无线传输方式的优点，使传感器的速度和准确性达到最大化。但飞机航行过程中一旦遇到恶劣天气或其他复杂情况，无法保证三种传输方式都可以将有效信息准确的送到上位机，微控制器能接受自中继节点组件反馈回的信号，确定是否可以有效传递，如若无法实现有效传递，便会切换传输方式。中继节点组件的分布按照星型网络拓扑图和广播组拓扑图相结合的分布方式来进行分布，从而对飞机上一些难以到达的位置的测量，比如旋转元件、机侧翼、机尾翼等，以便于对飞机整体状态信息的掌控。信息采集组件中的各类传感器采集飞机在运行过程中经历的不同的环境下的状态信息，直接提取出模拟电信号，将模拟电信号采样处理，经数模转换器后转为数字电信号，根据各类信息数字电信号的特征，微处理器自主选择最理想的传输方式，分别将信号传输到各类信号转换器中，转换为各类无线传输模式下的信号传输类型，到中继节点组件，中继节点组件采取ARQ停止等待协议，对接受到的信号进行差错检测，若无差错向采集节点发送确认帧，若出现差错或信号帧丢失，不发送确认帧，采集节点会重新发送信号至中继节点，知道完成传输，中继节点在处理ARM处理器主节点发送过来的信息也采用同样的处理方式，确保信息传输的准确性。ARM处理器主节点在处理中继节点送达的信息时，同样是采用停止等待协议对信息进行处理。接受到误码率在范围内的信号再传递给上位机。当然，上述说明并非是对本专利技术的限制，本专利技术也并不仅限于上述举例，本
的技术人员在本专利技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式无线多网络飞机状态检测系统，其特征在于，包括信息采集组件、基础信号无线传输组件、中继节点组件、多网络中心节点组件和上位机组件；信息采集组件包括多个传感器，基础信号无线传输组件包括数模转换器、蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器、光电信号转换器和微控制器；所述中继节点组件包括多个蓝牙中继节点、多个zigbee中继节点和多个可见光中继节点；多网络中心节点组件包括ARM处理器主节点；上位机组件包括上位机；每个传感器均与一个数模转换器电连接，数模转换器与微控制器电连接，微控制器分别与蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器和光电信号转换器电连接；蓝牙匹配转换器与蓝牙中继节点无线连接，zigbee信号转换器与zigbee中继节点无线连接，光电信号转换器与可见光中继节点电连接；蓝牙中继节点、zigbee中继节点和可见光中继节点与ARM处理器主节点无线连接，ARM处理器主节点与上位机电连接；蓝牙匹配转换器、蓝牙中继节点和ARM处理器主节点组成蓝牙无线传输网路；zigbee信号转换器、zigbee中继节点和ARM处理器主节点组成zigbee无线传输网路；光电信号转换器、可见光中继节点和ARM处理器主节点组成可见光无线传输网路。...

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式无线多网络飞机状态检测系统，其特征在于，包括信息采集组件、基础信号无线传输组件、中继节点组件、多网络中心节点组件和上位机组件；信息采集组件包括多个传感器，基础信号无线传输组件包括数模转换器、蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器、光电信号转换器和微控制器；所述中继节点组件包括多个蓝牙中继节点、多个zigbee中继节点和多个可见光中继节点；多网络中心节点组件包括ARM处理器主节点；上位机组件包括上位机；每个传感器均与一个数模转换器电连接，数模转换器与微控制器电连接，微控制器分别与蓝牙匹配转换器、zigbee信号转换器和光电信号转换器电连接；蓝牙匹配转换器与蓝牙中继节点无线连接，zigbee信号转换器与zigbee中继节点无线连接，光电信号转换器与可见光中继节点电连接；蓝牙中继节点、zigbee中继节点和可见光中继节点与ARM处理器主...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈赓，闫弘旭，曾庆田，梁泉泉，王卓鹏，孟文文，周瑜，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37