CN107871147A - 空间站物资管理系统及其管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空间站物资管理系统，所述空间站物资管理系统包括：用于指示物品在空间站中存储的位置的多级传感器；设置于存储在所述空间站中的每一物品上用于表示物品属性的条形码；用于存储表示物品进出所述空间站、在所述空间站中转移和消耗的信息的主控计算机以及用于扫描设置于物品上的条形码的扫描设备。根据本发明的空间站物资管理系统，管理物资的精确度高，操作简单且管理效率更高；同时本发明的空间站物资管理系统的设置合理，结构清晰，能够解决管理混乱的情况。

Description

空间站物资管理系统及其管理方法

技术领域

本发明涉及航天器信息管理技术领域，尤其涉及一种空间站物资管理系统及其管理方法。

背景技术

从20世纪五十年代开始，美国和前苏联相继发展现代航天工程，很快实现了载人航天飞行。载人航天器与无人航天器的最大区别在于人成为航天器的核心组成部分。为了保证航天员在太空生命安全以及科学试验的顺利进行，载人航天器需要携带大量的物品，主要包括耗材(如食物、药品等)、设备(如仪表等)、工具(如出舱活动使用的足限位器)等，除此之外，还必须利用空间运输系统定时向载人航天器进行补给。基于这种不定期的更新、货物转运的频繁性，加之航天员的定期换班，易造成载人航天器上物资管理的混乱。另外，空间环境的微重力性也使航天员查找物品成为一件耗时、耗力的事情，不恰当的活动也给载人航天器自身安全带来隐患。

目前我国载人飞船运行时间短，飞船上一次携带了足以满足航天员短期在轨工作时的饮食和日常消耗品，废弃物存储箱的设计也满足短期要求，因此飞船上物资管理的需求不突出，只对影响航天员安全的重要参数进行了实时监测。当参数越限时，通过语音提示给航天员。所以目前我国的载人飞船中的物资管理较为薄弱，载人飞船运行时间增长时，物资相应的增加，物资管理就会陷入混乱，且操作繁琐复杂，如此一来就会给航天器和航天员带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种操作简单、管理精确度高并且高效的空间站物资管理系统及其管理方法。

为实现上述目的，本发明提供一种空间站物资管理系统，所述空间站物资管理系统包括：多级传感器，用于指示物品在空间站中存储的位置；条形码，设置于存储在所述空间站中的每一物品上，用于表示物品属性；主控计算机，用于存储表示物品进出所述空间站、在所述空间站中转移和消耗的信息，所述主控计算机与所述多级传感器中的第一级传感器和地面设备交互，向所述第一级传感器和所述地面设备发送物品存储状态的信息或者从所述第一级传感器和所述地面设备接收物品存储状态的信息；以及扫描设备，设置有条形码阅读器，用于扫描设置于物品上的所述条形码，根据被扫描物品的转移或消耗状态来更新该物品的存储状态信息并将表示该物品的存储状态变化的信息发送给所述第一级传感器，所述扫描设备还设置有显示器以显示获取的关于物品存储状态的信息。

根据本发明的一个方面，第一级传感器用于表示物品在所述空间站中所处的舱体，在舱体中的相同或相似种类的物品包中设置所述多级传感器中的最后一级传感器，所述最后一级传感器包括表示物品在舱体中的具体位置的信息，所述物品包中包括相同或相似种类的多件物品，并且根据物品在所述空间站中的分类存储复杂度设置多个中间级传感器或者不设置中间级传感器。

根据本发明的一个方面，除物品具体位置的信息之外，所述最后一级传感器还存储关于物品功能、维修要求的信息。

根据本发明的一个方面，所述多级传感器包括所述第一级传感器、第二级传感器和第三级传感器，所述第一级传感器用于表示物品在舱体中的具体位置，所述第二级传感器用于表示物品在舱体中所处的货架，所述第三级传感器用于表示物品在货架中所处的位置。

根据本发明的一个方面，所述第一级传感器和所述中间级传感器由所述空间站提供能量，所述第一级传感器定时地或者根据所述主控计算机的要求向所述主控计算机发送物品存储状态变化的信息或者从所述主控计算机接收物品存储状态变化的信息，所述中间级传感器定时地或者根据所述主控计算机的要求向上一级传感器发送物品存储状态变化的信息或者从上一级传感器接收物品存储状态变化的信息。

根据本发明的一个方面，所述最后一级传感器仅在接收到上一级传感器的唤醒命令时才与上一级传感器进行物品存储状态信息的交互。

根据本发明的一个方面，所述扫描设备还设置有小型传感器，用于读取所述多级传感器中的最后一级传感器中存储的关于物品具体位置的信息。

为实现上述目的，本发明提供一种使用空间站物资管理系统实现空间站物资入站管理的方法，所述方法包括：在对所述空间站进行物资补给之前，所述地面设备接收来自所述主控计算机的关于空间站中物资存储状态的信息；所述地面设备根据从所述主控接收机接收的信息确定需要补给的物品种类和物品数量并确定各物品在所述空间站的存储位置；所述地面设备为所述空间站补给的每一物品上设置条形码；所述地面设备基于确定的物品种类、物品数量、存储位置得到入站物品信息表；所述空间站接收到来自空间运输系统的补给物品和来自所述地面设备的入站信息表；航天员根据所述入站信息表将补给物品分别放置到对应的存储位置；所述主控计算机向所述多级传感器中的第一级传感器发送入站更新后的物品存储状态信息；以及所述多级传感器按照设置的层级依次向下一级传感器发送入站更新后的物品存储状态信息。

为实现上述目的，本发明提供一种空间站物资管理系统实现空间站物资转移或出站管理的方法，所述方法包括：所述扫描设备扫描被转移物品或出站物品的条形码；所述扫描设备将表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息发送给所述多级传感器中的第一级传感器；所述第一级传感器向所述主控计算机和下一级传感器发送表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息，从而更新所述主控计算机和下一级传感器中存储的物品存储状态信息；以及所述多级传感器按照设置的层级依次向下一级传感器发送表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息。

为实现上述目的，本发明提供一种空间站物资管理系统实现空间站物资查询管理的方法，所述方法包括：查询存储在所述主控计算机中的表示物品进出所述空间站、在所述空间站中转移和消耗的信息，从而得到物品的入站、出站、转移和库存信息。

根据本发明的空间站物资管理系统及其管理方法能够取得的有益效果包括：使得空间站物资管理系统的功能更加强大，管理物资的精确度高，操作简单且管理效率更高；同时，根据本发明的空间站物资管理系统的设置合理，结构清晰，所以能够解决管理混乱的情况。利用本发明的空间站物资管理系统能够更好地利用空间站上的存储空间存储更多物品，并保持空间站中物资的有效追踪，为航天员查找、地面制定补给策略提供支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的空间站物资管理系统的组成图；

图2示意性表示根据本发明的一种实施方式中的空间站物资管理系统的信息流图；

图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的空间站物资入站管理的方法的流程图；

图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的空间站物资转移或出站管理的方法的流程图；

图5示意性表示根据本发明的一种实施方式的空间站物资管理系统实现的功能结构图。

具体实施方式

此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。

根据本发明的空间站物资管理系统包括多级传感器、条形码、主控计算机以及扫描设备。在本发明中，通过多级传感器的设置来指示空间站中各类物品的具体存储位置。主控计算机是用于存储和表示物品进出空间站以及在空间站中转移和消耗的各种信息的，可以供航天员查询时使用。同时，主控计算机也负责完成整个空间站物品库存信息的整理和查询。主控计算机与多级传感器中的第一级传感器以及地面设备进行信息交互，其是向第一级传感器和地面设备发送物品存储状态的信息，或者是从第一级传感器和地面设备接收物品存储状态的信息。条形码被设置在空间站中的每一件物品上，用于表示物品的自身属性。扫描设备内设置有用于扫描设置在物品上的条形码的条形码阅读器，通过条形码阅读器扫描设置在物品上的条形码得知被扫描物品的转移信息或者消耗状态信息，然后更新该物品的存储状态信息并将表示该物品的存储状态变化的信息发送给多级传感器中的第一级传感器，然后由第一级传感器将信息发送给主控计算机，从而与地面设备进行信息交互。此外，扫描设备还设置有用于显示获取的关于物品存储状态的信息的显示器。

根据本发明的空间站物资管理系统，多级传感器中的第一级传感器用于表示物品在空间站中的所处的舱体。在舱体中的相同或者相似种类的物品包中设置有多级传感器中的最后一级传感器，最后一级传感器包括表示物品在舱体中的具体位置信息，在物品包中包括相同或者相似种类的多件物品。例如，物品包可以为生活用品包、维修设备包等，生活用品包中可以包括牙膏、洗发水等生活用品。又例如，物品包可以更细化，例如包括洗发水包、牙膏包等。

如此，根据物品在空间站中的分类存储复杂度还可以设置多个中间级传感器。当然，在存储复杂度一般的情况下不设置中间级传感器也是可行的。例如，当存储的物品种类较多时，可以设置多个中间级传感器。

此外，根据本发明的空间站物资管理系统中多级传感器中的最后一级传感器除了存储物品的具体位置信息以外，还存储关于物品的功能和维修要求的信息。最后一级传感器的能量由其自身提供，一般情况下是处于休眠模式的，所以最后一级传感器在管理系统中的工作通常是仅在接收到上一级传感器的唤醒命令时才与上一级传感器进行物品存储状态信息的交互。

根据本发明的空间站物资管理系统，多级传感器中的第一级传感器和中间级传感器是由空间站提供能量的。第一级传感器定时地或者根据主控计算机的要求向主控计算机发送物品存储状态变化的信息，或者从主控计算机接收物品存储状态变化的信息。中间级传感器则是定时地或者根据主控计算机的要求向上一级传感器发送物品存储状态变化的信息，或者从上一级传感器接收物品存储状态变化的信息。

在本发明中，扫描设备还设置有小型传感器，小型传感器用于读取多级传感器中的最后一级传感器中存储的关于物品具体位置的信息。

以下以设置三级传感器且扫描设备为手持仪表设备为例来具体描述本发明的空间站物资管理系统。图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的空间站物资管理系统的组成图。

如图1所示，多级传感器包括第一级传感器、第二级传感器和第三级传感器。在本实施方式中，在空间站的每个舱体中设置一级传感器(舱节点)，在机柜、货架处设置二级传感器(机柜节点)，在物品包或者设备包装中设置三级传感器(子节点)。即第一级传感器用于表示物品在舱体中的具体位置，二级传感器用于表示物品在舱体中所处的货架，三传感器用于表示物品在货架中所处的位置以及物品功能和维修要求等信息。

图2示意性表示根据本发明的设置三级传感器时的空间站物资管理系统的信息流图。如图2所示，一级传感器与二级传感器交互信息，二级传感器与三级传感器交互信息，手持仪表可以直接读取三级传感器的信息，也可以直接读取物品上的条形码信息，手持仪表将读取的信息传输至一级传感器，同时，在一级传感器与主控计算机进行信息交互后，一级传感器也将更新后的信息发送给手持仪表。由此来实现本发明的空间站物资管理系统的信息流动和传递，实现物资管理。

以下参照图3至图5来描述利用上述空间站物资管理系统实现空间站物资管理的方法。

如图3所示，空间站物资入站管理的方法包括：在对空间站进行物资补给之前，地面设备接收来自主控计算机的关于空间站中物资存储状态的信息；地面设备根据从主控接收机接收的信息确定需要补给的物品种类和物品数量并确定各物品在空间站的存储位置；地面设备为空间站补给的每一物品上设置条形码；地面设备基于确定的物品种类、物品数量、存储位置得到入站物品信息表；空间站接收到来自空间运输系统的补给物品和来自地面设备的入站信息表；航天员根据入站信息表将补给物品分别放置到对应的存储位置；主控计算机向多级传感器中的第一级传感器发送入站更新后的物品存储状态信息；以及多级传感器按照设置的层级依次向下一级传感器发送入站更新后的物品存储状态信息。

由于空间运输系统向空间站补给时，由于补给物品的数量庞大，从而不采用手持仪表将入站物品信息一一录入的方式，而是首先在地面根据来自空间站的现有物资存储情况来确定需要补给的物品和物品数量，并确定新补给的物品在空间站中的存储位置。然后，在每件物品上设置条形码，如此得到补给物品的入站信息表。空间站在接收到物品的同时也得到入站信息表，将入站信息表直接拷贝到主控计算机上，然后由主控计算机将入站物品信息传递到一级传感器，然后根据传感器的设置层级一层一层地往下传输信息。

如图4所示，空间站物资转移或出站管理的方法包括：扫描设备扫描被转移物品或出站物品的条形码；扫描设备将表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息发送给多级传感器中的第一级传感器；第一级传感器向主控计算机和下一级传感器发送表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息，从而更新主控计算机和下一级传感器中存储的物品存储状态信息；以及多级传感器按照设置的层级依次向下一级传感器发送表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息。

即，当空间站有物品出站或转移活动时，由手持仪表对物品信息进行更新，手持仪表将更新后的信息传递给一级传感器，再有一级传感器传递至二级传感器和主控计算机，多级传感器按照设置的层级依次向下一级传感器传递信息。同时，主控计算机还记录出站或转移物品的信息，从而供航天员查询使用。

此外，空间站物资查询管理的方法包括：查询存储在主控计算机中的表示物品进出空间站、在空间站中转移和消耗的信息，从而得到物品的入站、出站、转移和库存信息。

图5示意性表示根据本发明的一种实施方式的空间站物资管理系统实现的功能结构图。根据上述空间站物资管理系统及其管理方法即可以实现如图5所示的所有功能，具体功能包括入站管理、出站管理、转移管理和查询管理。其中查询管理包括入站查询、出站查询、库存查询和转移查询。

根据本发明的上述设置，使得空间站物资管理系统的功能更加强大，管理物资的精确度高，操作简单且管理效率更高；同时根据本发明的空间站物资管理系统的设置合理，结构清晰，所以能够解决管理混乱的情况。利用本发明的空间站物资管理系统能够更好地利用空间站上的存储空间存储更多物品，并保持空间站中物资的有效追踪，为航天员查找、地面制定补给策略提供支持。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空间站物资管理系统，其特征在于，所述空间站物资管理系统包括：

多级传感器，用于指示物品在空间站中存储的位置；

条形码，设置于存储在所述空间站中的每一物品上，用于表示物品属性；

主控计算机，用于存储表示物品进出所述空间站、在所述空间站中转移和消耗的信息，所述主控计算机与所述多级传感器中的第一级传感器和地面设备交互，向所述第一级传感器和所述地面设备发送物品存储状态的信息或者从所述第一级传感器和所述地面设备接收物品存储状态的信息；以及

扫描设备，设置有条形码阅读器，用于扫描设置于物品上的所述条形码，根据被扫描物品的转移或消耗状态来更新该物品的存储状态信息并将表示该物品的存储状态变化的信息发送给所述第一级传感器，所述扫描设备还设置有显示器以显示获取的关于物品存储状态的信息。

2.根据权利要求1所述的空间站物资管理系统，其特征在于，所述第一级传感器用于表示物品在所述空间站中所处的舱体，在舱体中的相同或相似种类的物品包中设置所述多级传感器中的最后一级传感器，所述最后一级传感器包括表示物品在舱体中的具体位置的信息，所述物品包中包括相同或相似种类的多件物品，并且根据物品在所述空间站中的分类存储复杂度设置多个中间级传感器或者不设置中间级传感器。

3.根据权利要求2所述的空间站物资管理系统，其特征在于，除物品具体位置的信息之外，所述最后一级传感器还存储关于物品功能、维修要求的信息。

4.根据权利要求2所述的空间站物资管理系统，其特征在于，所述多级传感器包括所述第一级传感器、第二级传感器和第三级传感器，所述第一级传感器用于表示物品在舱体中的具体位置，所述第二级传感器用于表示物品在舱体中所处的货架，所述第三级传感器用于表示物品在货架中所处的位置。

5.根据权利要求2所述的空间站物资管理系统，其特征在于，所述第一级传感器和所述中间级传感器由所述空间站提供能量，所述第一级传感器定时地或者根据所述主控计算机的要求向所述主控计算机发送物品存储状态变化的信息或者从所述主控计算机接收物品存储状态变化的信息，所述中间级传感器定时地或者根据所述主控计算机的要求向上一级传感器发送物品存储状态变化的信息或者从上一级传感器接收物品存储状态变化的信息。

6.根据权利要求2所述的空间站物资管理系统，其特征在于，所述最后一级传感器仅在接收到上一级传感器的唤醒命令时才与上一级传感器进行物品存储状态信息的交互。

7.根据权利要求2所述的空间站物资管理系统，其特征在于，所述扫描设备还设置有小型传感器，用于读取所述多级传感器中的最后一级传感器中存储的关于物品具体位置的信息。

8.一种使用权利要求1至7中任一项所述的空间站物资管理系统实现空间站物资入站管理的方法，其特征在于，所述方法包括：

在对所述空间站进行物资补给之前，所述地面设备接收来自所述主控计算机的关于空间站中物资存储状态的信息；

所述地面设备根据从所述主控接收机接收的信息确定需要补给的物品种类和物品数量并确定各物品在所述空间站的存储位置；

所述地面设备在所述空间站补给的每一物品上设置条形码；

所述地面设备基于确定的物品种类、物品数量、存储位置得到入站物品信息表；

所述空间站接收到来自空间运输系统的补给物品和来自所述地面设备的入站信息表；

航天员根据所述入站信息表将补给物品分别放置到对应的存储位置；

所述主控计算机向所述多级传感器中的第一级传感器发送入站更新后的物品存储状态信息；以及

所述多级传感器按照设置的层级依次向下一级传感器发送入站更新后的物品存储状态信息。

9.一种使用权利要求1至7中任一项所述的空间站物资管理系统实现空间站物资转移或出站管理的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述扫描设备扫描被转移物品或出站物品的条形码；

所述扫描设备将表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息发送给所述多级传感器中的第一级传感器；

所述第一级传感器向所述主控计算机和下一级传感器发送表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息，从而更新所述主控计算机和下一级传感器中存储的物品存储状态信息；以及

所述多级传感器按照设置的层级依次向下一级传感器发送表示该物品转移的信息或表示物品出站的信息。

10.一种使用权利要求1至7中任一项所述的空间站物资管理系统实现空间站物资查询管理的方法，其特征在于，所述方法包括：查询存储在所述主控计算机中的表示物品进出所述空间站、在所述空间站中转移和消耗的信息，从而得到物品的入站、出站、转移和库存信息。