CN104417759A - 一种基于多参数多传感的智能降落伞 - Google Patents

Abstract

一种多参数多传感的智能降落伞，包括：伞囊、智能模块、手腕显示器、开伞装置、电源，其特征在于所述智能模块内设有中央处理器、控制器、定位模块、气压传感器、风速风向传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、无线通信模块，各模块、传感器测得的数据经中央处理器处理后，由无线通信模块发射给手腕显示器及指挥中心，智能模块外壳为高强度塑料封装，封装外壳为可拆卸装配结构，安装在伞囊的侧面，无线通信模块与指挥中心及手腕显示器之间为无线通信连接，控制器与开伞装置连接，开伞装置设有手动开伞结构，电源设置在伞囊内。本发明的优点是智能降落伞具有自动定位，数据显示，最低高度自动开伞保护，以及与指挥中心通信联络功能。

Description

一种基于多参数多传感的智能降落伞

技术领域

本发明涉及一种降落伞，特别涉及一种多参数多传感的智能降落伞。

背景技术

降落伞是军事领域及民用领域跳伞运动的必需品，而降落伞的高可靠性是最重要的，关乎到跳伞者的生命安全，因此受到跳伞者的高度重视，降落伞设计和制造公司也为保障跳伞者的生命安全从设计到制造工艺上做出了众多的努力和工作。跳伞者有时因为高速下降、气压或者撞击等其他因素造成跳伞者昏厥或者无法开启降落伞；除此之外，跳伞者大部分时候不能正确判断开启降落伞的时间，过早开启将会被风吹得很远，过晚开启将会造成人员身体受伤甚至伤亡。随着传感器技术的发展，定位模块、气压传感器、风速风向传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪技术及其产品日趋发展成熟。另外，封装集成技术的日新月异也大大加速了传感器的集成化、微型化。多参数多功能传感器已在许多领域得到广泛的应用，而且应用日益递增趋势；多传感器融合技术及数据融合技术愈来愈成熟。对于降落伞这个领域也必将得到应用。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种多参数多传感的智能降落伞。

本发明包括：伞囊、智能模块、手腕显示器、开伞装置、电源，其特征在于所述智能模块内设有相互间经电路连接的中央处理器、控制器、定位模块、气压传感器、风速风向传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、无线通信模块，定位模块、气压传感器、风速风向传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、测得的实时位置、海拔高度，周围温度，加速度和角度参数经中央处理器处理，处理后的位置、海拔高度，周围温度，加速度和角度参数由无线通信模块发射给手腕显示器及指挥中心。智能模块外壳为高强度塑料封装的可拆卸装配结构，智能模块外壳安装在伞囊的侧面，无线通信模块与指挥中心及手腕显示器之间为无线通讯连接，手腕显示器上设有无线接收器、自备电源，接收无线通信模块发射的信息数据，控制器与开伞装置连接，开伞装置设有手动拉绳开伞结构，电源为可充电锂电池或普通电池设置在伞囊内。

所述定位模块为GPS定位系统芯片，GPS定位系统为北斗导航系统或俄罗斯“格洛纳斯”系统或欧洲“伽利略”(GALILEO)导航系统或美国GPS定位系统，智能模块中的加速度计、陀螺仪辅助智能降落伞定位和追踪。当GPS定位系统的信号不正常的情况下，利用定位模块中的加速度计、陀螺仪可以对跳伞者进行定位追踪，陀螺仪测量的角速度，加速度计测量加速度辅助智能降落伞的定位。

所述智能模块中的气压传感器对海拔高度测量，并通过温度传感器进行修正，准确测量海拔高度，风速风向传感器测量风速和风向，温度传感器测量周围的环境温度，所有数据经中央处理器处理后由无线通信模块发射给手腕显示器及指挥中心。

所述智能模块的中央处理器内设有最低海拔高度自动开伞保护设置，中央处理器经控制器驱动开伞装置自动开伞，最低海拔高度数值可由人工修改设定。

所述手腕显示器与无线通信模块之间的数据传输方式为蓝牙、Wi-Fi。

所述智能模块的封装外壳上设有数个电源电量显示指示灯，以20％为梯度递增，绿灯全亮表示电量充足。封装外壳与可充电锂电池之间采用USB接口连接。

所述中央处理器、控制器、定位模块、气压传感器、风向风速传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、无线通信模块为基板封装集成或为系统级封装(SiP)集成。

本发明就是采用先进的封装集成技术将多种传感器集成在一个模块上，将多个传感器得出的数据通过中央处理器进行数据处理，结果通过无线通信模块发射到手腕显示器上进行显示，供跳伞者参考。跳伞者的位置及其他信息同时传送给指挥中心，以便他们对跳伞者进行追踪和救援。智能模块控制降落伞的开启，一旦降落伞到达设定最低开伞海拔高度时，中央处理器给控制器指令驱动开伞装置打开降落伞，保护跳伞者的安全。同时，本发明设有手拉绳开伞功能，并且此功能和智能开伞功能是互相独立的，互不影响，双重打开方式从而保护跳伞者的生命安全。跳伞者到达地面后，可以将智能模块拆卸下来，携带在身上，帮助获得跳伞者的位置及相关信息，以便追踪和救援，即使没有GPS定位系统的信号，也可以通过智能模块中的加速度计和陀螺仪进行追踪和定位跳伞者的具体位置，把降落伞的信息传回指挥中心，以便对跳伞者进行定位追踪。

本发明的优点是智能降落伞具有自动定位，数据显示，最低高度自动开伞保护，以及与指挥中心通信联络功能。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

图2本发明的工作流程框图；

图3本发明智能模块的结构分布示意框图。

图中：1伞囊、2智能模块、3中央处理器、4定位模块、5加速度计、6陀螺仪、7风速风向传感器、8气压传感器、9温度传感器、10控制器、11无线通信模块、12电源。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

本实施例由伞囊1、智能模块2、手腕显示器、开伞装置、电源12组成，参见图1。智能模块内设有相互间经电路连接的中央处理器3、控制器10、定位模块4、气压传感器8、风速风向传感器7、温度传感器9、加速度计5、陀螺仪6、无线通信模块11，参见图3。中央处理器3、控制器10、定位模块4、气压传感器8、风向风速传感器7、温度传感器9、加速度计5、陀螺仪6、无线通信模块11为基板封装集成或为系统级封装(SiP)集成。本实施例采用基板封装集成。

参见图2，定位模块4、气压传感器8、风速风向传感器7、温度传感器9、加速度计5、陀螺仪6、测得的实时位置、海拔高度，周围温度，加速度和角度参数经中央处理器3处理，处理后的位置、海拔高度，周围温度，加速度和角度参数经无线通信模块11发射给手腕显示器及指挥中心。定位模块4为GPS定位系统芯片。GPS定位系统为北斗导航系统或俄罗斯“格洛纳斯”系统或欧洲“伽利略”(GALILEO)导航系统或美国GPS定位系统。本实施例采用北斗导航系统。

智能模块2中的加速度计5、陀螺仪6辅助智能降落伞定位和追踪。当在GPS定位系统信号不正常的情况下，利用定位模块4可以对跳伞者进行定位追踪，陀螺仪6可测量的角速度，加速度计5可测量加速度，辅助智能降落伞的定位。智能模块2中的气压传感器8对海拔高度测量，并通过温度传感器9进行修正，准确测量海拔高度，风速风向传感器7测量风速和风向，温度传感器9测量周围的环境温度，所有数据经中央处理器3处理后由无线通信模块11发射给手腕显示器及指挥中心。

智能模块2外壳为高强度塑料封装，封装外壳为可拆卸装配结构，统一标准尺寸，安装在伞囊1的侧面，无线通信模块11与指挥中心及手腕显示器之间为无线通讯连接，手腕显示器上设有无线接收器、自备电源，接收无线通信模块11发射的信息数据，手腕显示器与无线通信模块11之间的数据传输方式为蓝牙、Wi-Fi。在本实施例中采用蓝牙。

电源12为可充电锂电池或普通电池设置在伞囊内。智能模块2的封装外壳上设有五个电源电量显示指示灯，以20％为梯度递增，绿灯全亮表示电量充足。封装外壳与可充电锂电池之间采用USB接口连接。

控制器10与开伞装置连接，开伞装置设有手动拉绳开伞结构，智能模块2的中央处理器3内设有最低海拔高度自动开伞保护设置，中央处理器3经控制器10驱动开伞装置自动开伞，最低海拔高度数值可由人工修改设定。中央处理器3对海拔高度不断的与设定的最小拉伞高度进行对比，当海拔高度离最小拉伞高度距离将近时，发出警告，到达最小拉伞高度时，若开伞装置没有自动开伞或人工拉伞，中央处理器3指令控制器10驱动开伞装置开伞。

Claims (6)

1.一种基于多参数多传感的智能降落伞，包括：伞囊、智能模块、手腕显示器、开伞装置、电源，其特征在于所述智能模块内设有相互间经电路连接的中央处理器、控制器、定位模块、气压传感器、风速风向传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪和无线通信模块，所述定位模块、气压传感器、风速风向传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、测得的数据经中央处理器处理后，由无线通信模块发射给手腕显示器及指挥中心，智能模块外壳为高强度塑料封装的可拆卸装配结构，智能模块外壳安装在伞囊的侧面，无线通信模块与指挥中心及手腕显示器之间为无线通信连接，手腕显示器上设有无线接收器、自备电源，接收无线通信模块发射的信息数据，控制器与开伞装置连接，开伞装置设有手动开伞结构，电源为可充电锂电池或普通电池，设置在伞囊内。

2.根据权利要求1所述的基于多参数多传感的智能降落伞，其特征在于所述定位模块为GPS定位系统芯片，GPS定位系统为北斗导航系统或俄罗斯“格洛纳斯”系统或欧洲伽利略导航系统或美国GPS定位系统，智能模块中的加速度计、陀螺仪为辅助智能降落伞定位和追踪的装置。

3.根据权利要求1所述的基于多参数多传感的智能降落伞，其特征在于所述智能模块中的气压传感器对海拔高度测量，并通过温度传感器进行修正，准确测量海拔高度。

4.根据权利要求1所述的基于多参数多传感的智能降落伞，其特征在于所述智能模块的中央处理器内设有最低海拔高度自动开伞保护设置，中央处理器经控制器驱动开伞装置自动开伞。

5.根据权利要求1所述的基于多参数多传感的智能降落伞，其特征在于所述手腕显示器与无线通信模块之间的数据传输方式为蓝牙、Wi-Fi。

6.根据权利要求1所述的基于多参数多传感的智能降落伞，其特征在于所述智能模块的封装外壳上设有数个电源电量显示指示灯，封装外壳与可充电锂电池之间采用USB接口连接。