一种卫星运输工况智能监控系统及带有该系统的包装箱技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星运输工况智能监控系统及带有该系统的包装箱。包括传感单元、采集存储控制单元、本地监控单元、远程监视单元、执行单元和供电单元；传感单元采集卫星包装箱内的温度、湿度、振动、实时图像，包装箱外环境的温湿度和大气压数据，以及包装箱内外的压差数据并传输给采集存储控制单元；采集存储控制单元通过有线或无线方式连接本地监控单元、远程监视单元，采集存储控制单元连接执行单元，供电单元为系统各单元供电。本发明专利技术从整体和各子单元的优化设计实现了包装箱内卫星工况的自动监控和调整，使包装箱满足飞机、铁路、公路、吊装、转运、停放、检漏等不同工况下的使用要求，提高了整个运输过程中的稳定性和安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星运输工况智能监控系统及带有该系统的包装箱


[0001]本专利技术涉及航空航天工程的运输工况监测装备领域，特别涉及一种卫星运输工况智能监控系统，及带有该系统的包装箱。

技术介绍

[0002]通常，卫星在制造地进行装配、集成、测试等阶段的工作，随后通过运输设备运输至发射场进行发射。随着我国航空航天事业的高速发展，近年来我国的卫星发射次数有了飞速的增长。而随着卫星发射频率、卫星载荷设备尺寸和精密化程度越来越高，在运输过程如何对保证卫星状态的稳定成为重要的要求。目前，卫星通常采用专用的包装箱实现运输，包装箱作为产品运输、存储、检漏容器使用，具备温度控制、湿度控制、压力控制、减振、气密、箱内环境测控等功能，同时还应满足包装箱开合及起吊时的可靠性、安全性要求。采用包装箱运输卫星要经过公路、飞机和铁路运输等多个环节的转运，因此要求满足各种运输环节的要求。如包装箱抵达机场后，要经历在机场停放、飞机装箱和空运飞行环节，经过数小时才能进行飞机装箱。期间对包装箱的外形尺寸、减振功能、内部温度、湿度、气密性等提出了非常高的要求。因而通过控制装置对包装箱内部环境进行监测并调节，以保持包装箱内环境如温度、湿度、压力等参数的稳定。已经成为卫星运输过程中必不可少的一部分。
[0003]CN 107368025公开了一种用于双星运输的集成监控装置，在两个集装箱中分别装有卫星数据采集控制装置、视频监控摄像装置和控制柜；两个控制柜互联，同时与上位机连接。CN 102774576公开了一种遥感卫星通用运输包装箱，数据采集及控制系统分别与温湿度传感器、压力传感器、振动传感器、冲击传感器等进行电通信，并与远程控制终端进行电通信以对遥感卫星运输进行远程实时控制。但上述系统仍然存在监视与控制方式较简单，难以在复杂运输条件下实现有效监控的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种卫星运输工况智能监控系统，及带有该系统的包装箱。
[0005]本专利技术完整的技术方案包括：一种卫星运输工况智能监控系统，包括传感单元、采集存储控制单元、本地监控单元、远程监视单元、执行单元和供电单元；所述传感单元采集卫星包装箱内的温度、湿度、振动和实时图像，包装箱外环境的温湿度和大气压数据，以及包装箱内外的压差数据并传输给采集存储控制单元；所述采集存储控制单元通过有线或无线方式连接本地监控单元、远程监视单元，采集存储控制单元连接执行单元，所述供电单元为系统各单元供电；所述传感单元包括箱内传感子单元和箱外传感子单元，所述箱内传感子单元包括箱内温湿度传感模组、压差传感模组、振动传感模组、数字摄像模组和高低压传感模组；所述箱外传感子单元包括环境温湿度传感模组和大气压传感模组；
所述箱内温湿度传感模组包括4个温湿度传感器，分别安装于卫星包装箱内，4个温湿度传感器分别采集箱内不同位置处的温湿度数据并传送给采集存储控制单元；所述压差传感模组包括2个压差传感器，分别安装于卫星包装箱底，2个压差传感器采集箱内和箱外环境的压差数据并传送给采集存储控制单元；振动传感模组包括8个三向振动传感器，分别安装于卫星包装箱内的减振器上， 8个三向振动传感器分别采集箱内不同位置上的卫星振动数据并传送给采集存储控制单元；所述数字摄像模组包括4个数字摄像机，分别安装于卫星包装箱内， 4个数字摄像机分别采集箱内不同位置上的实时视频图像数据并传送给采集存储控制单元；所述高低压传感模组包括1个高压传感器和1个低压传感器，高、低压传感器与执行单元的充排气组件相配合使用，执行充气和排气功能；所述箱外传感子单元中，所述环境温湿度传感模组包括2个环境温湿度传感器，分别采集箱外环境的温湿度数据并传送给采集存储控制单元；所述大气压传感模组包括2个大气压传感器，分别安装于箱体外侧，分别采集箱外环境的气压数据并传送给采集存储控制单元；所述采集存储控制单元由工控机、数字硬盘录像机、本地北斗导航模块、交换机、无线网桥、驱动电路、状态反馈电路、硬采开关组成；所述工控机包括主机、同步采集卡、异步采集卡、数字I/O卡、信号适配器以及操作系统；所述工控机主机通过同步采集卡连接振动传感模组；工控机主机通过异步采集卡连接箱内温湿度传感模组、压差传感模组、温湿度传感模组和大气压传感模组；工控机主机通过数字I/O卡连接执行单元和硬采开关；所述信号适配器为在每一路传感器的输出信号后增加的阻抗匹配电路；所述数字硬盘录像机用来对视频数据进行存储，数字硬盘录像机连接数字摄像模组；所述本地北斗导航模块安装在包装箱外部；本地北斗导航模块通过北斗卫星的短报文功能，将现场采集的经纬度、海拔、速度、温度、湿度、压力、振动冲击包络数据传输到远程监视单元；工控机和数字硬盘录像机连接交换机，交换机将工控机信号和数字硬盘录像机信号汇在一起，用网线将其输出至无线网桥；无线网桥安装在包装箱罩上圆弧处，通过有线网口连接交换机，并具有无线通信功能；无线网桥的信号发射装置外露在箱外，用于接收发射信号；数字I/O卡通过驱动电路连接执行单元，驱动电路接收I/O口的信号，并路控制执行部件；执行单元的执行情况信息通过状态反馈电路输入到I/O口，供工控机主机判读；所述硬采开关用以在包装箱吊装时，脱离本地监控单元对箱内环境数据进行独立自动采集，所述硬采开关为自复位开关；所述采集存储控制单元上配置有采集存储软件，所述采集存储软件完成数据采集、处理与存储工作；所述本地监控单元由笔记本电脑和本地监控系统软件组成，所述笔记本电脑具备有线网口和无线网桥配置；所述本地监控系统软件具备数据采集、存储、分析功能；所述远程监视单元由大屏台式机、远程北斗导航模块和远程监视端软件组成；通过北
斗卫星的短报文功能，接收现场采集的经纬度、海拔、速度、温度、湿度、压力、振动冲击包络数据；所述执行单元包括空调组件、充排气组件、检漏风机组件、干燥风机组件和LED灯带组件；所述空调组件包括整体式车载定频空调，采用380VAC供电，使用空调控制器及笔记本电脑控制；单台空调制冷量为8000W，制热采用电加热管加热，功耗为6000W；所述充排气组件构成为：包装箱外壁安装的一套配气台，配气台内包含有自动充排气电磁阀各一个、手动充排气阀门及管路，配气台与外接气瓶连接并同时连接传感单元的高低压传感模组；当压差值超过设置的压差上下限时，笔记本电脑发出控制信号，打开或关闭充排气阀，并通过状态反馈电路，用笔记本电脑显示充排气阀工作状态，自动调节箱内压力，保持箱内外压差在设定范围，实现自动充排气控制；在除空运之外的其他运输环节途中，通过传感单元的压差传感模组监控箱体内外的压差数据，并由采集存储控制单元接受本地监控单元指令或者按照预设的指令，通过执行单元中的充排气组件进行实时控制，确保包装箱在除空运之外的其他运输环节途中压力在正压500～3000Pa的范围之内；在空运环节的飞机起飞和降落过程中，通过本地北斗导航模块将实时采集的海拔数据传送给采集存储控制单元，采集存储控制单元通过海拔数据的变化，通过海拔高度和大气压力的对应关系计算出箱外环境的压力变化速度，并控制执行单元的充排气组件进行适应性调整，控制排气和充气的速度；所述检漏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星运输工况智能监控系统，其特征在于，包括传感单元、采集存储控制单元、本地监控单元、远程监视单元、执行单元和供电单元；所述传感单元采集卫星包装箱内的温度、湿度、振动和实时图像，包装箱外环境的温湿度和大气压数据，以及包装箱内外的压差数据并传输给采集存储控制单元；所述采集存储控制单元通过有线或无线方式连接本地监控单元和远程监视单元，采集存储控制单元连接执行单元，所述供电单元为系统各单元供电；所述传感单元包括箱内传感子单元和箱外传感子单元，所述箱内传感子单元包括箱内温湿度传感模组、压差传感模组、振动传感模组、数字摄像模组和高低压传感模组；所述箱外传感子单元包括环境温湿度传感模组和大气压传感模组；所述箱内温湿度传感模组包括4个温湿度传感器，分别安装于卫星包装箱内，4个温湿度传感器分别采集箱内不同位置处的温湿度数据并传送给采集存储控制单元；所述压差传感模组包括2个压差传感器，分别安装于卫星包装箱底，2个压差传感器采集箱内和箱外环境的压差数据并传送给采集存储控制单元；振动传感模组包括8个三向振动传感器，分别安装于卫星包装箱内的减振器上，8个三向振动传感器分别采集箱内不同位置上的卫星振动数据并传送给采集存储控制单元；所述数字摄像模组包括4个数字摄像机，分别安装于卫星包装箱内，4个数字摄像机分别采集箱内不同位置上的实时视频图像数据并传送给采集存储控制单元；所述高低压传感模组包括1个高压传感器和1个低压传感器，高低压传感器与执行单元的充排气组件相配合使用，执行充气和排气功能；所述箱外传感子单元中，所述环境温湿度传感模组包括2个环境温湿度传感器，分别采集箱外环境的温湿度数据并传送给采集存储控制单元；所述大气压传感模组包括2个大气压传感器，分别安装于箱体外侧，分别采集箱外环境的气压数据并传送给采集存储控制单元；所述采集存储控制单元由工控机、数字硬盘录像机、本地北斗导航模块、交换机、无线网桥、驱动电路、状态反馈电路和硬采开关组成；所述工控机包括主机、同步采集卡、异步采集卡、数字I/O卡、信号适配器以及操作系统；所述工控机主机通过同步采集卡连接振动传感模组；工控机主机通过异步采集卡连接箱内温湿度传感模组、压差传感模组、温湿度传感模组和大气压传感模组；工控机主机通过数字I/O卡连接执行单元和硬采开关；所述信号适配器为在每一路传感器的输出信号后增加的阻抗匹配电路；所述数字硬盘录像机用来对视频数据进行存储，数字硬盘录像机连接数字摄像模组；所述本地北斗导航模块安装在包装箱外部；本地北斗导航模块通过北斗卫星的短报文功能，将现场采集的经纬度、海拔、速度、温度、湿度、压力和振动冲击包络数据传输到远程监视单元；工控机和数字硬盘录像机连接交换机，交换机将工控机信号和数字硬盘录像机信号汇在一起，用网线将其输出至无线网桥；无线网桥安装在包装箱罩上圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯燕，马基贤，刘石，王帅，苏楠，全水峰，张忠鹏，张永琴，
申请(专利权)人：天津航天机电设备研究所，
类型：发明
国别省市：