一种航空障碍灯智能物联网控制监测系统的制作方法

本发明属于物联网航空安全领域，具体涉及一种航空障碍灯智能物联网控制监测系统。

背景技术：

航空障碍灯是标识障碍物的特种灯具，防止低空飞行的飞机(包括直升飞机)在夜间航行时撞上高层建筑物。航空障碍灯常工作于高楼、大桥、烟囱、通信铁塔等环境，航空障碍灯的工作环境相对比较恶劣，安装过程也比较复杂；由于属于高空作业范围，因此具有一定的危险性。

随着国际上已有不少国家对低空领域航行的开放，中国也将低空开放的具体事务提上了日程，并在个别城市进行试点运行，航空安全也是国家相关部门一直极力解决的问题。障碍灯作为航空安全领域不可或缺的重要安全警示灯具，随着城市高楼建筑的不断增加及低空开放的需求推进，航空障碍灯将有非常大的发展空间和市场需求。

目前航空障碍灯仍然处于一个功能单一、功耗大、无法管理、维护不方便且维护成本高的状态，现有的航空障碍灯只具备闪光警示功能，没有远程监控、故障报警及环境监测的功能。而且航空障碍灯只能通过人工的定期检查来保证其正常工作，这样不仅人工维护成本很高而且无法满足现代化、智能化、网络化、远程化的发展需求。

目前需要提供一种节能的、智能的、网络的、可远程监控、自动故障报警、实地环境监测功能的航空障碍灯智能物联网控制监测系统。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的以上技术缺陷提供了一种航空障碍灯智能物联网控制监测系统，通过集中控制器、终端、障碍灯和远程服务器的配合工作，控制障碍灯的工作模式和远程监测障碍灯工作状态及实地的环境信息。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种航空障碍灯智能物联网控制监测系统，包括集中控制器1、障碍灯2、远程服务器3和终端4；所述障碍灯2、终端4和远程服务器3均与所述集中控制器1通信连接，所述终端4通过所述集中控制器1控制所述障碍灯2和获取所述障碍灯2的信息；所述终端4和障碍灯2均与所述远程服务器3通信连接，所述障碍灯2或集中控制器1将所述障碍灯2的信息发送给所述远程服务器3，所述终端4通过所述远程服务器3获取所述障碍灯2的信息。

优选地，所述集中控制器1包括第一通信接口101、传感器102、第一GPRS模块103、第一GPS/UTC同步模块104、无线收发模块105、障碍灯控制及反馈模块106、以太网接口107、第一蓝牙模块108、无线AP109；所述第一通信接口101、第一GPRS模块103、第一GPS/UTC同步模块104、无线收发模块105、障碍灯控制及反馈模块106、以太网接口107、第一蓝牙模块108、无线AP109均设置在所述集中控制器上；所述传感器102与所述集中控制器1连接。

优选地，所述传感器102包括第一光强传感器1021和环境传感器1022。

优选地，所述环境传感器1022包括温度传感器10221、湿度传感器10222、二氧化碳传感器10223和PM2.5传感器10224。

优选地，所述障碍灯2包括第二通信接口201、第二GPRS模块202、第二GPS/UTC同步模块203、检测与反馈模块204、LED闪光控制模块205、第二光强传感器206。

优选地，所述远程服务器3包括WEB用户管理模块301、第三方接口302、WEB页面展示模块303、数据模块304、障碍灯管理模块305和socket通信模块306。

优选地，所述数据模块304包括数据解析模块3041、数据存储模块3042和数据管理模块3043。

优选地，所述终端4包括PC控制端401和手机移动端402；所述PC控制端401通过数据线与所述集中控制器1连接；所述手机移动端402通过网络或者蓝牙与所述集中控制器1连接。

优选地，所述PC控制端401包括第一状态显示模块4011、第一控制模块4012、通信模块4013和模式选择模块4014；所述手机移动端402包括第二状态显示模块4021、消息收发模块4022、消息展示模块4023、历史记录模块4024、第二控制模块4025、第二蓝牙模块4026、WiFi模块4027。

与现有技术相比，本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统至少具有以下有益效果：

本发明提供的具备远程监控、故障报警及环境监测等功能的航空障碍灯智能物联网控制监测系统，其终端、障碍灯分别与集中控制器连接，障碍灯将自身信息发送给集中控制器，终端通过集中控制器对障碍灯进行控制。控制器与远程服务器连接，集中控制器将障碍灯的信息通过网络传输给远程服务器，终端可以通过网络远程访问远程服务器从而获取障碍灯的信息；障碍灯还可以通过网络直接将自身信息发送给远程服务器，终端再通过网络远程访问远程服务器从而获取障碍灯的信息，用户或者管理人员不需要到现场进行障碍灯的状态检查，通过终端或者PC登陆远程管理服务器即可获取状态。

本发明中还包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器和PM2.5传感器，传感器监测所处环境相应的指标，然后传感器将监测到的信息发送到集中控制器进而发送到远程服务器和终端，为了解和掌握环境状况提供了有效的参考数据。

附图说明

图1为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统的整体框图；

图2为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中障碍灯的结构图；

图3为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中集中控制器的结构图；

图4为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中PC控制端的结构图；

图5为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中手机移动端的结构图；

图6为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中远程服务器的结构图；

图7为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统的工作流程图；

图8为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中终端与远程服务器配合工作的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

结合图1对本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中远程服务器进行说明。如图1所示，所述航空障碍灯智能物联网控制监测系统，包括集中控制器1、障碍灯2、远程服务器3和终端4。障碍灯，障碍灯2、终端4和远程服务器3分别与集中控制器1通信连接，障碍灯2将自身信息发送给集中控制器1，集中控制器1能实时监测所连接的障碍灯的工作状态。集中控制器1将所控制的障碍灯的信息发送至终端4，终端4通过集中控制器4控制和了解相应的障碍灯的信息，工作人员可以很方便的进行相应的工作。集中控制器1通过网络通信的方式将障碍灯1发送的信息上传至远程服务器3进行数据的存储等，方便工作人员进行下一步工作。

如果障碍灯2不经过集中控制器1控制时，障碍灯2以网络通信的方式与远程服务器3连接，障碍灯2将自身状态信息上传至远程服务器3。终端4网络通信的方式与远程控制器3连接，终端1可以远程访问远程服务器3从而获取障碍灯2上传的相应的信息，工作人员可以很方便的进行相应的工作。

如图2所示为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中障碍灯的结构图(同时参考图1)，障碍灯2为多个并联的障碍灯，如果其中一个或多个出现故障不影响其他障碍灯。障碍灯2包括第二通信接口201、第二通用无线分组业务(GPRS)模块202、第二GPS/UTC同步模块203、检测与反馈模块204、LED闪光控制模块205、第二光强传感器206。

所述第二通信接口201为RS485/RS232通信接口，RS232为一般PC默认的通信接口，RS485具备更远的传输距离和更强的抗干扰能力，实用性更强。

所述第二GPRS模块202用来上传障碍灯自身的信息状况，障碍灯2通过第二GPRS模块202将自身信息上传至远程服务器3；第二GPRS模块202起数据传输的作用。

所述第二GPS/UTC同步模块203为时间同步模块，障碍灯2在不通过集中控制器1控制的情况下直接将信息发送给远程服务器3时，第二GPS/UTC同步模块203用来与其他障碍灯同步，使安装在同一障碍物或者障碍区上的障碍灯同步闪烁，以提示此障碍物或者障碍区的大致轮廓及区域。

所述检测与反馈模块204用来检测障碍灯自身的工作模式、状态和故障信息，如果检测到障碍灯有故障，检测与反馈模块204将检测到的问题反馈到集中控制器1或者上传到远程服务器3，检测与反馈模块204自动检测和反馈障碍灯的信息。

所述LED闪光控制模块205用来控制LED的闪烁并使LED亮度达到符合标准的光强度，障碍灯中的GPS/UTC同步模块将信息发送至LED闪光控制模块205后，LED闪光控制模块205控制LED进行同步闪光。

所述第二光强传感器206用来检测障碍灯所处环境的光强。障碍灯2不经过集中控制器1的控制时，如果障碍灯2所处环境的光强高于设定的数值后，第二光强传感器206检测到障碍灯2所处环境的光强信息，然后控制障碍灯2中LED不工作；如果障碍灯2所述的环境的光强低于设定的数值后，第二光强传感器206检测到障碍灯2所处的环境的光强信息，然后控制障碍灯2中LED工作。障碍灯2受集中控制器1控制时，障碍灯2中的第二光强传感器206将不检测障碍灯2所述环境的光强，集中控制器1控制障碍灯2中的工作。

如图3所示为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中集中控制器的结构图，集中控制器1包括第一通信接口101、传感器102、第一GPRS模块103、第一GPS/UTC同步模块104、无线收发模块105、障碍灯控制及反馈模块106、以太网接口107、第一蓝牙模块108、无线AP109；第一通信接口101、第一GPRS模块103、第一GPS/UTC同步模块104、无线收发模块105、障碍灯控制及反馈模块106、以太网接口107、第一蓝牙模块108、无线AP109均设置在集中控制器1上，传感器102与集中控制器1连接。

所述第一通信接口101用来连接障碍灯2和终端4，障碍灯2通过集中控制器1控制时，障碍灯2中的第二通信接口201与第一通信接口101通过数据线连接，然后传输数据。

所述传感器102与集中控制器1连接，传感器2检测到的信息传输给集中控制器1，集中控制器1再进行处理。传感器2包括第一光强传感器1021和环境传感器1022；第一光强传感器1021用来检测集中控制器1所述环境的光强，然后将信息传输给集中控制器1，当检测到的光强低于设定值时，集中控制器1控制障碍灯2进行相应的工作即开始亮灯；当检测到的光强高于设定值时，集中控制器1控制障碍灯2进行相应的工作即灭灯。环境传感器1022用来检测集中控制器1所处环境的信息，环境传感器1022将检测到的各种环境信息传输到集中控制器1。

环境传感器1022包括温度传感器10221、湿度传感器10222、二氧化碳传感器10223和PM2.5传感器10224；温度传感器10221用来检测当前环境的温度，湿度传感器10222用来检测当前环境的湿度，二氧化碳传感器10223用来检测当前环境中二氧化碳的含量，PM2.5传感器10224用来检测当前环境中PM2.5的浓度。

所述第一GPRS模块103用来传输数据，集中控制器1通过第一GPRS模块103向远程服务器3传输障碍灯2的各种信息和传感器102检测到的信息。

所述第一GPS/UTC同步模块104用来定位和输出UTC时间，GPS定位后方便工作人员确定障碍灯2的位置，障碍灯2出现问题后方便工作人员解决问题；GPS/UTC同步模块同时同步卫星的时间，集中控制器与集中控制器之间通过GPS同步时间，保持各个集中控制器的时间都是同步的，以此保证安装在不同障碍物或不同区域的同一型号集中控制器所控制的障碍灯能够同步闪烁。

此外，集中控制器1还支持有线信号同步和无线信号同步，集中控制器与集中控制器之间通过缆线连接后可以支持有线信号同步；集中控制器上安装有无线收发模模块105，集中控制器与集中控制器之间还可以通过无线信号同步，用户可以根据实际需要进行选择，从而实现同步工作等。

所述无线收发模块105用来接收和发送无线信号，终端4可以通过无线收发模块105与集中控制器1连接；集中控制器1可以以GPRS的形式通过无线收发模块105将接收到的障碍灯2的信息上传至远程服务器3。

所述障碍灯控制及反馈模块106用来控制障碍灯2和反馈障碍灯2的信息给相应的装置。

所述以太网接口107用做集中控制器1与远程服务器3、终端4之间的接口，集中控制器1通过以太网接口107与远程服务器3、终端4连接，然后传输数据。

所述第一蓝牙模块108用来连接终端4，终端4可以通过蓝牙模块108与集中控制器1连接，然后传输相应的数据。

所述无线AP109为其他终端提供无线网络，其他终端通过无线AP109与集中控制器1连接以便传输数据。

终端4包括PC控制端401和手机移动端402；PC控制端401通过数据线与集中控制器1连接；手机移动端402通过网络或者蓝牙与集中控制器1连接。如图4所示，为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中PC控制端的结构图，PC控制端401通过网线或者串口(例如RS232/RS485)连接集中控制器1中的第一通信接口101与集中控制器1连接，或者通过无线网连接集中控制器1中的无线收发模块105与集中控制器1连接。PC控制端401与集中控制器1连接后，通过对PC控制端401进行相应的操作就可以控制障碍灯进行相应的工作或者掌握障碍灯的工作状态和信息。PC控制端401安装有PC控制端程序，PC控制端程序运行在PC控制端401上，包括第一状态显示模块4011、第一控制模块4012、通信模块4013和模式选择模块4014。通信模块4013为与集中控制器1中第一通信接口101相匹配的通信模块，两者连接后可以传输数据；第一状态显示模块4011用来显示接收的信息，将接收到的信息显示出来；第一控制模块4012用来控制相应的操作；通过模式选择模块4014可以对集中控制器1的工作模式进行选择，模式选择模块4014包括手动模式和自动模式，选择手动模式时，工作人员进行相应的操作集中控制器1才进行相应的工作；选择自动模式时，集中控制器1根据光强自动进行工作。

如图5所示，为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中手机移动端的结构图，手机移动端402上安装有手机移动端程序，手机移动端程序运行在手机移动端402上，包括第二状态显示模块4021、消息收发模块4022、消息展示模块4023、历史记录模块4024、第二控制模块4025、第二蓝牙模块4026、WiFi模块4027。第二状态显示模块4021用来显示接收到的各种信息；消息收发模块4022用来接收和发送各种数据和消息；消息展示模块4023用来展示接收到的各种消息；历史记录模块4024用来记录所有的操作记录；第二控制模块4025用来控制相应的操作；第二蓝牙模块4026用来连接集中控制器1中的第一蓝牙模块从而连接集中控制器1；WiFi模块4027用来连接无线网络，可以连接集中控制器1中的无线AP109，从而与集中控制器1连接。手机移动端402通过无线网或者蓝牙与集中控制器1连接，通过手机移动端402进行相应的操作从而掌握障碍灯的状态和信息。

如图6所示，为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中远程服务器的结构图，远程服务器3包括WEB用户管理模块301、第三方接口302、WEB页面展示模块303、数据模块304、障碍灯管理模块305和socket通信模块306。

所述WEB用户管理模块301为终端4登录远程服务器的平台，远程服务器1支持用户注册和灯具ID注册管理，用户和灯具获得合法权限后可以绑定终端和灯具，工作人员可以通过终端登录到WEB用户管理模块301，然后工作人员可以添加自己管理的相应的障碍灯的ID至WEB用户管理模块301，添加成功后即可观察和监测障碍灯的工作状态和相应的信息。

所述第三方接口302为API7接口，远程服务器1中预留有开放数据API接口，第三方可在授权的情况下可通过预留的API接口来获取相应的信息(例如传感器所监测到的数据信息等)。

所述WEB页面展示模块303用来展示连接远程服务器3后所获取的信息，WEB用户管理模块301通过WEB页面展示模块303将页面展示出来。

所述数据模块304包括数据解析模块3041、数据存储模块3042和数据管理模块3043；数据解析模块3041用来将上传的数据进行解析处理；数据存储模块3042用来存储上传的数据；数据管理模块3043用来管理上传的数据信息，例如删除、覆盖等。

所述障碍灯管理模块305用来管理障碍灯2的信息，增加或者删除障碍灯、管理位置信息等。

所述socket通信模块306用来与终端连接，工作人员所用终端的IP与远程服务器3连接的通道，工作人员所用的终端或者集中控制器1通过与socket通信模块306连接后远程控制器3才能进行其他工作。

如图7所示，为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统的工作流程图，详细工作流程如下：

首先，工作人员操作PC控制端401，通过PC控制端401选择集中控制器1的工作模式，集中控制器1的工作模式有两种，分别为自动模式和手动模式。如果选择自动模式，集中控制器1开始自动工作，集中控制器1中的光强传感器1021自动检测集中控制器1所处环境的光强，如果检测到的光强值高于设定值时(设定值是提前设定好的，设定值即为集中控制器1的工作值)，继续检测，直到所检测到的光强值小于设定值为止。

当光强传感器1021检测到的光强值小于设定值时，集中控制器1开始正常工作，集中控制器1给障碍灯2输出工作电压且产生同步工作信号，同时温度传感器10221、湿度传感器10222、二氧化碳传感器10223和PM2.5传感器10224开始工作，检测相应的数据并且发送给集中控制器1。

然后障碍灯2根据接收到集中控制器1的信号开始工作(同步闪烁)，同时检测自身工作状态并且将检测到的信息反馈给集中控制器1。如果障碍灯2检测到自身有故障，将信息反馈到集中控制器1后集中控制器1上有相应的提示。集中控制器1将障碍灯2反馈的信息、环境传感器1022检测到的数据传输给PC控制端401、手机移动端402和远程服务器3；如果将有故障的障碍灯的信息发送到PC控制端401和手机移动端402，PC控制端401和手机移动端402有相应的提示灯进行提示，故障灯对应的提示的显示为红色；如果障碍灯没有故障，对应的提示灯为绿色同时这些信息传输给PC控制端401、手机移动端402和远程服务器3。

如果工作人员操作PC控制端401将集中控制器1选择为手动模式时，工作人员需要通过PC控制端401对集中控制器1发送命令集中控制器1才能工作，集中控制器1的工作原理同自动模式。同样不需要集中控制器1工作时也需要发送命令使集中控制器1停止工作，然后集中控制器1停止为障碍灯2提供电源并且停止产生同步信号，障碍灯熄灭，如果想要障碍灯工作必须等待下次命令。

最后工作人员根据接收的相应的信息进行相应的操作。

如图8所示，为本发明航空障碍灯智能物联网控制监测系统中终端与远程服务器配合工作的流程图，流程如下：

用户通过WEB用户管理模块301登录到远程服务器1进行注册，注册完成功后进行登录，登录成功后进行终端的绑定，绑定成功后进行注册需要管理的障碍灯的ID到远程服务器1，用户根据ID号查看对应的障碍灯的信息。

障碍灯2定时上传自身状态和信息到集中控制器1和远程服务器3，上传之后远程服务器3将障碍灯2的信息见存储，如果障碍灯2没有故障，工作人员通过终端4连接到远程服务器3然后获取障碍灯上传的信息，了解障碍灯2工作状态。如果障碍灯2有故障，障碍灯2中的检测与反馈模块204将检测到的信息反馈给远程服务器3和集中控制器1，远程服务器3中的数据模块4进行数据处理，根据故障灯的ID进行匹配绑定的相应的终端，匹配正确之后将故障灯的故障信息主动通过GPRS网络发送至应匹配的终端，对应的终端连接远程服务器3后从远程服务器3中获取相应的信息，工作人员进行相应的处理。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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。