CN103616872A - 面向机场地面保障设备运行的数据采集装置 - Google Patents

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陈垣均
尹培阳
高新愿
朱碧丽
黎杰
尹君
于之靖
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Abstract

一种面向机场地面保障设备运行的数据采集装置。其包括现场采集部分和现场操作部分；现场采集部分包括液位传感器、温度传感器、流量传感器、信号调理板、嵌入式系统和蓝牙数据发送模块；现场操作部分包括工业平板电脑硬件平台、人机交互界面、蓝牙数据接收模块、数据存储卡、设备故障声光报警装置和GPRS无线通信模块。本发明的数据采集装置是将采集到的设备运行状态、运行参数通过蓝牙模块传输到工业平板电脑，并将采集数据保存到数据存储卡永久保存。同时对采集数据进行分析，判断是否发出设备故障声光报警。最后，通过GPRS无线通信技术将采集数据发送到远程网络服务器，从而为机场地面保障设备的运行监控和调度提供实时数据信息。

Description

面向机场地面保障设备运行的数据采集装置
技术领域
本发明属于民用航空应用技术领域，特别是涉及一种面向机场地面保障设备运行的数据采集装置。
背景技术
随着我国民用航空业的快速发展，民航机场客机、货机的起降次数更加频繁，而飞机的正常运行离不开地面保障资源的支持与服务，相应地机场地面保障作业的各种车辆、设备数量也在逐步增多，但机场供各种地面保障设备运行的区域面积显得非常地宝贵而有限。可见机场地面保障部门能否准确地、实时地掌握各种保障设备的运行状态信息（如除冰车中除冰液的液位、温度、流量）直接影响着保障部门能否高效、合理地对各种地面保障设备进行监控和调度，这对整个机场地面保障部门提出了极大的挑战。
而目前绝大部分机场对地面保障设备运行状态（如除冰车中除冰液的液位、温度、流量）还是通过保障人员对设备的肉眼观察设备状态，而调度中心对机场地面保障车辆调度还是通过对讲机语音方式进行，调度信息由调度中心发送到调度员,再由调度员指挥保障车辆工作人员完成相应的工作。这样会带来一些问题：（1）对地面保障人员、调度员要求很高,若其精力分散,会导致出错的概率增加。（2）若地面保障人员对设备运行状态信息掌握不全,则会造成指挥调度不到位等一系列工作失误。
可见发明一种面向机场地面保障设备运行的数据采集装置迫在眉睫，为机场地面保障部门准确地、实时地提供各种地面保障设备的运行状况信息，更好地为地面保障设备的运行监控和调度服务。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种面向机场地面保障设备运行的数据采集装置。
为了达到上述目的，本发明提供的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置包括：现场采集部分I和现场操作部分II；现场采集部分I包括：液位传感器、温度传感器、流量传感器、信号调理板、嵌入式系统和蓝牙数据发送模块；其中：液位传感器、温度传感器、流量传感器为安装在机场地面保障设备模拟现场除冰车上的传感器，分别与信号调理板相连接，用于分别对除冰车上的除冰液液位、温度和流量信号进行测量；信号调理板为信号采集控制电路，其与嵌入式系统相连接，用于采集液位传感器、温度传感器和流量传感器的信号，并对其进行调理和转换，然后将相应的数字信息通过串口传送给嵌入式系统；嵌入式系统为嵌入式计算机，与蓝牙数据发送模块相连接，其将采集到的包括除冰液液位、温度和流量数据在内的采集信息通过蓝牙数据发送模块发送给现场操作部分II；
现场操作部分II包括：工业平板电脑硬件平台、人机交互界面和蓝牙数据接收模块；其中：工业平板电脑硬件平台为工业控制计算机，其分别与人机交互界面和蓝牙数据接收模块相连接；人机交互界面为显示器和输入装置，显示器用于显示采集数据和相关图表，输入装置用于输入设置数据和用户操作指令；蓝牙数据接收模块为蓝牙无线通信接收电路，其与现场采集部分I中的蓝牙数据发送模块相连接，用于接收现场采集部分I所发送的采集信息。
所述的液位传感器垂直安装在除冰车上除冰液罐中，温度传感器安装在除冰液罐的底部，流量传感器安装在与除冰液输送管道相连接的除冰液喷枪的中部。
所述的现场操作部分II还包括GPRS无线通信模块和远程网络服务器，GPRS无线通信模块与工业平板电脑硬件平台相连接，工业平板电脑硬件平台通过GPRS无线通信模块将采集信息数据发送到远程网络服务器，为机场地面保障设备的运行监控和调度提供数据源。
所述的现场操作部分II中的工业平板电脑硬件平台通过标准的RS-232/485接口与GPRS无线通信模块连接。
所述的现场操作部分II还包括与工业平板电脑硬件平台相连接的设备故障声光报警装置。
所述的现场操作部分II还包括与工业平板电脑硬件平台相连接的数据存储卡。
本发明提供的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置是将采集到的设备运行状态、运行参数通过蓝牙模块传输到工业平板电脑，并将采集数据保存到数据存储卡永久保存。同时对采集数据进行分析，判断是否发出设备故障声光报警。最后，通过GPRS无线通信技术将采集数据发送到远程网络服务器，从而为机场地面保障设备的运行监控和调度提供实时的数据信息。
附图说明
图1为本发明提供的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施本发明提供的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置包括：现场采集部分I和现场操作部分II；现场采集部分I包括：液位传感器1、温度传感器2、流量传感器3、信号调理板4、嵌入式系统5和蓝牙数据发送模块6；其中：液位传感器1、温度传感器2、流量传感器3为安装在机场地面保障设备模拟现场除冰车上的传感器，其分别与信号调理板(4)相连接，用于分别对除冰车上的除冰液液位、温度和流量信号进行测量；信号调理板4为信号采集控制电路，其与嵌入式系统5相连接，用于采集液位传感器1、温度传感器2和流量传感器3的信号，并对其进行信号调理和转换，然后将相应的数字信息通过串口传送给嵌入式系统5；嵌入式系统5为嵌入式计算机，其与蓝牙数据发送模块6相连接，其将采集到的包括除冰液液位、温度和流量数据在内的采集信息通过蓝牙数据发送模块6发送给现场操作部分II；
现场操作部分II包括：工业平板电脑硬件平台7、人机交互界面8和蓝牙数据接收模块9；其中：工业平板电脑硬件平台7为工业控制计算机，其分别与人机交互界面8和蓝牙数据接收模块9相连接；人机交互界面8包括显示器和输入装置，显示器用于显示采集数据和相关图表，输入装置用于输入设置数据和用户操作指令；蓝牙数据接收模块9为蓝牙无线通信接收电路，其与现场采集部分I中的蓝牙数据发送模块6相连接，用于接收现场采集部分I所发送的采集信息。
所述的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置的现场采集部分I中液位传感器1垂直安装在除冰车上除冰液罐中，温度传感器2安装在除冰液罐的底部，流量传感器3安装在与除冰液输送管道相连接的除冰液喷枪的中部。
所述的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置的现场操作部分II还包括GPRS无线通信模块12和远程网络服务器13，GPRS无线通信模块12与工业平板电脑硬件平台7相连接，工业平板电脑硬件平台7通过GPRS无线通信模块12将采集信息数据发送到远程网络服务器13，为机场地面保障设备的运行监控和调度提供实时的数据信息。
所述的现场操作部分II中的工业平板电脑硬件平台7通过标准的RS-232/485接口与GPRS无线通信模块12连接，利用GPRS无线通信技术结合TCP/IP协议栈的方法实现采集数据信息向远程网络服务器13发送。这样通过GPRS无线通信模块12将工业平板电脑硬件平台7与远程网络服务器13建立连接，实现无线通信功能。
所述的现场操作部分II还包括与工业平板电脑硬件平台7相连接的设备故障声光报警装置11。
所述的现场操作部分II还包括与工业平板电脑硬件平台7相连接的数据存储卡10，由于工业平板电脑硬件平台7的存储容量大小有限，为了方便以后对历史运行数据分析和研究，需要将当前运行数据与历史数据进行参数比对，为此设定一个数据存储卡10，工业平板电脑硬件平台7将定期对所接收的数据信息保存在数据存储卡10中。
本发明提供的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置工作过程主要分两大部分：现场采集部分I利用嵌入式系统5对除冰液液位、温度、流量数据进行采集，并将这些数据信息通过蓝牙数据发送模块6发送给现场操作部分II；现场操作部分II是由工业平板电脑硬件平台7通过蓝牙数据接收模块9接收来自嵌入式系统5所采集的数据信息，并将数据信息做进一步的处理。具体工作过程如下：
首先，由现场采集部分I中的液位传感器1、温度传感器2、流量传感器3分别对除冰液的液位高度、温度以及除冰作业时除冰液喷枪的流量进行数据采集，再通过信号调理板4对这些数据进一步处理，保证嵌入式系统5对液位、温度、流量信息准确及时采集，并且暂存在嵌入式系统5内存中，再通过蓝牙数据发送模块6将所采集的信息发送给蓝牙数据接收模块9，蓝牙数据接收模块9将接收到的采集数据传送给工业平板电脑硬件平台7，由工业平板电脑硬件平台7为人机交互界面8的数据显示提供实时的数据信息。
然后，由现场操作部分II中的工业平板电脑硬件平台7所提供的人机交互界面8对接收的数据信息进行控制。一方面，由于工业平板电脑硬件平台7的存储容量大小有限，为了方便以后对历史运行数据的分析和研究，需要将当前运行数据与历史数据进行参数比对，故将这些数据信息永久保存于数据存储卡10中。另一方面，为了给机场地面保障设备的运行监控和调度提供数据源，在此建立一个远程网络服务器13。由工业平板电脑硬件平台7通过GPRS无线通信模块12将所接收的采集数据发送到远程网络服务器13，为机场地面保障设备的高效的运行、监控和调度提供服务。
最后，设备故障声光报警装置11主要用于：一、防止因除冰液意外泄漏而地面设备保障人员没有及时察觉；二、为了避免因除冰罐中除冰液的液位过低和除冰液温度不在要求的范围内而影响对飞机除冰作业的工作效率和除冰效果。当地面保障设备产生了故障时，为了能够使相关作业人员及时发现故障，在此特别设置设备故障声光报警装置11。当飞机进行除冰作业时，现场采集部分I的液位传感器1所测量的液位数据信息与流量传感器3所测得的流量数据信息是呈一定的函数关系的。假如飞机没有进行除冰作业也没有进行除冰液加液，显然现场采集部分I中的液位传感器1所测得的液位信息应该保持定值，而流量传感器3所测得的流量数据信息应该是0，否则说明除冰液罐设备发生意外漏液的故障。为了及时发现设备故障产生的原因，在此可以通过软件开发工具编写设备故障诊断程序。当设备发生故障时，设备故障声光报警装置11伴有故障警报声发出和灯光闪烁，同时在人机交互界面8中显示故障的来源。

Claims (6)

1.一种面向机场地面保障设备运行的数据采集装置，其特征在于：其包括现场采集部分I和现场操作部分II；现场采集部分I包括：液位传感器（1）、温度传感器（2）、流量传感器（3）、信号调理板（4）、嵌入式系统（5）和蓝牙数据发送模块（6）；其中：液位传感器（1）、温度传感器（2）、流量传感器（3）为安装在机场地面保障设备模拟现场除冰车上的传感器，分别与信号调理板（4）相连接，用于分别对除冰车上的除冰液液位、温度和流量信号进行测量；信号调理板（4）为信号采集控制电路，其与嵌入式系统（5）相连接，用于采集液位传感器（1）、温度传感器（2）和流量传感器（3）的信号，并对其进行调理和转换，然后将相应的数字信息通过串口传送给嵌入式系统（5）；嵌入式系统（5）为嵌入式计算机，与蓝牙数据发送模块（6）相连接，其将采集到的包括除冰液液位、温度和流量数据在内的采集信息通过蓝牙数据发送模块（6）发送给现场操作部分II；
现场操作部分II包括：工业平板电脑硬件平台（7）、人机交互界面（8）和蓝牙数据接收模块（9）；其中：工业平板电脑硬件平台（7）为工业控制计算机，其分别与人机交互界面（8）和蓝牙数据接收模块（9）相连接；人机交互界面（8）为显示器和输入装置，显示器用于显示采集数据和相关图表，输入装置用于输入设置数据和用户操作指令；蓝牙数据接收模块（9）为蓝牙无线通信接收电路，其与现场采集部分I中的蓝牙数据发送模块（6）相连接，用于接收现场采集部分I所发送的采集信息。
2.根据权利要求1所述的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置，其特征在于：所述的液位传感器（1）垂直安装在除冰车上除冰液罐中，温度传感器（2）安装在除冰液罐的底部，流量传感器（3）安装在与除冰液输送管道相连接的除冰液喷枪的中部。
3.根据权利要求1所述的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置，其特征在于：所述的现场操作部分II还包括GPRS无线通信模块（12）和远程网络服务器（13），GPRS无线通信模块（12）与工业平板电脑硬件平台（7）相连接，工业平板电脑硬件平台（7）通过GPRS无线通信模块（12）将采集信息数据发送到远程网络服务器（13），为机场地面保障设备的运行监控和调度提供数据源。
4.根据权利要求1所述的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置，其特征在于：所述的现场操作部分II中的工业平板电脑硬件平台（7）通过标准的RS-232/485接口与GPRS无线通信模块（12）连接。
5.根据权利要求1所述的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置，其特征在于：所述的现场操作部分II还包括与工业平板电脑硬件平台（7）相连接的设备故障声光报警装置（11）。
6.根据权利要求1所述的面向机场地面保障设备运行的数据采集装置，其特征在于：所述的现场操作部分II还包括与工业平板电脑硬件平台（7）相连接的数据存储卡（10）。
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