一种航天器储运环境监测的通用设计方法技术

本发明专利技术提供了一种航天器储运环境监测的通用设计方法，包括：S1、硬件设计，针对不同节点的硬件采用通用性的模块化设计；S2、基于生产者/消费者设计模式搭建软件框架；S3、参数配置，通过硬件配置、通道配置的参数配置，适应多种模块，扩大软件适用范围；S4、流程、数据统一化，模式固化，便于模块扩展；S5、数据分卡分类分模块处理，用于降低耦合度；S6、数据预处理，告警数据预提取，用于提高分析效率。本发明专利技术所述的航天器储运环境监测的通用设计方法采用开放系统架构，支持硬件即插即用、软件按需加载，通过软件编程实现灵活化、多样化和定制化的功能。的功能。的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种航天器储运环境监测的通用设计方法


[0001]本专利技术属于航天器储运
，尤其是涉及一种航天器储运环境监测的通用设计方法。

技术介绍

[0002]航天器在公路、铁路、飞机以及轮船等运输过程中，需保障储运环境(包装箱)内部温度、湿度、压差以及振动、冲击等环境条件在一定的范围内，为航天器运输安全提供可靠的保护。因此，在航天器储运过程中需要专用的监测系统，用于对储运环境温度、湿度、压差、力学环境振动数据等参数进行实时监测、记录。
[0003]航天器储运监测传统产品作为单一目标定制产品，研制周期长、成本高，且不同型号的硬件不能直接互换，软件不可复用，可重构性能具有局限性，制约资源最优化实现。不同型号需求，采集数据类别不同、通道数量不同、采集卡类别不同，目前的监测系统各有不同，造成现在监测系统种类繁多不易维护；数据记录格式不统一，数据分析维护困难；监测系统设计、测试反复重复，浪费人力物力。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种航天器储运环境监测的通用设计方法，以解决现有的监测系统种类繁多不易维护；数据记录格式不统一，数据分析维护困难；监测系统设计、测试反复重复，浪费人力物力的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种航天器储运环境监测的通用设计方法，包括：
[0007]包括：
[0008]S1、硬件设计，针对不同节点的硬件采用通用性的模块化设计；
[0009]S2、基于生产者/消费者设计模式搭建软件框架；
[0010]S3、参数配置，通过硬件配置、通道配置的参数配置，适用多种模块，扩大软件适用范围；
[0011]S4、流程、数据统一化，模式固化，便于扩展；
[0012]S5、数据分卡分类分模块处理，用于降低耦合度；
[0013]S6、数据预处理，告警数据预提取，用于提高分析效率。
[0014]进一步的，所述步骤S1中，硬件设计时，将硬件分模块安装，其中包括主控模块、采集模块、驱动及转接模块、交换机模块。
[0015]进一步的，各模块均安装在监测箱内；所述采集模块为可插拔式采集卡，所述采集卡为多个，用于获取各类传感器采集的数据信息；
[0016]采集卡通过驱动及转换模块连接主控模块，主控模块连接交换机模块，所述主控模块为工控机。
[0017]进一步的，所述步骤S2中，软件框架的搭建包括数据采集功能模块、数据预处理功
能模块、数据存储功能模块、命令执行功能模块、通信转发功能模块、日志记录功能模块。
[0018]进一步的，所述步骤S3中，硬件参数配置包括对以下几方面的参数配置：地址、端口、采样率、首通道、末通道、时钟选择、外触发源、触发方式；
[0019]通道配置包括对以下几方面的参数配置：通道类型、信号类型、公式参数。
[0020]进一步的，所述步骤S4的具体方法如下：
[0021]首先整理归纳采集卡常用控制操作流程，主要包括：连接设备、断开设备、采集开始、采集停止、数据读取、调零、采集预启动；将不同采集卡的接口函数按采集常用控制流程完成各流程事件编辑，主函数在进行采集卡相应控制操作时，调用相应事件流程，做到隔离各采集卡的差异性；
[0022]不同采集卡数据格式不同，将数据统一格式为同一含义、同一类型的二维数组传递；
[0023]扩展采集卡类别，增加采集卡选择分支，修改事件流程并格式化读取数据。
[0024]进一步的，所述步骤S5的具体方法如下：
[0025]采用不同的采集卡完成数据采集后，需完成公式计算、分类处理、数据转发、数据存储、数据显示操作；多卡同时处理会造成程序迟滞、数据不一致、显示不及时，故采用分卡处理的方式，降低各卡的耦合度；
[0026]对数据采集、处理、显示、存储分模块通用化处理，降低程序间耦合度，提高程序易扩展能力
[0027]其中，数据处理程序包括数据分类、公式计算、预处理、数据组包、数据包转发至显示、存储程序，其中显示程序根据包格式反解析分类显示，存储程序固定存储格式根据数据包分类分组存储并记录相关配置参数；
[0028]数据包根据采集频率和用途分为冲击数据包、振动数据包、缓变量数据包、显示数据包、存储数据包；各数据包组成如下：
[0029]冲击数据包和振动数据包，由包络数据、详细数据、告警状态、起始时间组成；
[0030]缓变量数据包由缓变量数据组成；
[0031]显示数据包由卡号、时间、告警状态、通道查看状态、包络数据、缓变量数据、详细数据组成；
[0032]存储数据由卡号、时间、采样率、组名称、通道名称组成。
[0033]进一步的，所述步骤S6的具体方法如下：
[0034]数据预处理主要包括数据压缩、特征值提取、告警判断、告警数据提取；具体如下：数据完成告警判断，提前将振动、冲击数据的告警前0.5s和告警后1.5s的详细数据提取；
[0035]对缓变量数据提前完成数据压缩处理；
[0036]对振动冲击全过程状态查看，数据处理完成1s内的特征值提前提取。
[0037]相对于现有技术，本专利技术所述的航天器储运环境监测的通用设计方法具有以下优势：
[0038]本专利技术所述的航天器储运环境监测的通用设计方法采用开放系统架构，支持硬件即插即用、软件按需加载，通过软件编程实现灵活化、多样化和定制化的功能。同时软件兼容原有系统硬件，使原有系统平滑过渡自适应。有效提升监测系统设计效率，保证系统的易维修性，数据的可维护性。本专利技术人机界面操作简单，稳定性高；同时该软件使用图形化语
言编程，方便修改调试。
附图说明
[0039]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0040]图1为软件框架流程图；
[0041]图2为参数配置示意图。
具体实施方式
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0043]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0044]监测系统主要由传感器和数据采集卡、工控机、监测端等组成。
[0045]基本原理如下：传感器数据经采集卡转换后传输到工控机，工控机负责数据的读取、处理、存储和转发。工控机将监测数据转发笔记本电脑、手机等监测端。
[0046]采用开放系统架构，支持硬件即插即用、软件按需加载，通过软件编程实现灵活化、多样化和定制化的功能。同时软件兼容原有系统硬件，使原有系统平滑过渡自适应。
[0047]该设计方法主要包括以下步骤：
[0048]步骤一：硬件模块化设计
[0049]监测箱采用模块化设计，将采集卡，电源，工控机等分模块安装，方便更换、维修。共分为主控模块、采集模块、驱动及转接模块、交换机模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天器储运环境监测的通用设计方法，其特征在于,包括：S1、硬件设计，针对不同节点的硬件采用通用性的模块化设计；S2、基于生产者/消费者设计模式搭建软件框架；S3、参数配置，通过硬件配置、通道配置的参数配置，适应多种模块，扩大软件适用范围；S4、流程、数据统一化，模式固化，便于模块扩展；S5、数据分卡分类分模块处理，用于降低耦合度；S6、数据预处理，告警数据预提取，用于提高分析效率。2.根据权利要求1所述的航天器储运环境监测的通用设计方法，其特征在于，所述步骤S1中，硬件设计时，将硬件分模块安装，其中包括主控模块、采集模块、驱动及转接模块、交换机模块。3.根据权利要求2所述的航天器储运环境监测的通用设计方法，其特征在于：各模块均安装在监测箱内；所述采集模块为可插拔式采集卡，所述采集卡为多个，用于获取各类传感器采集的数据信息；采集卡通过驱动及转换模块连接主控模块，主控模块连接交换机模块，所述主控模块为工控机。4.根据权利要求1所述的航天器储运环境监测的通用设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，软件框架的搭建包括数据采集功能模块、数据预处理功能模块、数据存储功能模块、命令执行功能模块、通信转发功能模块、日志记录功能模块。5.根据权利要求1所述的航天器储运环境监测的通用设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，硬件参数配置包括对以下几方面的参数配置：地址、端口、采样率、首通道、末通道、时钟选择、外触发源、触发方式；通道配置包括对以下几方面的参数配置：通道类型、信号类型、公式参数。6.根据权利要求1所述的航天器储运环境监测的通用设计方法，其特征在于，所述步骤S4的具体方法如下：首先整理归纳采集卡常用控制操作流程，主要包括：连接设备、断开设备、采集开始、采集停止、数据读取、调零、采集预启动；将不同采集卡的接口函数按...

【专利技术属性】
技术研发人员：马基贤，许宁，陈然，贺继艳，
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：