基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统及方法
【专利摘要】本发明的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，包括综合管理台监控系统和单车监控系统，其中：综合管理台监控系统，用于通过无线链路同步接收各运输车发送的关键参数数据，并集中显示和存储，接收查询和指令输入，形成控制数据下行分发；单车监控系统，用于全程采集集装箱的环境参数和供配电系统的工作状态参数，形成环境数据和配电系统工况数据，存储并显示，形成关键参数数据通过无线链路上传，形成单车控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停。实现了行进中短距离分散的集装箱进行实时可靠的环境状态并发采集、处理、传输存储、显示以及控制及反馈的监控过程。保障了箭体公路运输过程的安全性和可靠性。还包括监控方法。
【专利说明】
基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种信号监控系统及方法，特别是涉及一种分布环境的信号监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]民用运载火箭体积庞大，至发射场需经过海运与公路运输相结合的转场方式，均需装载在专用的集装箱中进行运输。其中一级火箭、二级火箭、整流罩、级间段集装箱各一个，助推器集装箱四个，贮箱充气集装箱和上面级相关集装箱各两个，除了贮箱充气集装箱、上面级相关集装箱以外，其余八个集装箱均需设置环境保障系统，用于对装载箭体的集装箱内部温度、湿度等进行调节控制，并对箭体贮箱压力等进行监测。
[0003]在路运工况，箭体以车队形式运输，每辆车运输火箭箭体的一部分。要求在公路运输过程中实时监测集装箱环境及贮箱压力等关键参数，实时监测集装箱空调系统及供配电系统的工作状态，并实时控制设备的启停，以保证箭体公路运输过程中的高可靠性和安全性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，解决陆路运输中车队整体行进中，无法实时完成相对移动的集装箱内各分系统自身环境参数全程监控的技术问题。
[0005]本发明的另一个目的是提供一种基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，解决车队整体行进中，无法有效全程监控各集装箱内各分系统自身环境参数的技术问题。
[0006]本发明的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，包括综合管理台监控系统和单车监控系统，其中:
[0007]综合管理台监控系统，用于通过无线链路同步接收各运输车发送的关键参数数据，并集中显示和存储，接收查询和指令输入，形成控制数据下行分发；
[0008]单车监控系统，用于全程采集集装箱的环境参数和供配电系统的工作状态参数，形成环境数据和配电系统工况数据，存储并显示，形成关键参数数据通过无线链路上传，形成单车控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停。
[0009]所述单车监控系统包括箭体集装箱监控系统、半挂车监控系统和牵引车监控系统，其中:
[0010]箭体集装箱监控系统，用于监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，通过CAN总线进行传输，接收CAN总线传输的控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停；
[0011]半挂车监控系统，用于提供连接箭体集装箱监控系统和牵引车监控系统间的CAN总线数据链路中继；
[0012]牵引车监控系统，用于接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传，通过无线链路接收相应的控制指令。
[0013]所述箭体集装箱监控系统包括温湿度传感器、振动传感器、变送器和信号采集器，其中:
[0014]温湿度传感器，用于采集集装箱的环境温湿度信号，形成模拟信号输出；
[0015]振动传感器，用于采集集装箱的振动信号，形成模拟信号输出；
[0016]变送器，用于将输入的模拟信号转换为4_20mA量程的模拟信号输出；
[0017]信号采集器，用于将接收的4_20mA量程的模拟信号封装为CAN总线数据传输。
[0018]温湿度传感器和振动传感器的信号输出端各连接一个变送器的信号输入端，变送器的信号输出端连接信号采集器的相应信号输入端，信号采集器的数据输出端连接CAN总线。
[0019]所述牵引车监控系统包括第一人机界面装置和第一无线数传电台，其中:
[0020]第一人机界面装置，用于显示CAN总线数据传输的环境数据或配电系统工况数据，同时向存储装置传输，并形成关键参数数据；
[0021]第一无线数传电台，用于与第一人机界面装置建立RS232数据连接，将关键参数数据通过建立的无线链路传输。
[0022]所述综合管理台监控系统包括第二无线数传电台和第二人机界面装置，其中:
[0023]第二无线数传电台，用于通过建立的无线链路接收关键参数数据，与第二人机界面装置建立RS232数据连接，将关键参数数据传输至第二人机界面装置；
[0024]第二人机界面装置，用于通过RS232数据连接接收关键参数数据并集中显示和存储，接收查询和指令输入。
[0025]本发明的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，包括以下步骤:
[0026]步骤01，通过无线链路同步接收各运输车发送的关键参数数据，并集中显示和存储，接收查询和指令输入，形成控制数据下行分发；
[0027]步骤02，全程采集集装箱的环境参数和供配电系统的工作状态参数，形成环境数据和配电系统工况数据，存储并显示，形成关键参数数据通过无线链路上传，形成单车控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停。
[0028]所述步骤01包括以下步骤:
[0029]通过建立的无线链路接收关键参数数据，与第二人机界面装置建立RS232数据连接，将关键参数数据传输至第二人机界面装置；
[0030]通过RS232数据连接接收关键参数数据并集中显示和存储，接收查询和指令输入。
[0031]所述步骤02包括以下步骤:
[0032]监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，通过CAN总线进行传输，接收CAN总线传输的控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停；
[0033]提供连接箭体集装箱监控系统和牵引车监控系统间的CAN总线数据链路；
[0034]接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传，通过无线链路接收相应的控制指令。
[0035]监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，包括以下步骤:
[0036]采集集装箱的环境温湿度信号，形成模拟信号输出；
[0037]采集集装箱的振动信号，形成模拟信号输出；
[0038]输入的模拟信号转换为4_20mA量程的模拟信号输出；
[0039]将接收的4_20mA量程的模拟信号封装为CAN总线数据传输。
[0040]所述接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传，包括以下步骤:
[0041]显示CAN总线数据传输的环境数据或配电系统工况数据，同时向存储装置传输，并形成关键参数数据；
[0042]与第一人机界面装置建立RS232数据连接，将关键参数数据通过建立的无线链路传输。
[0043]本发明的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统实现了行进中短距离分散的集装箱进行实时可靠的环境状态并发采集、处理、传输存储、显示以及控制及反馈的监控过程。实现了监测过程的自动化、信息化，从技术上保障了箭体公路运输过程的安全性和可靠性。
[0044]本发明的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，有利于根据运输方案需要，随时形成可靠的层级化监控体系，灵活适应民用运载火箭改进带来的形态变化过程，有效降低信号监控系统的改进成本和难度。
【附图说明】
[0045]图1为本发明基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统的硬件架构示意图；
[0046]图2为本发明基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统的控制架构示意图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0048]如图1所示，本发明基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统包括一个综合管理台监控系统400和若干个单车监控系统，其中:
[0049]综合管理台监控系统400，用于通过无线链路同步接收各运输车发送的关键参数数据，并集中显示和存储，接收查询和指令输入，形成控制数据下行分发；
[0050]单车监控系统，用于全程采集集装箱的环境参数和供配电系统的工作状态参数，形成环境数据和配电系统工况数据，存储并显示，形成关键参数数据通过无线链路上传，形成单车控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停。
[0051 ]综合管理台监控系统400与单车监控系统间建立数据连接的无线链路。
[0052]如图1所示，单车监控系统包括箭体集装箱监控系统100、半挂车监控系统200和牵引车监控系统300，其中:
[0053]箭体集装箱监控系统100，用于监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，通过CAN总线进行传输，接收CAN总线传输的控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停；
[0054]半挂车监控系统200，用于提供连接箭体集装箱监控系统和牵引车监控系统间的CAN总线数据链路中继；
[0055]牵引车监控系统300，用于接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示；形成关键参数数据通过无线链路上传，通过无线链路接收相应的控制指令。
[0056]箭体集装箱监控系统100、半挂车监控系统200与牵引车监控系统300间建立数据连接的CAN总线。
[0057]如图2所示，箭体集装箱监控系统100包括温湿度传感器110、振动传感器120、变送器140和信号采集器160，其中:
[0058]温湿度传感器110，用于采集集装箱的环境温湿度信号，形成模拟信号输出；
[0059]振动传感器120，用于采集集装箱的振动信号，形成模拟信号输出；
[0060]变送器140，用于将输入的模拟信号转换为4-20mA量程的模拟信号输出；
[0061]信号采集器160，用于将接收的4-20mA量程的模拟信号封装为CAN总线数据传输。
[0062]温湿度传感器110和振动传感器120的信号输出端各连接一个变送器140的信号输入端，变送器140的信号输出端连接信号采集器160的相应信号输入端，信号采集器160的数据输出端连接CAN总线。
[0063]牵引车监控系统300包括第一人机界面装置310和第一无线数传电台320，其中:
[0064]第一人机界面装置310，用于显示CAN总线数据传输的环境数据或配电系统工况数据，同时向存储装置传输，并形成关键参数数据；
[0065]第一无线数传电台320，用于与第一人机界面装置310建立RS232数据连接，将关键参数数据通过建立的无线链路传输。
[0066]第一人机界面装置310的一个数据端口连接CAN总线，另一个数据端口连接存储装置，再一个数据端口连接第一无线数传电台320的数据端口。
[0067]综合管理台监控系统400包括第二无线数传电台410和第二人机界面装置420，其中:
[0068]第二无线数传电台410，用于通过建立的无线链路接收关键参数数据，与第二人机界面装置420建立RS232数据连接，将关键参数数据传输至第二人机界面装置420;
[0069]第二人机界面装置420，用于通过RS232数据连接接收关键参数数据并集中显示和存储，接收查询和指令输入。
[0070]第二无线数传电台410的串行数据端口连接第二人机界面装置420的串行数据端
□ O
[0071]本发明的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统以较低的成本和成熟的技术组合实现了监测过程的自动化、信息化，从技术上保障了箭体公路运输过程的安全性和可靠性。
[0072]基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法包括以下步骤:
[0073]步骤01，通过无线链路同步接收各运输车发送的关键参数数据，并集中显示和存储，接收查询和指令输入，形成控制数据下行分发；
[0074]步骤02，全程采集集装箱的环境参数和供配电系统的工作状态参数，形成环境数据和配电系统工况数据，存储并显示，形成关键参数数据通过无线链路上传，形成单车控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停。
[0075]步骤OI包括以下步骤:
[0076]通过建立的无线链路接收关键参数数据，与第二人机界面装置420建立RS232数据连接，将关键参数数据传输至第二人机界面装置420;
[0077]通过RS232数据连接接收关键参数数据并集中显示和存储，接收查询和指令输入。
[0078]步骤02包括以下步骤:
[0079]监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，通过CAN总线进行传输，接收CAN总线传输的控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停；
[0080]提供连接箭体集装箱监控系统和牵引车监控系统间的CAN总线数据链路；
[0081]接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传，通过无线链路接收相应的控制指令。
[0082]监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据的步骤，包括以下步骤:
[0083]采集集装箱的环境温湿度信号，形成模拟信号输出；
[0084]采集集装箱的振动信号，形成模拟信号输出；
[0085]输入的模拟信号转换为4_20mA量程的模拟信号输出；
[0086]将接收的4_20mA量程的模拟信号封装为CAN总线数据传输。
[0087]接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传的步骤，包括以下步骤:
[0088]显示CAN总线数据传输的环境数据或配电系统工况数据，同时向存储装置传输，并形成关键参数数据；
[0089]与第一人机界面装置310建立RS232数据连接，将关键参数数据通过建立的无线链路传输。
[0090]本发明的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，在公路运输过程中实时采集、处理、传输、存储、显示集装箱环境及贮箱压力等关键参数，实时监测集装箱空调系统及供配电系统的工作状态，并实时控制设备的启停。实现对箭体运输过程环境参数的全程监控。监测与控制箭体贮箱压力，确保公路运输运过程中贮箱压力在安全范围之内，满足任务需求，保证系统的高可靠性安全性。
[0091]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，包括综合管理台监控系统(400)和单车监控系统，其中: 综合管理台监控系统(400)，用于通过无线链路同步接收各运输车发送的关键参数数据，并集中显示和存储，接收查询和指令输入，形成控制数据下行分发； 单车监控系统，用于全程采集集装箱的环境参数和供配电系统的工作状态参数，形成环境数据和配电系统工况数据，存储并显示，形成关键参数数据通过无线链路上传，形成单车控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停。2.如权利要求1所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，其特征在于:所述单车监控系统包括箭体集装箱监控系统(100)、半挂车监控系统(200)和牵引车监控系统(300)，其中: 箭体集装箱监控系统(100)，用于监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，通过CAN总线进行传输，接收CAN总线传输的控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停； 半挂车监控系统(200)，用于提供连接箭体集装箱监控系统和牵引车监控系统间的CAN总线数据链路中继； 牵引车监控系统(300)，用于接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传，通过无线链路接收相应的控制指令。3.如权利要求2所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，其特征在于:所述箭体集装箱监控系统(100)包括温湿度传感器(110)、振动传感器(120)、变送器(140)和信号采集器(160)，其中: 温湿度传感器(110)，用于采集集装箱的环境温湿度信号，形成模拟信号输出； 振动传感器(120)，用于采集集装箱的振动信号，形成模拟信号输出； 变送器(140)，用于将输入的模拟信号转换为4-20mA量程的模拟信号输出； 信号采集器(160)，用于将接收的4-20mA量程的模拟信号封装为CAN总线数据传输。 温湿度传感器(110)和振动传感器(120)的信号输出端各连接一个变送器(140)的信号输入端，变送器(140)的信号输出端连接信号采集器(160)的相应信号输入端，信号采集器(160)的数据输出端连接CAN总线。4.如权利要求3所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，其特征在于:所述牵引车监控系统(300)包括第一人机界面装置(310)和第一无线数传电台(320)，其中: 第一人机界面装置(310)，用于显示CAN总线数据传输的环境数据或配电系统工况数据，同时向存储装置传输，并形成关键参数数据； 第一无线数传电台(320)，用于与第一人机界面装置(310)建立RS232数据连接，将关键参数数据通过建立的无线链路传输。5.如权利要求4所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控系统，其特征在于:所述综合管理台监控系统(400)包括第二无线数传电台(410)和第二人机界面装置(420)，其中: 第二无线数传电台(410)，用于通过建立的无线链路接收关键参数数据，与第二人机界面装置(420)建立RS232数据连接，将关键参数数据传输至第二人机界面装置(420); 第二人机界面装置(420)，用于通过RS232数据连接接收关键参数数据并集中显示和存储，接收查询和指令输入。6.基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，包括以下步骤: 步骤01，通过无线链路同步接收各运输车发送的关键参数数据，并集中显示和存储，接收查询和指令输入，形成控制数据下行分发； 步骤02，全程采集集装箱的环境参数和供配电系统的工作状态参数，形成环境数据和配电系统工况数据，存储并显示，形成关键参数数据通过无线链路上传，形成单车控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停。7.如权利要求6所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，所述步骤01包括以下步骤: 通过建立的无线链路接收关键参数数据，与第二人机界面装置(420)建立RS232数据连接，将关键参数数据传输至第二人机界面装置(420); 通过RS232数据连接接收关键参数数据并集中显示和存储，接收查询和指令输入。8.如权利要求6所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，所述步骤02包括以下步骤: 监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，通过CAN总线进行传输，接收CAN总线传输的控制指令控制供配电系统和反馈执行机构的启停； 提供连接箭体集装箱监控系统和牵引车监控系统间的CAN总线数据链路； 接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传，通过无线链路接收相应的控制指令。9.如权利要求8所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，所述监测车载箭体集装箱的环境数据和配电系统工况数据，包括以下步骤: 采集集装箱的环境温湿度信号，形成模拟信号输出； 采集集装箱的振动信号，形成模拟信号输出； 输入的模拟信号转换为4_20mA量程的模拟信号输出； 将接收的4_20mA量程的模拟信号封装为CAN总线数据传输。10.如权利要求8所述的基于无线通信网络的多车箭体集装箱环境监控方法，所述接收环境数据和配电系统工况数据，存储并显示;形成关键参数数据通过无线链路上传，包括以下步骤: 显示CAN总线数据传输的环境数据或配电系统工况数据，同时向存储装置传输，并形成关键参数数据； 与第一人机界面装置(310)建立RS232数据连接，将关键参数数据通过建立的无线链路传输。
【文档编号】G05B19/048GK105929782SQ201610532443
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】续九华, 邢然, 郑国昆, 李博, 许学雷, 苏娟, 李仁洙
【申请人】北京航天发射技术研究所, 中国运载火箭技术研究院