一种机电健康管理系统机内网络架构技术方案

本发明专利技术涉及一种机电健康管理系统机内网络架构。包括：机电设备、机电子系统控制器、机电综合计算机、无线中继节点和网关节点；机电设备集成有传感器、检测控制装置和无线通讯装置，传感器用于采集机电设备运行中的参数，检测控制装置用于实时对传感器采集的参数进行处理分析，无线通讯装置用于将机电设备状态监测信息发送给机电子系统控制器；机电子系统控制器用于处理和存储处理分析后的结果；机电综合计算机通过网关节点和无线中继节点与机电子系统控制器实现无线连接，用于接收机电子系统状态监测信息并结合飞行参数进行机电系统健康状态的综合判断。解决了机内机电健康管理数据无法有效传输、传输过程繁琐、耗时长的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种机电健康管理系统机内网络架构


[0001]本专利技术涉及航空机电
，具体而言，涉及一种机电健康管理系统机内网络架构，特别涉及一种航空机电健康管理系统机内网络架构。

技术介绍

[0002]通过机载设备监控并结合运维保障系统对飞机状态进行评估，及时发现故障，提前采取维修维护措施缩短飞机的地面维护成本与周期，日益成为航空领域的发展趋势。因此，机载机电系统面临着数字化和智能化转型的需求，即实现状态智能感知、健康监测与信息交互。但当前机电系统主要是机械产品为主，缺少数据采集，不具备自身状态监测能力；同时基于当前机载信息网络实现信号传输，难以满足大数据传输处理和灵活升级的需求，还将带来重量大，成本高，系统集成困难等问题，难以实现机电系统的健康评估以支撑机电系统的预测性维修，进而改变当前事后维修和定期维修现状。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述技术存在的不足，为解决机内机电健康管理数据无法有效传输、传输过程繁琐、耗时长的问题，本专利技术提供了一种机电健康管理系统机内网络架构。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种机电健康管理系统机内网络架构，包括：所述机电健康管理系统机内网络架构包括：机电设备、机电子系统控制器、机电综合计算机、无线中继节点和网关节点；所述机电设备集成有传感器、检测控制装置和无线通讯装置，所述传感器用于采集所述机电设备运行中的参数，所述检测控制装置用于实时对所述传感器采集的参数进行处理分析，得到处理分析后的机电设备状态监测信息，所述无线通讯装置用于将所述机电设备状态监测信息发送给所述机电子系统控制器；所述机电子系统控制器通过所述无线中继节点与所述机电设备实现无线连接，用于处理分析所述机电设备状态监测信息，得到机电子系统状态监测信息；所述机电综合计算机通过所述网关节点和无线中继节点与所述机电子系统控制器实现无线连接，用于接收所述机电子系统状态监测信息并结合飞行参数进行机电系统健康状态的综合判断。
[0005]在一些实施例中，所述机电设备包括：液压子系统关键设备、燃油子系统关键设备和环控子系统关键设备；所述液压子系统关键设备包括：液压泵、控制阀和作动器；所述燃油子系统关键设备包括：燃油泵、速压调节器和控制活门；所述环控子系统关键设备包括：涡轮、压气机和流量阀。
[0006]在一些实施例中，所述传感器包括：温度传感器、温压传感器、振动传感器、转速传感器和油量传感器，所述温度传感器、温压传感器、转速传感器和油量传感器采集频率为0~1000Hz，所述振动传感器采集频率为0~50000Hz。
[0007]在一些实施例中，所述无线中继节点包括基带控制单元、核心网单元和射频拉远单元；所述基带控制单元和核心网单元用于数字信号的收发和处理；所述射频拉远单元用
于无线信号的收发和处理。
[0008]在一些实施例中，所述基带控制单元和核心网单元集成于数字信号处理模块，所述数字信号处理模块包括数字信号微处理器、中央处理器、现场可编程门阵列和外部接口；所述数字信号微处理器和中央处理器共同进行基带处理；所述现场可编程门阵列进行Ir接口协议处理；所述中央处理器进行部分协议处理以及操作维护中心的配置控制；所述外部接口用于连接对外的各种接口，包括：光接口、以太网接口、时钟参考输入接口和帧同步信号输出接口。
[0009]在一些实施例中，所述射频拉远单元通过Ir接口传输，用于数模转换、中频处理，功率放大器放大和信号滤波处理，并通过定向天线完成无线信号的传送。
[0010]在一些实施例中，所述无线中继节点内置有系统软件，所述系统软件包括控制子系统软件、数字信号微处理器物理层子系统软件和Ir接口子系统软件。
[0011]在一些实施例中，所述无线中继节点包括无线发射链路和无线接收链路；所述无线发射链路通过以下方式进行无线发射：S101，将所述以太网接口的数据发送给所述数字信号处理模块进行处理，得到处理后的数字信号；S102，所述数字信号处理模块将处理后的数字信号进行分解，得到控制信号和业务数据；S103，将所述控制信号发送给所述数字信号微处理器，将所述业务数据发送给所述现场可编程门阵列；S104，所述现场可编程门阵列对所述业务数据进行数字上变频、滤波处理，发送给所述射频拉远单元；S105，所述射频拉远单元将所述业务数据转换为模拟信号；S106，所述所述射频拉远单元对所述模拟信号进行放大和滤波处理；S107，所述射频拉远单元通过功率放大器和滤波器将信号发射。
[0012]在一些实施例中，所述无线接收链路通过以下方式进行无线接收：S201，接收信号依次经过滤波器和低噪声放大器进行射频的滤波和放大处理；S202，处理后的接收信号再经过模数转换器转换为数字信号；S203，所述数字信号处理模块对所述数字信号进行上变频和数字滤波处理；S204，所述数字信号处理模块对上变频和数字滤波处理后的数字信号转换格式并进行解码；S205，解码后的数字信号通过所述核心网单元发送至以太网接口。
[0013]在一些实施例中，所述无线中继节点使用GPS来校准精度较高的本地时钟。
[0014]本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：为满足机电系统不同产品多业务场景数据传输通信需求，设计基于差异化需求的无线网络，可以摆脱线缆的束缚，传输速率快、传输带宽大、维护方便、基于集成无线功能的机电设备和无线通信网络在机内场景下构建机上采集、处理、控制、存储和分发系统，安全高效获取机电系统运行信息，实现飞机机电系统实时监测与控制，可以减小机电系统线缆重量和提升机电系统故障定位准确率。
[0015]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0016]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0017]图1示出了本专利技术一种机电健康管理系统机内网络架构示意图。
具体实施方式
[0018]现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。
[0019]如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
[0020]机电系统内主要是以机械产品为主，然而，通过机载设备监控并结合运维保障系统对飞机状态进行评估，及时发现故障，提前采取维修维护措施缩短飞机的地面维护成本与周期，日益成为航空领域的发展趋势。因此，机载机电系统面临着数字化和智能化转型的需求，即实现状态智能感知、健康监测与信息交互。但当前机电设备缺少数据采集，不具备自身状态监测能力；同时基于当前机载信息网络实现信号传输，难以满足大数据传输处理和灵活升级的需求，还将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机电健康管理系统机内网络架构，其特征在于，所述机电健康管理系统机内网络架构包括：机电设备、机电子系统控制器、机电综合计算机、无线中继节点和网关节点；所述机电设备集成有传感器、检测控制装置和无线通讯装置，所述传感器用于采集所述机电设备运行中的参数，所述检测控制装置用于实时对所述传感器采集的参数进行处理分析，得到处理分析后的机电设备状态监测信息，所述无线通讯装置用于将所述机电设备状态监测信息发送给所述机电子系统控制器；所述机电子系统控制器通过所述无线中继节点与所述机电设备实现无线连接，用于处理分析所述机电设备状态监测信息，得到机电子系统状态监测信息；所述机电综合计算机通过所述网关节点和无线中继节点与所述机电子系统控制器实现无线连接，用于接收所述机电子系统状态监测信息并结合飞行参数进行机电系统健康状态的综合判断。2.根据权利要求1所述的一种机电健康管理系统机内网络架构，其特征在于，所述机电设备包括：液压子系统关键设备、燃油子系统关键设备和环控子系统关键设备；所述液压子系统关键设备包括：液压泵、控制阀和作动器；所述燃油子系统关键设备包括：燃油泵、速压调节器和控制活门；所述环控子系统关键设备包括：涡轮、压气机和流量阀。3.根据权利要求1所述的一种机电健康管理系统机内网络架构，其特征在于，所述传感器包括：温度传感器、温压传感器、振动传感器、转速传感器和油量传感器，所述温度传感器、温压传感器、转速传感器和油量传感器采集频率为0~1000Hz，所述振动传感器采集频率为0~50000Hz。4.根据权利要求1所述的一种机电健康管理系统机内网络架构，其特征在于，所述无线中继节点包括基带控制单元、核心网单元和射频拉远单元；所述基带控制单元和核心网单元用于数字信号的收发和处理；所述射频拉远单元用于无线信号的收发和处理。5.根据权利要求4所述的一种机电健康管理系统机内网络架构，其特征在于，所述基带控制单元和核心网单元集成于数字信号处理模块，所述数字信号处理模块包括数字信号微处理器、中央处理器、现场可编程门阵列和外部接口；所述数字信号微处理器和中央处理器共同进行基带处理；所述现场可编程门阵列进行Ir接口协议处理；所述中央...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽君，宋李新，郭文军，张自来，张啸，潘俊，王小平，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：