基于物联网的飞行模拟机在线监控系统的制作方法

本发明涉及航空模拟机领域，特别涉及一种基于物联网的飞行模拟机在线监控系统。

背景技术：

飞行模拟机作为飞行员培训和相应科目考试的主要设备，模拟机运行过程中，如果出现异常，对训练效果会有较大影响，同时也会影响训练进度；为保证模拟机运行质量，现场维护工程师需要对模拟机各系统的运行状态进行密切关注和掌握。以往，现场工程师会定时定点以巡检的方式进行检查和记录，但由于飞行模拟机系统庞杂，有驾驶舱航电系统、计算机系统、液压运动系统、视景系统等多个子系统。这种人力巡检的方式存在着费力耗时、效率低下且疏漏较大的问题。

另外，随着公司模拟机规模的不断扩大，公司实行多地运营，这对模拟机状态集中监控提出了新的要求。随着监测量增大的同时，产生了大量监控数据，存储和利用好这些重要数据对于模拟机排故分析和航材储备分析等都有着重要意义。很明显，人工巡检记录的方式已经不再满足新时期模拟机监控需求。

目前模拟机监控方面存在以下明显缺点：

1、人工定时定点进行巡检的方式需要投入大量的人力和时间成本，一个模拟机大厅(四台模拟机)一个人巡检完成各系统需要大概两个小时左右的时间；

2、人工巡检在两次巡检中间存在着一定的空白时间段，这段时间设备的状态是不能实时掌握和了解的，因此，存在着明显的时间段疏漏情况；

3、模拟机运行过程中，人工巡检有很多地方是没法检查的，比如驾驶舱内，模拟机底部a900区域电源等电气设备的运行状态，因此，存在着明显的检查点疏漏情况；

4、多地运行中，各地模拟机监控信息不能实时共享。

针对以上问题，若能实时掌握模拟机各系统运行参数和运行状态对于保障模拟机稳定性和质量有着重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于物联网的飞行模拟机在线监控系统，能够方便维护人员监控模拟机运行状态，提高工作效率和模拟机可靠性。

根据本发明实施例的基于物联网的飞行模拟机在线监控系统，包括：传感器信号采集模块，包括设置在飞行模拟机各监测点的传感器；终端节点模块，用于接收所述传感器信号采集模块的传感器信号，并转换为监测数据上传至物联网云平台；物联网云平台，用于接收和保存所述监测数据，并提供实时查询和可视化服务，以及根据所述监测数据通过实时通讯软件推送设备异常信息。

根据本发明的一些实施例，所述传感器信号采集模块至少包括以下模块之一：温湿度传感器模块，用于检测环境或设备的温湿度；水浸传感器模块，用于检测水浸事件；声音传感器模块，用于检测飞行模拟机运动系统发出的不同频率的警报音，将所述警报音根据间隔频率进行区分；蓄电池性能检测模块，用于检测emm机柜中的蓄电池的性能参数，所述性能参数至少包括以下参数其中之一：电压、电流和内阻。

根据本发明的一些实施例，所述温湿度传感器模块包括工业温度传感器、非接触式红外温度传感器以及工业湿度传感器；所述工业温度传感器和所述非接触式红外温度传感器根据监测点环境设置；所述工业温度传感器用于检测环境温度；所述非接触式红外温度传感器用于检测设备一定区域表面温度。

根据本发明的一些实施例，所述工业温度传感器和所述非接触式红外温度传感器用于检测至少以下其中一个区域的温度：模拟机运动系统emm机柜、模拟机大厅、液压油以及电源区域。

根据本发明的一些实施例，所述工业湿度传感器用于检测机房和/或航材库区域的湿度。

根据本发明的一些实施例，所述水浸传感器模块至少设置在以下区域其中之一：模拟机大厅、航材库以及机房区域。

根据本发明的一些实施例，所述终端节点模块包括：485转换模块，用于将所述传感器的模拟量信号转化为数字信号；核心电路模块，与所述485转换模块通信连接，支持串口、以太网口及spi接口；所述核心电路模块包括处理器、flash、硬件看门狗电路以及可扩展lora无线通信模组，所述处理器采用stm32f4系列单片机；所述终端节点模块通过485总线和/或spi总线采集传感器信息，并通过wifi接口或以太网接口接入互联网，将数据上报至云平台。

根据本发明的一些实施例，所述物联网云平台包括：可视化搭建模块，用于提供web可视化搭建服务，通过拖拽和配置的方式，得到设备数据监控web页面；可视化实时监控模块，用于根据设备数据监控web页面的配置，将所述监测数据进行显示。

根据本发明的一些实施例，所述物联网云平台包括：实时查询模块，用于根据用户操作对设备的实时监测数据或历史监测数据进行查询并返回给用户；异常监控模块，用于实时监控上报的设备监测数据，根据脚本配置的业务逻辑在检测到异常时发出设备异常告警信息；实时推送模块，用于根据所述异常监控模块的设备异常告警信息通过实时通讯软件将设备异常信息推送给维护人员。

根据本发明的一些实施例，所述物联网云平台为阿里云物联网平台，包括：web可视化搭建服务，由iotstudio提供，用于搭建设备数据监控web页面；异常推送服务，用于实时监控上报的设备监测数据，通过脚本配置的业务逻辑在检测到异常时通过钉钉群机器人及时通知维护人员。

本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明实施例可实现飞行模拟机各关键点实时在线监测，并通过将监测数据通过物联网传回网关，接入云系统，将运行状态信息实时显示在web页面，并可以通过实时通讯软件推送消息，让现场工程师和相关管理人员实时掌握设备的运行状态，做到飞行模拟机设备的24小时不间断、无死角监控，对于异常问题能及时做出合理预案，切实提高飞行模拟机运行质量和飞行训练效果。此外，web监控平台不受地域限制，极大地方便了维护人员监控模拟机运行状态，提高工作效率和模拟机可靠性，为多基地运行提供了坚实保障。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的系统的模块示意框图。

图2为本发明实施例的终端节点模块功能示意框图。

具体实施方式

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明实施例的系统包括：传感器信号采集模块，用于通过设置在飞行模拟机各监测点的传感器采集运行状态信息；终端节点模块，用于采集传感器信号采集模块的传感器信息，并将监测数据上传至物联网云平台；物联网云平台，用于接收和保存监测数据，并提供实时查询和可视化服务，以及根据监测数据通过实时通讯软件推送设备异常信息。

本实施例通过采集独立安装在模拟机各处的传感器输出信号，从而获取模拟机运行状态信息和故障信息，通过互联网传输到云服务器中，再将数据实时显示在web监控平台。并通过实时通讯软件实时推送给相关人员，以便及时掌握设备状态。

参照图2，在一些实施例中，传感器信号采集模块包括：温湿度传感器模块、水浸传感器模块、声音传感器模块以及蓄电池性能检测模块。

其中，温度传感器：长期以来，模拟机运动系统emm机柜、模拟机大厅、液压油以及电源等区域的温度是技术人员关注的重要参数，如果温度过高会引发模拟机系统垮机等故障，介于次，根据监测点环境的不同，本发明实施例分别使用工业温度传感器(适合广域)和非接触式红外温度传感器(适合小区域表面温度)对以上区域进行温度的检测。

湿度传感器：机房、航材库等区域的湿度同样是关乎模拟机正常运转和使用寿命的关键点，在此，本发明实施例使用工业湿度传感器进行湿度检测。

水浸传感器：模拟机大厅、航材库、机房等区域常常存在漏水问题，曾有训练中心因漏水造成大量高价航材备件水浸事件，造成巨大损失。这些关键点本发明实施例布局使用了水浸传感器。

声音传感器：模拟机运动系统自带有警报模块，在模拟机运动系统升降过程及运动系统有异常的情况下会有不同频率的警报音来提示，但随着模拟机数量和工作区域的不断扩大后，警报音往往不能被及时发现，因此本发明实施例采用了声音传感器进行采集，根据警报音间隔频率加以区分。

蓄电池性能检测模块：emm机柜为模拟机电动运动系统控制中枢，而emm机柜中四节12v54ah蓄电池为运动系统应急降落供电，能保障机组和设备安全。在模拟机运动系统预位前，系统会检测四节蓄电池性能，如果电池性能下降，模拟机运动系统将不能使用，严重影响模拟机使用。以往故障发生后需人工检测每一节电池电压、内阻等性能参数，再紧急更换性能不达标的蓄电池进行故障排除，这样不仅会耽搁飞行训练，而且会影响训练效果。针对此问题，本发明实施例采用蓄电池在线健康检测系统来对emm机柜蓄电池电压、电流、内阻等性能参数进行实时采集和监控，通过无线收发设备将数据送至云系统，并根据以往经验设置报警阈值，将被动事后处理变成主动预防维护，极大提升模拟机质量。

在一些实施例中，为满足信号采集和传输处理的需要，终端节点模块包括485转换模块，用于将传感器的模拟量信号转化为数字信号；核心电路模块，与485转换模块通信连接，支持串口、以太网口及spi接口，包括flash、硬件看门狗电路以及可扩展lora无线通信模组，处理器采用采用高性能的stm32f4系列单片机，片内外设丰富，可满足各传感器采集要求以及数据运算要求；终端节点模块通过485总线和/或spi采集传感器信息，并通过wifi接口或以太网接口接入互联网，将数据上报至云平台。

在一些实施例中，物联网网关运行rt-thread国产嵌入式实时操作系统，本发明完成了操作系统的移植和bsp板级支持包的制作，并移植了:

-libmodbus-用于支持modbus通信协议

-fal_easyflash-用于支持板载flash存储

-cjson-用于解析和打包json数据

-ota_downloader-用于网络ota更新

-ali_iotkit-阿里云物联网设备端c-sdk

·其它基础组件

在此基础上，完成相关应用代码与业务逻辑的编写。

在一些实施例中，物联网云平台包括：可视化搭建模块，用于提供web可视化搭建服务，通过拖拽和配置的方式，得到设备数据监控web页面；可视化实时监控模块，用于根据设备数据监控web页面的配置，将监测数据进行显示。

在一些实施例中，物联网云平台包括：实时查询模块，用于根据用户操作对设备的实时监测数据或历史监测数据进行查询并返回给用户。

在一些实施例中，物联网云平台包括：异常监控模块，用于实时监控上报的设备监测数据，根据脚本配置的业务逻辑在检测到异常时发出设备异常告警信息。

在一些实施例中，物联网云平台包括：实时推送模块，用于根据异常监控模块的设备异常告警信息通过实时通讯软件将设备异常信息推送给维护人员。

在一些实施例中，物联网云平台为阿里云物联网平台。本发明实施例借助阿里云物联网平台强大的数据处理能力，可将数据保存在云端，可实时查询。iotstudio同时提供web可视化搭建服务，在绝大多数场景下，通过拖拽、配置的方式，即可完成设备数据监控相关的web页面的开发。

在一些实施例中，本发明实施例在阿里云部署了相关的业务服务，用于实时监控上报的设备数据，通过脚本配置的业务逻辑在检测到异常时通过钉钉群机器人及时通知维护人员，主动式的推送将更好地提醒维护人员设备异常状态。

本发明实施例实现了全动模拟机各系统多参数的在线监控并在web端实时显示；跨地域模拟机的统一监控管理，数据的统一集中存储和显示；主设计终端节点核心电路模块，采集各传感器的信息并以无线通信的方式推送到云服务器；将模拟机监控数据通过钉钉app实时推送给现场工程师和相关工作人员，让工程师可以随时随地掌握模拟机状态。

尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文所述的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。

上文参考根据示例性实施方案所述的系统、方法、系统和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本公开的某些方面。应当理解，框图和流程图中的一个或多个块以及框图和流程图中的块的组合可分别通过执行计算机可执行程序指令来实现。同样，根据一些实施方案，框图和流程图中的一些块可能无需按示出的顺序执行，或者可以无需全部执行。另外，超出框图和流程图中的块所示的那些部件和/或操作以外的附加部件和/或操作可存在于某些实施方案中。

因此，框图和流程图中的块支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的元件或步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，框图和流程图中的每个块以及框图和流程图中的块的组合可以由执行特定功能、元件或步骤的专用硬件计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。

本文所述的程序模块、应用程序等可包括一个或多个软件组件，包括例如软件对象、方法、数据结构等。每个此类软件组件可包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令响应于执行而使本文所述的功能的至少一部分(例如，本文所述的例示性方法的一种或多种操作)被执行。

软件组件可以用各种编程语言中的任一种来编码。一种例示性编程语言可以为低级编程语言，诸如与特定硬件体系结构和/或操作系统平台相关联的汇编语言。包括汇编语言指令的软件组件可能需要在由硬件架构和/或平台执行之前由汇编程序转换为可执行的机器代码。另一种示例性编程语言可以为更高级的编程语言，其可以跨多种架构移植。包括更高级编程语言的软件组件在执行之前可能需要由解释器或编译器转换为中间表示。编程语言的其它示例包括但不限于宏语言、外壳或命令语言、作业控制语言、脚本语言、数据库查询或搜索语言、或报告编写语言。在一个或多个示例性实施方案中，包含上述编程语言示例中的一者的指令的软件组件可直接由操作系统或其它软件组件执行，而无需首先转换成另一种形式。

软件组件可存储为文件或其它数据存储构造。具有相似类型或相关功能的软件组件可一起存储在诸如特定的目录、文件夹或库中。软件组件可为静态的(例如，预设的或固定的)或动态的(例如，在执行时创建或修改的)。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。