一种人工增雨飞机探测作业系统技术方案

本发明专利技术公开了一种人工增雨飞机探测作业系统，包括：激光探测设备，其安装在单个机翼下方；机载作业播撒装置，其安装在飞机机舱外部；机载摄像头，其安装在飞机外部，两个所述机载摄像头对称安装在飞机左右两侧；作业控制台，其安装在飞机机舱内部前部；供配电设备，其安装在飞机机舱内部前部；所述作业控制台通过多路RS485接口与所述激光探测设备、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头通信连接；所述供配电设备与所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头分别通过电缆连接。本发明专利技术还提供了一种人工增雨飞机探测作业方法。本发明专利技术的有益效果为：集探测和作业一体化，实现高效、智能的播撒作业。

【技术实现步骤摘要】
一种人工增雨飞机探测作业系统
本专利技术涉及人工增雨设备
，具体而言，涉及一种人工增雨飞机探测作业系统。
技术介绍
人工影响天气技术是指为避免或者减轻气象灾害，合理利用气候资源，在适当条件下通过科技手段对局部天气的物理、化学过程进行人工影响，使其向着有利于人类生活的方向发展。人工影响天气是人工增雨、人工防雹、人工消云、人工防霜和人工抑制雷电等的总称，其中开展最多的是人工增雨。人工增雨主要是根据不同云层的物理特性，选择合适时机，人为向云层中播撒催化剂，促进云滴迅速凝结或碰并增大形成雨滴降落到地面。大量研究实验证明，对于适合人工增雨的云，在适当的部位适当时机采用适当的催化方法可以达到增加降雨的目的。人工增雨作业掌握和使用不当就会使实际效果大大降低，在特殊情况下还能出现负效果。因此，判定精准的催化条件和掌握正确的作业方法是人工增雨的关键。目前，世界人工增雨飞机作业过程主要依赖地面指挥中心给出作业区域，通过地基探测设备(主要为气象雷达)探测出作业区域，然后地面指挥中心将探测信息发送给飞机，指挥飞机飞到作业区域开始播撒催化剂，在气象目标探测、识别和最终播撒作业之间严重依赖地面人员操控。目前来说，我国飞机作业均不具备实时云层信息精确探测、作业时机自主判定及智能化作业的功能，且机载设备大多都是从国外进口，多数是不匹配、不成套，作业过程完全依赖现场人员的监控及手动操作。在实际业务工作中，不具备从探测信息直接转化为催化作业的智能化功能。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种集探测和作业一体化的人工增雨飞机探测作业系统。本专利技术提供了一种人工增雨飞机探测作业系统，包括：激光探测设备，其安装在单个机翼下方；机载作业播撒装置，其安装在飞机机舱外部；机载摄像头，其安装在飞机外部，两个所述机载摄像头对称安装在飞机左右两侧；作业控制台，其安装在飞机机舱内部前部；供配电设备，其安装在飞机机舱内部前部；其中，所述作业控制台通过多路RS485接口与所述激光探测设备通信连接，所述激光探测设备探测云层气象信息，并将这些探测到的气象信息实时传输至所述作业控制台；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载作业播撒装置双向通信连接，所述作业控制台根据采集到的气象数据下发播撒作业的控制指令给所述机载作业播撒装置，所述机载作业播撒装置接收控制指令后进行播撒作业，所述作业控制台获取所述机载作业播撒装置的实时作业信息，并同时对这些实时作业信息进行监控和显示；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载摄像头双向通信连接，所述机载摄像头实时采集所述机载作业播撒装置播撒作业的视频信息，并将视频信息传输至所述作业控制台，所述作业控制台对传输来的视频信息进行监控并存储；所述供配电设备与所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头分别通过电缆连接；所述供配电设备为所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头提供电源。作为本专利技术进一步的改进，所述机载作业播撒装置包括对称安装在两个飞机机翼下方的焰条播撒装置、对称安装在飞机机身外部两侧的焰弹播撒装置以及安装在飞机机舱内部后部的液态CO2播撒装置；所述作业控制台通过RS485接口与所述焰条播撒装置双向通信连接，所述焰条播撒装置根据控制指令对不同的作业区域选取不同种类、不同数量的焰条同时或分时进行播撒，同时，所述作业控制台通过检测所述焰条播撒装置内的焰条内阻得到焰条的有无和种类信息，实时显示所述焰条播撒装置内焰条的数量、种类和状态；所述作业控制台通过RS485接口与所述焰弹播撒装置双向通信连接，所述焰弹播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同数量的焰弹依次进行播撒，同时，所述作业控制台通过检测所述焰弹播撒装置内的焰弹内阻得到焰弹的有无信息，实时显示所述焰弹播撒装置内焰弹的数量和状态；所述作业控制台通过RS485接口与所述液态CO2播撒装置双向通信连接，所述液态CO2播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同的CO2气瓶依次进行播撒，同时，所述作业控制台获取所述液态CO2播撒装置内CO2气瓶的数量、状态、CO2浓度和CO2压力信息，实时显示所述液态CO2播撒装置内CO2气瓶的数量、状态、CO2浓度和CO2压力。作为本专利技术进一步的改进，所述激光探测设备包括安装在单个机翼下方的机载激光云粒子谱仪、激光云粒子成像仪以及激光降水粒子成像仪，所述机载激光云粒子谱仪、所述激光云粒子成像仪以及所述激光降水粒子成像仪均内置独立探头；所述作业控制台通过三路RS485接口分别与所述机载激光云粒子谱仪、所述激光云粒子成像仪以及所述激光降水粒子成像仪通信连接，探测云层中云粒子谱分布数据、云粒子浓度、云粒子直径、含水量、空气温度、气压、相对湿度。作为本专利技术进一步的改进，所述作业控制台包括作业控制壳体，所述作业控制壳体上设有液晶显示屏、手动控制器和综合控制面板，所述作业控制壳体内设有工控机和播撒装置控制电路板；其中，所述播撒装置控制电路板上设有右烟弹执行控制器、左烟弹执行控制器、焰条执行控制器和液态CO2执行控制器，所述手动控制器上设有多个信号指示灯和多个操作按键，所述综合控制面板上设有用于显示所述右烟弹执行控制器、所述左烟弹执行控制器、所述焰条执行控制器的三个灯组组成的LED点阵屏、用于显示所述液态CO2执行控制器状态的四个灯条组成的LED条状屏、多个指示灯和多个操作按键；所述液晶显示屏与所述工控机通信连接，所述手动控制器与所述播撒装置控制电路板双向通信连接，所述播撒装置控制电路板通过四路RS485接口与所述工控机双向通信连接，所述播撒装置控制电路板通过四路RS485接口与所述信号转换盒双向通信连接，所述播撒装置控制电路板与所述综合控制面板通信连接；所述工控机下发控制指令并通过四路RS485信号发出或所述手动控制器下发控制指令并通过五路击发信号发出，所述播撒装置控制电路板接收到控制指令后，通过四路RS485信号发出至所述信号转换盒，所述信号转换盒将收到的控制指令发送至所述播撒装置控制电路板上的右烟弹执行控制器、左烟弹执行控制器、焰条执行控制器和液态CO2执行控制器，所述播撒装置控制电路板接收到控制指令后进行响应，并将响应信息反馈至所述信号转换盒，所述转换盒将响应信号发送至所述综合控制面板，所述综合控制面板根据响应信号，分别显示所述右烟弹执行控制器、所述左烟弹执行控制器、所述焰条执行控制器和所述液态CO2执行控制器的状态。作为本专利技术进一步的改进，所述右烟弹执行控制器或所述左烟弹执行控制器包括DC-DC变换器模块、电源板、DC-DC变换模块、110点LED点阵屏、点阵屏驱动模块、MCU中心处理器、第一串口适配器、第二串口适配器、485隔离器、状态指示及查询驱动模块；所述DC-DC变换器模块与所述电源板电连接，所述电源板与所述DC-DC变换模块和所述110点LED点阵屏电连接；所述DC-DC变换模块与所述点阵屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块电连接；所述手动控制器与通过五路RS485接口与所述MCU中心处理器通信连接；所述工控机与所述第一串口适配器双向通信连接，所述第一串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述信号转换盒通过所述485本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工增雨飞机探测作业系统，其特征在于，包括：激光探测设备，其安装在单个机翼下方；机载作业播撒装置，其安装在飞机机舱外部；机载摄像头，其安装在飞机外部，两个所述机载摄像头对称安装在飞机左右两侧；作业控制台，其安装在飞机机舱内部前部；供配电设备，其安装在飞机机舱内部前部；其中，所述作业控制台通过多路RS485接口与所述激光探测设备通信连接，所述激光探测设备探测云层气象信息，并将这些探测到的气象信息实时传输至所述作业控制台；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载作业播撒装置双向通信连接，所述作业控制台根据采集到的气象数据下发播撒作业的控制指令给所述机载作业播撒装置，所述机载作业播撒装置接收控制指令后进行播撒作业，所述作业控制台获取所述机载作业播撒装置的实时作业信息，并同时对这些实时作业信息进行监控和显示；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载摄像头双向通信连接，所述机载摄像头实时采集所述机载作业播撒装置播撒作业的视频信息，并将视频信息传输至所述作业控制台，所述作业控制台对传输来的视频信息进行监控并存储；所述供配电设备与所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头分别通过电缆连接；所述供配电设备为所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头提供电源。...

【技术特征摘要】
1.一种人工增雨飞机探测作业系统，其特征在于，包括：激光探测设备，其安装在单个机翼下方；机载作业播撒装置，其安装在飞机机舱外部；机载摄像头，其安装在飞机外部，两个所述机载摄像头对称安装在飞机左右两侧；作业控制台，其安装在飞机机舱内部前部；供配电设备，其安装在飞机机舱内部前部；其中，所述作业控制台通过多路RS485接口与所述激光探测设备通信连接，所述激光探测设备探测云层气象信息，并将这些探测到的气象信息实时传输至所述作业控制台；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载作业播撒装置双向通信连接，所述作业控制台根据采集到的气象数据下发播撒作业的控制指令给所述机载作业播撒装置，所述机载作业播撒装置接收控制指令后进行播撒作业，所述作业控制台获取所述机载作业播撒装置的实时作业信息，并同时对这些实时作业信息进行监控和显示；所述作业控制台通过RS485接口与所述机载摄像头双向通信连接，所述机载摄像头实时采集所述机载作业播撒装置播撒作业的视频信息，并将视频信息传输至所述作业控制台，所述作业控制台对传输来的视频信息进行监控并存储；所述供配电设备与所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头分别通过电缆连接；所述供配电设备为所述激光探测设备、所述作业控制台、所述机载作业播撒装置、所述机载摄像头提供电源。2.根据权利要求1所述的人工增雨飞机探测作业系统，其特征在于，所述机载作业播撒装置包括对称安装在两个飞机机翼下方的焰条播撒装置、对称安装在飞机机身外部两侧的焰弹播撒装置以及安装在飞机机舱内部后部的液态CO2播撒装置；所述作业控制台通过RS485接口与所述焰条播撒装置双向通信连接，所述焰条播撒装置根据控制指令对不同的作业区域选取不同种类、不同数量的焰条同时或分时进行播撒，同时，所述作业控制台通过检测所述焰条播撒装置内的焰条内阻得到焰条的有无和种类信息，实时显示所述焰条播撒装置内焰条的数量、种类和状态；所述作业控制台通过RS485接口与所述焰弹播撒装置双向通信连接，所述焰弹播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同数量的焰弹依次进行播撒，同时，所述作业控制台通过检测所述焰弹播撒装置内的焰弹内阻得到焰弹的有无信息，实时显示所述焰弹播撒装置内焰弹的数量和状态；所述作业控制台通过RS485接口与所述液态CO2播撒装置双向通信连接，所述液态CO2播撒装置根据控制指令对作业区域选取不同的CO2气瓶依次进行播撒，同时，所述作业控制台获取所述液态CO2播撒装置内CO2气瓶的数量、状态、CO2浓度和CO2压力信息，实时显示所述液态CO2播撒装置内CO2气瓶的数量、状态、CO2浓度和CO2压力。3.根据权利要求1所述的人工增雨飞机探测作业系统，其特征在于，所述激光探测设备包括安装在单个机翼下方的机载激光云粒子谱仪、激光云粒子成像仪以及激光降水粒子成像仪，所述机载激光云粒子谱仪、所述激光云粒子成像仪以及所述激光降水粒子成像仪均内置独立探头；所述作业控制台通过三路RS485接口分别与所述机载激光云粒子谱仪、所述激光云粒子成像仪以及所述激光降水粒子成像仪通信连接，探测云层中云粒子谱分布数据、云粒子浓度、云粒子直径、含水量、空气温度、气压、相对湿度。4.根据权利要求1所述的人工增雨飞机探测作业系统，其特征在于，所述作业控制台包括作业控制壳体，所述作业控制壳体上设有液晶显示屏、手动控制器和综合控制面板，所述作业控制壳体内设有工控机和播撒装置控制电路板；其中，所述播撒装置控制电路板上设有右烟弹执行控制器、左烟弹执行控制器、焰条执行控制器和液态CO2执行控制器，所述手动控制器上设有多个信号指示灯和多个操作按键，所述综合控制面板上设有用于显示所述右烟弹执行控制器、所述左烟弹执行控制器、所述焰条执行控制器的三个灯组组成的LED点阵屏、用于显示所述液态CO2执行控制器状态的四个灯条组成的LED条状屏、多个指示灯和多个操作按键；所述液晶显示屏与所述工控机通信连接，所述手动控制器与所述播撒装置控制电路板双向通信连接，所述播撒装置控制电路板通过四路RS485接口与所述工控机双向通信连接，所述播撒装置控制电路板通过四路RS485接口与所述信号转换盒双向通信连接，所述播撒装置控制电路板与所述综合控制面板通信连接；所述工控机下发控制指令并通过四路RS485信号发出或所述手动控制器下发控制指令并通过五路击发信号发出，所述播撒装置控制电路板接收到控制指令后，通过四路RS485信号发出至所述信号转换盒，所述信号转换盒将收到的控制指令发送至所述播撒装置控制电路板上的右烟弹执行控制器、左烟弹执行控制器、焰条执行控制器和液态CO2执行控制器，所述播撒装置控制电路板接收到控制指令后进行响应，并将响应信息反馈至所述信号转换盒，所述转换盒将响应信号发送至所述综合控制面板，所述综合控制面板根据响应信号，分别显示所述右烟弹执行控制器、所述左烟弹执行控制器、所述焰条执行控制器和所述液态CO2执行控制器的状态。5.根据权利要求4所述的人工增雨飞机探测作业系统，其特征在于，所述右烟弹执行控制器或所述左烟弹执行控制器包括DC-DC变换器模块、电源板、DC-DC变换模块、110点LED点阵屏、点阵屏驱动模块、MCU中心处理器、第一串口适配器、第二串口适配器、485隔离器、状态指示及查询驱动模块；所述DC-DC变换器模块与所述电源板电连接，所述电源板与所述DC-DC变换模块和所述110点LED点阵屏电连接；所述DC-DC变换模块与所述点阵屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块电连接；所述手动控制器与通过五路RS485接口与所述MCU中心处理器通信连接；所述工控机与所述第一串口适配器双向通信连接，所述第一串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述信号转换盒通过所述485隔离器与所述第二串口适配器双向通信连接，所述第二串口适配器通过RS485接口与所述MCU中心处理器双向通信连接；所述MCU中心处理器与所述点阵屏驱动模块通信连接，所述点阵屏驱动模块与所述110点LED点阵屏通信连接；所述MCU中心处理器与所述状态指示及查询驱动模块通信连接，所述状态指示及查询驱动模块与所述综合控制面板通信连接；所述供配电设备提供的电源进入所述DC-DC变换器模块变换后进入所述电源板，所述电源板为所述DC-DC变换模块和所述110点LED点阵屏提供电源，所述DC-DC变换模块变换后的电源为所述点阵屏驱动模块、所述MCU中心处理器和所述状态指示及查询驱动模块提供电源；所述手动击发器的指令通过I/O信号输入到所述MCU中心处理器中进行处理；所述工控机通过所述第一串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述信号转换盒通过所述第二串口适配器与所述MCU中心处理器进行RS485信号的配对通信；所述MCU中心处理器驱动所述点阵屏驱动模块后驱动所述110点LED点阵屏点亮；所述MCU中心处理器驱动所述状态指示及查询驱动模块后驱动指示灯和操作按键。6.根据权利要求4所述的人工增雨飞机探测作业系统，其特征在于，所述焰条执行控制器包括DC-DC变换器模块、电源板、D...

【专利技术属性】
技术研发人员：于子平，王广河，孙海铎，王乐，施建昌，
申请(专利权)人：北京厚力德仪器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11