一种机载无线采集传输网络系统的制作方法

本实用新型涉及一种机载无线采集传输网络系统，属于航空无线传感器网络领域。

背景技术：

飞机的安全可靠性一直是航空工业发展的一个备受重视的方面,各国都投入了大量的人力和物力进行飞机状态监测和故障诊断技术的研究和开发，其中状态信号的检测及监测是数据采集、特征提取、故障诊断最基础的工作。国内航空目前普遍使用的是传统的有线传感测试技术及总线方式。

目前的测试技术一直存在布线多、系统重量大、人力工作量大、维护成本高、耗电多等问题。特别是现代飞机结构越来越复杂、设计载荷越来越大、传感器采集的参数越来越多，需要引入大量的现场连线和附加重量，导致系统维护越来越麻烦，测试效率低下。而且随着机载产品的集成化提高，给测试机留出加装大型测试传感器以及布线的空间十分有限，施工受到限制，以上的种种当前因素，对转变测试方式，采用无线传感器信号的采集、数据传输和系统测试提出了新的要求。

目前国内现有的机载无线测试技术还处于实验开发阶段，而且系统数据传输的同步指标较低，网络拓扑支持节点较少，影响飞机数据采集的实时性和高效性。如何设计实现高性能的无线采集传输网络系统，提高系统灵活性是解决现有问题的关键所在。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种机载无线采集传输网络系统，其特征在于：包括采集节点模块、中继节点模块、汇聚节点模块以及计算机系统、无线信号收发模块和电源管理模块；

所述采集节点模块由安装在测试机各个测量部位的传感器等组成，节点感知、采集和预处理飞机被测部位数据变化后发送至中继节点；

所述中继节点模块负责构建和维护无线传感器网络结构，为数据传输寻找最佳路径及实现数据的多跳传输，同时可将自身作为父节点，允许其他节点加入网络，增大了网络覆盖率，增强了系统的稳健性；

所述汇聚节点模块负责管理无线传感器网络，监控和配置网络节点，实现传感器节点信息的汇聚；

所述采集节点模块、中继节点模块通过无线信号收发模块完成与汇聚节点模块之间的数据通信，所述汇聚节点模块通过有线数据网络与计算机系统通信连接；

所述计算机系统包括微控制器和计算机，所述微控制器接收无线信号收发模块发送的数据，并与计算机之间通过若干数据接口完成数据交互；

所述电源管理模块为整个系统提供电源。

优选地，所述采集节点模块包括采集传感器，传感器单向连接信号调理模块和无线信号收发模块。

优选地，所述中继节点模块包括网络中继模块和同步模块，模块之间采用双向通信。

优选地，所述汇聚节点模块包括数据汇算模块、网络管理模块和同步模块，所述数据汇算模块、网络管理模块和同步模块双向通信。

优选地，所述微控制器的数据接口包括数字接口和串口电瓶转换电路。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：

1、本专利开发的面向飞机状态监测的无线传感器网络系统，具有低功耗、低成本、网络容量大、灵活安全和抗干扰能力强等特点，采用新型传感器和信号调理电路,使可靠性、精度、成本、维修性等达到新的水平，,解决系统大量布线重量大、维护成本高、耗电多等问题。同时本专利设计的网络同步方式，解决了现有无线监测中实时性不足和监测系统协调不够的问题。

2、本专利设计的无线采集和网络传输系统，通过构建灵活稳定的无线传感器网络，可实现快速的布局和数据采集与监测，实时传输动态信息，为飞机试飞、事故分析、故障诊断等提供充分可靠的数据，实现灵活布点、快速监测，降低时间和费用,完善智能化诊断系统，促进飞机状态监测及故障诊断技术的发展。

附图说明

图1本实用新型无线采集传感网络构成图。

图2是本实用新型采集节点模块功能结构图。

图3是本实用新型中继节点模块功能结构图。

图4是本实用新型汇聚节点功能结构图。

图5是本系统计算机系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种机载无线采集传输网络系统，其特征在于：包括采集节点模块、中继节点模块、汇聚节点模块以及计算机系统、无线信号收发模块和电源管理模块；

所述采集节点模块由安装在测试机各个测量部位的传感器等组成，节点感知、采集和预处理飞机被测部位数据变化后发送至中继节点；

所述中继节点模块负责构建和维护无线传感器网络结构，为数据传输寻找最佳路径及实现数据的多跳传输，同时可将自身作为父节点，允许其他节点加入网络，增大了网络覆盖率，增强了系统的稳健性；

所述汇聚节点模块负责管理无线传感器网络，监控和配置网络节点，实现传感器节点信息的汇聚；

所述采集节点模块、中继节点模块通过无线信号收发模块完成与汇聚节点模块之间的数据通信，所述汇聚节点模块通过有线数据网络与计算机系统通信连接；

所述计算机系统包括微控制器和计算机，所述微控制器接收无线信号收发模块发送的数据，并与计算机之间通过若干数据接口完成数据交互，本实施例中，微控制器采用LTP5901完整的无线电模块，含有无线电收发器、嵌入式微处理器和网络软件，建立了一个高度可靠的低功耗传感器网络，解决了无线网络的功耗和稳定性问题。同时模块含有的ARM Cortex-M3微处理器内核，可同时高效运行嵌入式软件，实现监控网络状态、网络拓扑发现、系统配置、数据实时绘图显示及存储功能；

所述电源管理模块为整个系统提供电源。

具体的，所述采集节点模块包括采集传感器，传感器单向连接信号调理模块和无线信号收发模块，本实施例中：采集节点采用新型传感器，设计为32路可并行采集，采集精度0.5％，测量范围为-2500με～2500με，能够有效解决了飞机机身数据信息采集精度不足的问题。

所述中继节点模块包括网络中继模块和同步模块，模块之间采用双向通信。

所述汇聚节点模块包括数据汇算模块、网络管理模块和同步模块，所述数据汇算模块、网络管理模块和同步模块双向通信。

所述微控制器的数据接口包括数字接口和串口电瓶转换电路。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。