一种艇载无线测控网络系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种艇载无线测控网络系统和方法，该系统包括多个采集器和艇载计算机，艇载计算机和各个采集器之间采用无线的方式进行通讯。该系统降低了有线传输带来的高成本，解决了有线传输扩展性差和维护困难的问题，减少了飞艇的自身重量，增加了有效载荷的重量。

Boat carried wireless measurement and control network system and method

The invention discloses a boat borne wireless measurement and control network system and a method, wherein the system comprises a plurality of collectors and a boat borne computer, wherein, the boat borne computer and each collector communicate by wireless means. The system reduces the high cost brought by wire transmission, solves the problem of poor expansion and maintenance difficulty of wire transmission, reduces the weight of the airship, and increases the weight of the payload.

【技术实现步骤摘要】
一种艇载无线测控网络系统和方法
本文专利技术涉及一种艇载无线测控系统和方法，适用于飞艇、高飘球等浮空器机载测控数据传输。
技术介绍
临近空间飞艇是以太阳能为动力能源的临近空间飞行器，因其具有高空长时间驻留的特性，并且在通信中继、早期预警、对地观测等应用领域有巨大潜力而广受国内外关注。与常规飞行器的总体设计不同，临近空间飞艇作为一种新兴的飞行器，可借鉴设计经验并不多，同时在其设计过程中气动、结构、能源和控制等学科存在交叉耦合。在飞艇飞行过程中，常常需要分布在飞艇各个位置的多个采集器对温度、气压等各种数据信息进行采集或控制。采集器采集到信息后，需要将信息传送给机载计算机处理后传递到地面，地面再根据传回来的信息，对飞艇进行控制。现有飞艇普遍通过有线传输来传送数据，但是有线传输带来高成本、低扩展性、重量太大等多个缺点往往给飞艇艇载测控网络的设计带来极大的困难。
技术实现思路
本系统根据有线传输所存在的问题，提出了一种艇载无线测控系统和方法，使用无线传输的方法对采集信息进行传输。本专利技术通过以下技术方案实现的。一种艇载无线测控网络系统，该系统包括多个采集器和艇载计算机，其特征在于，所述艇载计算机和多个采集器中的每一个之间都是采用无线的方式进行通讯。优选地，所述多个采集器中的每一个都包括多个下级设备、数据接口、处理器模块、无线传输模块，其中，每个采集器的处理器模块通过数据接口与多个下级设备相连接，采集数据，通过处理器模块将采集到的数据进行处理，通过无线传输模块将上述处理过的数据回传到艇载计算机；每个采集器通过无线传输模块接收艇载计算机通过无线网络发送来的遥控指令，经过处理后，通过数据接口转发到所述多个下级设备。优选地，所述多个采集器包括第一采集器、第二采集器、第三采集器、第四采集器和第五采集器。优选地，通过数据接口采集的数据包括环境、设备状态数据，还包括氦气温度、囊体内外压差、阀门开闭状态、电机转速、爆破索状态数据，和其他需要采集的数据。优选地，所述多个下级设备包括第一设备、第二设备、第三设备、第四设备和第五设备。优选地，数据接口包括串口。一种艇载无线测控网络方法，其采用上述的系统，该方法包括：采集器的处理器模块通过数据接口与多个下级设备相连接，采集数据，通过处理器模块将采集到的数据进行处理；采集器的无线传输模块将上述处理后的数据回传到艇载计算机；采集器的无线传输模块接收艇载计算机通过无线网络发送来的遥控指令，经过处理后，转发到所述多个下级设备。本专利技术是一种艇载无线测控网络系统和方法，解决了以下问题：(1)降低有线传输带来的高成本；(2)解决了有线传输扩展性差的问题；(3)解决了有线传输维护困难的问题；(4)减少了飞艇的自身重量，增加了有效载荷的重量。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。图1是根据本专利技术实施方式的有线传输艇载测控网络系统图；图2是根据本专利技术实施方式的无线传输艇载测控网络系统图；图3是根据本专利技术实施方式的采集器架构图；图4是根据本专利技术实施方式的无线传输艇载测控网络方法流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。现阶段，飞艇的艇载测控信息主要通过有线传播传输到机载计算机。但由于飞艇的体积较大，测控信息从采集器传输到机载计算机就需要较长的传输线路。同时，在组建好一个通讯网络之后，系统需要对采集器布置方案进行调整。如果采用有线的方式，就需要重新的布线，施工比较麻烦，而且还有可能破坏原来的通讯线路，如图1所示，现有技术中的艇载测控网络系统为有线的，该系统包括艇载计算机6、采集器1～采集器5以及较长的供电及通信线，艇载计算机6与各个采集器之间采用有线的方式进行通讯。如果采用无线数据传输方式，只需将新增设备与无线数传电台相连接就可以实现系统的扩充了，相比之下有更好的扩展性。此外，试用无线通讯使得设备维护更容易，而有线通讯链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而采用无线数据传输方式只需维护数传模块，出现故障时则能快速找出原因，恢复线路正常运行。并且，对于飞艇来说，有线通讯所需要的线缆重量非常大，如果使用无线通讯，则可以减少这部分重量，增加有效载荷的重量。由此，本专利技术提出了一种艇载无线测控网络系统。如图2所示，该系统包括采集器1～采集器5和艇载计算机6，艇载计算机6和各个采集器之间采用无线的方式进行通讯。其中，采集器1～采集器5各自都包括多个下级设备(图3所示优选地为设备1～设备5)、数据接口、处理器模块、无线传输模块(例如ZigBee模块)，其中，采集器由其中的处理器模块通过数据接口与设备1～设备5相连接，来采集数据，所述处理器模块将采集到的数据进行处理，优选地，处理成为通过无线传输模块进行传输的约定的格式，通过无线传输模块将上述处理过的约定格式的数据返回到艇载计算机6。同时，采集器1～采集器5各自通过无线传输模块接收机载计算机6通过无线网络发送来的遥控指令，由处理器模块经过处理后，经由数据接口转发到设备1～设备5。由此，无线通信链路取代有限通信链路之后，艇载测控成为由无线节点及艇载计算机组成的无线自组织测控网络。无线节点将自身采集到的状态数据发送的无线网络中，并从无线网络中接收遥控指令并执行，同时转发临近节点测控数据。优选地，所采集的数据包括环境、设备状态数据，还包括氦气温度、囊体内外压差、阀门开闭状态、电机转速、爆破索状态数据，和其他需要采集的数据。优选地，采集器的个数不限于5个，可以是一个，或者多个，下级设备的个数也不限于5个，可以是一个，或者多个。如图4所示，本专利技术还公开了一种艇载无线测控网络方法，所述方法包括：采集器的处理器模块通过数据接口与设备1～设备5相连接，来采集数据，通过处理器模块将采集到数据进行处理，优选地，处理成为通过无线传输模块进行传输的约定的格式；采集器通过其无线传输模块将约定格式的数据返回到艇载计算机6；采集器通过无线传输模块接收艇载计算机6通过无线网络发送来的遥控指令，由处理器模块经过处理后，经由数据接口转发到设备1～设备5。优选地，所采集的数据包括环境、设备状态数据，还包括氦气温度、囊体内外压差、阀门开闭状态、电机转速、爆破索状态数据，和其他需要采集的数据。优选地，采集器的个数不限于5个，可以是一个，或者多个，下级设备的个数也不限于5个，可以是一个，或者多个。其中，数据接口可以是多种形式的数据接口，其与下级设备进行数据交互。优选地，数据接口可以是串口，其用于采集状态数据、向下级设备转发指令。优选地，数据接口可以包括DO和DI，其中，DO仅作数据输出，相当于串口下发指令到下级设备，在实现过程中，通过放大电路，将DO输出的电流放大，达到爆破的目的；DI仅作数据输入，相当于串口采集下级设备状态数据，在实现过程中，过采集微弱电流，进而判断电路的通断，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种艇载无线测控网络系统，该系统包括多个采集器和艇载计算机，其特征在于，所述艇载计算机和多个采集器中的每一个之间都是采用无线的方式进行通讯。

【技术特征摘要】
1.一种艇载无线测控网络系统，该系统包括多个采集器和艇载计算机，其特征在于，所述艇载计算机和多个采集器中的每一个之间都是采用无线的方式进行通讯。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个采集器中的每一个都包括多个下级设备、数据接口、处理器模块、无线传输模块，其中，每个采集器的处理器模块通过数据接口与多个下级设备相连接，采集数据，通过处理器模块将采集到的数据进行处理，通过无线传输模块将上述处理过的数据回传到艇载计算机；每个采集器通过无线传输模块接收艇载计算机通过无线网络发送来的遥控指令，经过处理后，通过数据接口转发到所述多个下级设备。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述多个采集器包括第一采集器、第二采集器、第三采集器、第四采集器和第五采集器。4.如权利要求2或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，
申请(专利权)人：北京天恒长鹰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11