基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統及方法
【專利摘要】本發明的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，包括綜合管理臺監控系統和單車監控系統，其中：綜合管理臺監控系統，用于通過無線鏈路同步接收各運輸車發送的關鍵參數數據，并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入，形成控制數據下行分發；單車監控系統，用于全程采集集裝箱的環境參數和供配電系統的工作狀態參數，形成環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示，形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，形成單車控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停。實現了行進中短距離分散的集裝箱進行實時可靠的環境狀態并發采集、處理、傳輸存儲、顯示以及控制及反饋的監控過程。保障了箭體公路運輸過程的安全性和可靠性。還包括監控方法。
【專利說明】
基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統及方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種信號監控系統及方法，特別是涉及一種分布環境的信號監控系統及方法。
【背景技術】
[0002]民用運載火箭體積龐大，至發射場需經過海運與公路運輸相結合的轉場方式，均需裝載在專用的集裝箱中進行運輸。其中一級火箭、二級火箭、整流罩、級間段集裝箱各一個，助推器集裝箱四個，貯箱充氣集裝箱和上面級相關集裝箱各兩個，除了貯箱充氣集裝箱、上面級相關集裝箱以外，其余八個集裝箱均需設置環境保障系統，用于對裝載箭體的集裝箱內部溫度、濕度等進行調節控制，并對箭體貯箱壓力等進行監測。
[0003]在路運工況，箭體以車隊形式運輸，每輛車運輸火箭箭體的一部分。要求在公路運輸過程中實時監測集裝箱環境及貯箱壓力等關鍵參數，實時監測集裝箱空調系統及供配電系統的工作狀態，并實時控制設備的啟停，以保證箭體公路運輸過程中的高可靠性和安全性。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，解決陸路運輸中車隊整體行進中，無法實時完成相對移動的集裝箱內各分系統自身環境參數全程監控的技術問題。
[0005]本發明的另一個目的是提供一種基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，解決車隊整體行進中，無法有效全程監控各集裝箱內各分系統自身環境參數的技術問題。
[0006]本發明的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，包括綜合管理臺監控系統和單車監控系統，其中:
[0007]綜合管理臺監控系統，用于通過無線鏈路同步接收各運輸車發送的關鍵參數數據，并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入，形成控制數據下行分發；
[0008]單車監控系統，用于全程采集集裝箱的環境參數和供配電系統的工作狀態參數，形成環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示，形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，形成單車控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停。
[0009]所述單車監控系統包括箭體集裝箱監控系統、半掛車監控系統和牽引車監控系統，其中:
[0010]箭體集裝箱監控系統，用于監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，通過CAN總線進行傳輸，接收CAN總線傳輸的控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停；
[0011]半掛車監控系統，用于提供連接箭體集裝箱監控系統和牽引車監控系統間的CAN總線數據鏈路中繼；
[0012]牽引車監控系統，用于接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，通過無線鏈路接收相應的控制指令。
[0013]所述箭體集裝箱監控系統包括溫濕度傳感器、振動傳感器、變送器和信號采集器，其中:
[0014]溫濕度傳感器，用于采集集裝箱的環境溫濕度信號，形成模擬信號輸出；
[0015]振動傳感器，用于采集集裝箱的振動信號，形成模擬信號輸出；
[0016]變送器，用于將輸入的模擬信號轉換為4_20mA量程的模擬信號輸出；
[0017]信號采集器，用于將接收的4_20mA量程的模擬信號封裝為CAN總線數據傳輸。
[0018]溫濕度傳感器和振動傳感器的信號輸出端各連接一個變送器的信號輸入端，變送器的信號輸出端連接信號采集器的相應信號輸入端，信號采集器的數據輸出端連接CAN總線。
[0019]所述牽引車監控系統包括第一人機界面裝置和第一無線數傳電臺，其中:
[0020]第一人機界面裝置，用于顯示CAN總線數據傳輸的環境數據或配電系統工況數據，同時向存儲裝置傳輸，并形成關鍵參數數據；
[0021]第一無線數傳電臺，用于與第一人機界面裝置建立RS232數據連接，將關鍵參數數據通過建立的無線鏈路傳輸。
[0022]所述綜合管理臺監控系統包括第二無線數傳電臺和第二人機界面裝置，其中:
[0023]第二無線數傳電臺，用于通過建立的無線鏈路接收關鍵參數數據，與第二人機界面裝置建立RS232數據連接，將關鍵參數數據傳輸至第二人機界面裝置；
[0024]第二人機界面裝置，用于通過RS232數據連接接收關鍵參數數據并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入。
[0025]本發明的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，包括以下步驟:
[0026]步驟01，通過無線鏈路同步接收各運輸車發送的關鍵參數數據，并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入，形成控制數據下行分發；
[0027]步驟02，全程采集集裝箱的環境參數和供配電系統的工作狀態參數，形成環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示，形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，形成單車控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停。
[0028]所述步驟01包括以下步驟:
[0029]通過建立的無線鏈路接收關鍵參數數據，與第二人機界面裝置建立RS232數據連接，將關鍵參數數據傳輸至第二人機界面裝置；
[0030]通過RS232數據連接接收關鍵參數數據并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入。
[0031]所述步驟02包括以下步驟:
[0032]監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，通過CAN總線進行傳輸，接收CAN總線傳輸的控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停；
[0033]提供連接箭體集裝箱監控系統和牽引車監控系統間的CAN總線數據鏈路；
[0034]接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，通過無線鏈路接收相應的控制指令。
[0035]監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，包括以下步驟:
[0036]采集集裝箱的環境溫濕度信號，形成模擬信號輸出；
[0037]采集集裝箱的振動信號，形成模擬信號輸出；
[0038]輸入的模擬信號轉換為4_20mA量程的模擬信號輸出；
[0039]將接收的4_20mA量程的模擬信號封裝為CAN總線數據傳輸。
[0040]所述接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，包括以下步驟:
[0041]顯示CAN總線數據傳輸的環境數據或配電系統工況數據，同時向存儲裝置傳輸，并形成關鍵參數數據；
[0042]與第一人機界面裝置建立RS232數據連接，將關鍵參數數據通過建立的無線鏈路傳輸。
[0043]本發明的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統實現了行進中短距離分散的集裝箱進行實時可靠的環境狀態并發采集、處理、傳輸存儲、顯示以及控制及反饋的監控過程。實現了監測過程的自動化、信息化，從技術上保障了箭體公路運輸過程的安全性和可靠性。
[0044]本發明的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，有利于根據運輸方案需要，隨時形成可靠的層級化監控體系，靈活適應民用運載火箭改進帶來的形態變化過程，有效降低信號監控系統的改進成本和難度。
【附圖說明】
[0045]圖1為本發明基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統的硬件架構示意圖；
[0046]圖2為本發明基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統的控制架構示意圖。
【具體實施方式】
[0047]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0048]如圖1所示，本發明基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統包括一個綜合管理臺監控系統400和若干個單車監控系統，其中:
[0049]綜合管理臺監控系統400，用于通過無線鏈路同步接收各運輸車發送的關鍵參數數據，并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入，形成控制數據下行分發；
[0050]單車監控系統，用于全程采集集裝箱的環境參數和供配電系統的工作狀態參數，形成環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示，形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，形成單車控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停。
[0051 ]綜合管理臺監控系統400與單車監控系統間建立數據連接的無線鏈路。
[0052]如圖1所示，單車監控系統包括箭體集裝箱監控系統100、半掛車監控系統200和牽引車監控系統300，其中:
[0053]箭體集裝箱監控系統100，用于監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，通過CAN總線進行傳輸，接收CAN總線傳輸的控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停；
[0054]半掛車監控系統200，用于提供連接箭體集裝箱監控系統和牽引車監控系統間的CAN總線數據鏈路中繼；
[0055]牽引車監控系統300，用于接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示；形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，通過無線鏈路接收相應的控制指令。
[0056]箭體集裝箱監控系統100、半掛車監控系統200與牽引車監控系統300間建立數據連接的CAN總線。
[0057]如圖2所示，箭體集裝箱監控系統100包括溫濕度傳感器110、振動傳感器120、變送器140和信號采集器160，其中:
[0058]溫濕度傳感器110，用于采集集裝箱的環境溫濕度信號，形成模擬信號輸出；
[0059]振動傳感器120，用于采集集裝箱的振動信號，形成模擬信號輸出；
[0060]變送器140，用于將輸入的模擬信號轉換為4-20mA量程的模擬信號輸出；
[0061]信號采集器160，用于將接收的4-20mA量程的模擬信號封裝為CAN總線數據傳輸。
[0062]溫濕度傳感器110和振動傳感器120的信號輸出端各連接一個變送器140的信號輸入端，變送器140的信號輸出端連接信號采集器160的相應信號輸入端，信號采集器160的數據輸出端連接CAN總線。
[0063]牽引車監控系統300包括第一人機界面裝置310和第一無線數傳電臺320，其中:
[0064]第一人機界面裝置310，用于顯示CAN總線數據傳輸的環境數據或配電系統工況數據，同時向存儲裝置傳輸，并形成關鍵參數數據；
[0065]第一無線數傳電臺320，用于與第一人機界面裝置310建立RS232數據連接，將關鍵參數數據通過建立的無線鏈路傳輸。
[0066]第一人機界面裝置310的一個數據端口連接CAN總線，另一個數據端口連接存儲裝置，再一個數據端口連接第一無線數傳電臺320的數據端口。
[0067]綜合管理臺監控系統400包括第二無線數傳電臺410和第二人機界面裝置420，其中:
[0068]第二無線數傳電臺410，用于通過建立的無線鏈路接收關鍵參數數據，與第二人機界面裝置420建立RS232數據連接，將關鍵參數數據傳輸至第二人機界面裝置420;
[0069]第二人機界面裝置420，用于通過RS232數據連接接收關鍵參數數據并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入。
[0070]第二無線數傳電臺410的串行數據端口連接第二人機界面裝置420的串行數據端
□ O
[0071]本發明的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統以較低的成本和成熟的技術組合實現了監測過程的自動化、信息化，從技術上保障了箭體公路運輸過程的安全性和可靠性。
[0072]基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法包括以下步驟:
[0073]步驟01，通過無線鏈路同步接收各運輸車發送的關鍵參數數據，并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入，形成控制數據下行分發；
[0074]步驟02，全程采集集裝箱的環境參數和供配電系統的工作狀態參數，形成環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示，形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，形成單車控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停。
[0075]步驟OI包括以下步驟:
[0076]通過建立的無線鏈路接收關鍵參數數據，與第二人機界面裝置420建立RS232數據連接，將關鍵參數數據傳輸至第二人機界面裝置420;
[0077]通過RS232數據連接接收關鍵參數數據并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入。
[0078]步驟02包括以下步驟:
[0079]監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，通過CAN總線進行傳輸，接收CAN總線傳輸的控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停；
[0080]提供連接箭體集裝箱監控系統和牽引車監控系統間的CAN總線數據鏈路；
[0081]接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，通過無線鏈路接收相應的控制指令。
[0082]監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據的步驟，包括以下步驟:
[0083]采集集裝箱的環境溫濕度信號，形成模擬信號輸出；
[0084]采集集裝箱的振動信號，形成模擬信號輸出；
[0085]輸入的模擬信號轉換為4_20mA量程的模擬信號輸出；
[0086]將接收的4_20mA量程的模擬信號封裝為CAN總線數據傳輸。
[0087]接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳的步驟，包括以下步驟:
[0088]顯示CAN總線數據傳輸的環境數據或配電系統工況數據，同時向存儲裝置傳輸，并形成關鍵參數數據；
[0089]與第一人機界面裝置310建立RS232數據連接，將關鍵參數數據通過建立的無線鏈路傳輸。
[0090]本發明的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，在公路運輸過程中實時采集、處理、傳輸、存儲、顯示集裝箱環境及貯箱壓力等關鍵參數，實時監測集裝箱空調系統及供配電系統的工作狀態，并實時控制設備的啟停。實現對箭體運輸過程環境參數的全程監控。監測與控制箭體貯箱壓力，確保公路運輸運過程中貯箱壓力在安全范圍之內，滿足任務需求，保證系統的高可靠性安全性。
[0091]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，包括綜合管理臺監控系統(400)和單車監控系統，其中: 綜合管理臺監控系統(400)，用于通過無線鏈路同步接收各運輸車發送的關鍵參數數據，并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入，形成控制數據下行分發； 單車監控系統，用于全程采集集裝箱的環境參數和供配電系統的工作狀態參數，形成環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示，形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，形成單車控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停。2.如權利要求1所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，其特征在于:所述單車監控系統包括箭體集裝箱監控系統(100)、半掛車監控系統(200)和牽引車監控系統(300)，其中: 箭體集裝箱監控系統(100)，用于監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，通過CAN總線進行傳輸，接收CAN總線傳輸的控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停； 半掛車監控系統(200)，用于提供連接箭體集裝箱監控系統和牽引車監控系統間的CAN總線數據鏈路中繼； 牽引車監控系統(300)，用于接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，通過無線鏈路接收相應的控制指令。3.如權利要求2所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，其特征在于:所述箭體集裝箱監控系統(100)包括溫濕度傳感器(110)、振動傳感器(120)、變送器(140)和信號采集器(160)，其中: 溫濕度傳感器(110)，用于采集集裝箱的環境溫濕度信號，形成模擬信號輸出； 振動傳感器(120)，用于采集集裝箱的振動信號，形成模擬信號輸出； 變送器(140)，用于將輸入的模擬信號轉換為4-20mA量程的模擬信號輸出； 信號采集器(160)，用于將接收的4-20mA量程的模擬信號封裝為CAN總線數據傳輸。 溫濕度傳感器(110)和振動傳感器(120)的信號輸出端各連接一個變送器(140)的信號輸入端，變送器(140)的信號輸出端連接信號采集器(160)的相應信號輸入端，信號采集器(160)的數據輸出端連接CAN總線。4.如權利要求3所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，其特征在于:所述牽引車監控系統(300)包括第一人機界面裝置(310)和第一無線數傳電臺(320)，其中: 第一人機界面裝置(310)，用于顯示CAN總線數據傳輸的環境數據或配電系統工況數據，同時向存儲裝置傳輸，并形成關鍵參數數據； 第一無線數傳電臺(320)，用于與第一人機界面裝置(310)建立RS232數據連接，將關鍵參數數據通過建立的無線鏈路傳輸。5.如權利要求4所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控系統，其特征在于:所述綜合管理臺監控系統(400)包括第二無線數傳電臺(410)和第二人機界面裝置(420)，其中: 第二無線數傳電臺(410)，用于通過建立的無線鏈路接收關鍵參數數據，與第二人機界面裝置(420)建立RS232數據連接，將關鍵參數數據傳輸至第二人機界面裝置(420); 第二人機界面裝置(420)，用于通過RS232數據連接接收關鍵參數數據并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入。6.基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，包括以下步驟: 步驟01，通過無線鏈路同步接收各運輸車發送的關鍵參數數據，并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入，形成控制數據下行分發； 步驟02，全程采集集裝箱的環境參數和供配電系統的工作狀態參數，形成環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示，形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，形成單車控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停。7.如權利要求6所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，所述步驟01包括以下步驟: 通過建立的無線鏈路接收關鍵參數數據，與第二人機界面裝置(420)建立RS232數據連接，將關鍵參數數據傳輸至第二人機界面裝置(420); 通過RS232數據連接接收關鍵參數數據并集中顯示和存儲，接收查詢和指令輸入。8.如權利要求6所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，所述步驟02包括以下步驟: 監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，通過CAN總線進行傳輸，接收CAN總線傳輸的控制指令控制供配電系統和反饋執行機構的啟停； 提供連接箭體集裝箱監控系統和牽引車監控系統間的CAN總線數據鏈路； 接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，通過無線鏈路接收相應的控制指令。9.如權利要求8所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，所述監測車載箭體集裝箱的環境數據和配電系統工況數據，包括以下步驟: 采集集裝箱的環境溫濕度信號，形成模擬信號輸出； 采集集裝箱的振動信號，形成模擬信號輸出； 輸入的模擬信號轉換為4_20mA量程的模擬信號輸出； 將接收的4_20mA量程的模擬信號封裝為CAN總線數據傳輸。10.如權利要求8所述的基于無線通信網絡的多車箭體集裝箱環境監控方法，所述接收環境數據和配電系統工況數據，存儲并顯示;形成關鍵參數數據通過無線鏈路上傳，包括以下步驟: 顯示CAN總線數據傳輸的環境數據或配電系統工況數據，同時向存儲裝置傳輸，并形成關鍵參數數據； 與第一人機界面裝置(310)建立RS232數據連接，將關鍵參數數據通過建立的無線鏈路傳輸。
【文檔編號】G05B19/048GK105929782SQ201610532443
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】續九華, 邢然, 鄭國昆, 李博, 許學雷, 蘇娟, 李仁洙
【申請人】北京航天發射技術研究所, 中國運載火箭技術研究院