CN108829149B - 无人值守陆基ads-b接收站的自主温控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无人值守陆基ADS‑B接收站的自主温控系统。该系统包括控制器和与控制器电连接的加热模块、散热模块及温度检测装置。控制器根据温度检测装置检测到的接收站机箱内的温度来确定机箱内温度值，并比较所确定的机箱内温度值与设定控制温度范围；低于设定控制温度范围的下限值时，控制器的控制模式为低温模式，开启加热模块；高于设定控制温度范围的上限值时，为高温模式，开启散热模块；在设定控制温度范围内时，为常温模式，不开启加热模块和散热模块。本发明用少量部件实现自主温控，保证在野外的无人值守ADS‑B接收站温度始终在正常范围；该自主温控系统有三种控制模式，在常温下仅采集温度，其余温控部件不启动，节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及温度自动控制技术，尤其涉及一种无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统。
背景技术
广播式自动相关监视技术(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，简称ADS-B)是国际民航组织确定的未来主要监视技术。装载ADS-B设备的飞机自动向周围的飞机、车辆和地面接收装置发射自身的国际民航组织(International Civil AviationOrganization，简称ICAO)、航班号、位置、航向、速度等信息，除了实现空对空相互监视、空对地监视之外，还可以实现其它多方面的功能：空中飞机可以自动识别相互位置，保持间隔，避免碰撞。地面导航指挥系统通过ADS-B信息，可以对使用终端和空中飞行器实施导航、监视和指挥，从而使飞行器、机场地面上的飞机、机场地面车辆保持一定的安全距离，起到监视和防撞的作用。
ADS-B技术将卫星导航、通信技术、机载设备以及地面设备等先进技术相结合，提供了更加安全、高效的空中交通监视手段，能够有效提高管制员和飞行员的运行态势感知能力，扩大监视覆盖范围，提高空中交通安全水平、空域容量与运行效率。
对于沙漠、高原、戈壁、极地、岛礁等无基础设施支撑的地方，需要建设无人值守的陆基ADS-B接收站，采用太阳能、蓄电池和电源控制器实现日夜自动充放电。同时，这类产品的工作环境通常很恶劣，昼夜温差大(尤其是沙漠、戈壁、高原等)，为了保证电子产品的正常工作，需要采用自主温控措施保障接收站机箱内温度始终在正常工作范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是本发明的目的是提供一种保证在野外的无人值守ADS-B接收站的温度始终在正常工作范围内的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统。
为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：
提出一种无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统。该无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统包括控制器，还包括与所述控制器电连接的加热模块、散热模块、以及温度检测装置。其中，所述控制器根据所述温度检测装置检测到的所述ADS-B接收站机箱内的温度来确定机箱内的温度值，并将所确定的所述机箱内温度值与设定控制温度范围作比较；
低于所述设定控制温度范围的下限值时，所述控制器的控制模式为低温模式，开启所述加热模块；
高于所述设定控制温度范围的上限值时，所述控制器的控制模式为高温模式，开启所述散热模块；
在所述设定控制温度范围内时，所述控制器的控制模式为常温模式，不开启所述加热模块和所述散热模块。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，所述加热模块包括电加热片。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，所述散热模块包括导热管和水泵，所述导热管包括所述ADS-B接收站机箱的内部导热管和外部导热管。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，所述温度检测装置包括一个或多个温度传感器，在所述控制器的控制下以设定的时隙循环采集所述ADS-B接收站机箱内的所述温度传感器所在区域的温度。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，如果所述温度检测装置包括多个温度传感器，则所述控制器根据所述温度检测装置检测到的所述ADS-B接收站机箱内的温度来确定所述ADS-B接收站机箱内的温度值进一步包括：将多个温度传感器各个的温度检测值的平均值作为机箱内温度值，或者以所述ADS-B接收站机箱内多个零部件各自的重要性为权重将所述多个零部件各自所在区域设置的温度传感器的温度检测值分别乘上相应的权重，求和后得到的值作为机箱内温度值。
上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统还包括多个风扇，所述多个风扇中，靠近所述加热模块的布置区域的风扇为第一组风扇，靠近所述散热模块的布置区域的风扇为第二组风扇，其余的风扇为第三组风扇。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，当所确定的所述机箱内温度值低于所述设定控制温度范围的下限值时，所述控制器处于低温模式，控制所述加热模块、所述第一组风扇和所述第三组风扇启动，直到所述ADS-B接收站机箱内温度等于或高于所述设定控制温度范围中的第一设定温度值时停止所述加热模块的加热，并停止所述第一组风扇和所述第三组风扇的运行。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，当所确定的所述机箱内温度值高于所述设定控制温度范围的上限值时，所述控制器处于高温模式，控制所述散热模块、所述第二组风扇和所述第三组风扇启动，直到所述ADS-B接收站机箱内温度等于或低于所述设定控制温度范围中的第二设定温度值时停止所述散热模块的散热，并停止所述第二组风扇和所述第三组风扇的运行。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，当所确定的所述机箱内温度值处于所述设定控制温度范围内时，所述控制器处于常温模式，不开启所述加热模块、所述散热模块和所述多个风扇，而且根据所述ADS-B接收站机箱内指定的多个位置之间的温差值大小决定是否开启所述第二组风扇和/或所述第三组风扇。
对于上述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，根据所述ADS-B接收站工作的环境，调整所述加热模块、所述散热模块、以及所述多个风扇中至少一种温控部件的参数。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明考虑无人值守的户外接收站需要自主控制和节能等特点，运用少量部件实现了自主温控，保证在野外的无人值守ADS-B接收站的温度始终在正常工作范围，具有较好的真实性和实时性；本发明的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统包含三种控制模式，在常温下仅仅采集温度，其余温控部件尽量不启动，节省能源，使得位于缺少能源供应的野外的无人值守ADS-B接收站在运行中尽量消耗最少的能源。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，只是作为示例用来解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1提供的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统的结构示意图；
图3为实施例2的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统中控制器的一种控制程序的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。
图1为本发明实施例1提供的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统的结构框图。本发明采用模块化设计，如图1所示，实施例1提供的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统包括控制器1，还包括与控制器1电连接的加热模块2、散热模块3、以及温度检测装置4。其中，加热模块2和散热模块3为执行件，温度检测装置4为敏感器。控制器1的控制模式包括：低温模式、高温模式和常温模式。ADS-B接收站机箱内设定控制温度范围比如为0-50℃之间。控制器1根据温度检测装置4检测到的ADS-B接收站机箱内的温度来确定ADS-B接收站机箱内的温度值，并将所确定的机箱内温度值与设定控制温度范围作比较；当所确定的机箱内温度值低于设定控制温度范围的下限值比如0℃时，控制模式为低温模式，控制器1控制自主温控系统处于加热状态；当所确定的机箱内温度值高于设定控制温度范围的上限值比如50℃时，控制模式为高温模式，控制器1控制自主温控系统处于散热状态；当所确定的机箱内温度值在设定控制温度范围内比如0-50℃之间时，控制模式为常温模式，控制器1控制自主温控系统处于保温状态，为节省能耗尽量不开启执行件。
其中，控制器1可以为微控制器。
加热模块2用于ADS-B接收站机箱内加热，可以包括电加热片，在机箱内温度低于设定控制温度范围的下限值时微控制器控制加热模块2启动加热，比如控制电加热片通电发热。
散热模块3用于向ADS-B接收站机箱外散热，可以包括导热管和水泵31，导热管包括ADS-B接收站机箱的内部导热管32和外部导热管33，导热管内流通冷却液，比如熔点低于-40℃的冷却液。散热模块3的水泵31用于驱动导热管内冷却液的流动，加快散热，水泵31可以为液体循环泵。
温度检测装置4可以包括一个或多个温度传感器，在控制器1的控制下以设定的时隙循环采集ADS-B接收站机箱内的温度。如果温度检测装置4包括多个温度传感器，例如包括第一温度传感器41、第二温度传感器42、……、以及第N温度传感器4N，则多个温度传感器可以分别设置在ADS-B接收站机箱内多个位置进行多点温度检测，各个温度传感器均在控制器1的控制下以设定的时隙循环采集ADS-B接收站机箱内各自所在区域的温度。
首先，控制器1基于温度检测装置4实时采集的ADS-B接收站机箱内各位置的温度值，并根据相关算法确定控制模式，从而分别控制加热模块2和散热模块3的启动和停止，使机箱内温度保持在正常温度范围内。
控制器1开启高温模式时，控制器1开启散热模块3，例如开启水泵31驱动导热管内冷却液的流通，通过内外导热管将ADS-B接收站机箱内的热量传递到外部导热管33散热。
控制器1开启低温模式时，控制器1开启加热模块2，例如加热片，为ADS-B接收站机箱内升温。
控制器1开启常温模式时，为节省能耗尽量不开启执行件。
图2为本发明实施例2提供的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统的结构框图。实施例2的自主温控系统与实施例1的主要区别在于：在实施例1的基础上增加了多个风扇。因此，实施例2的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统除了包括控制器1以及与控制器1电连接的加热模块2、散热模块3、以及温度检测装置4之外，还包括多个风扇，用于加强ADS-B接收站机箱内温度平衡。多个风扇中，靠近加热模块2的布置区域的风扇为第一组风扇51，靠近散热模块3的布置区域的风扇为第二组风扇52，其余的风扇为第三组风扇53。其中，加热模块2、散热模块3、以及多个风扇为执行件，温度检测装置4为敏感器。
首先，控制器1基于温度检测装置4实时采集的ADS-B接收站机箱内各组件(各位置)的温度值，并根据相关算法确定工作模式，从而分别控制加热模块2、散热模块3和多个风扇的启动和停止，使机箱内温度保持在正常范围内。
控制器1启动高温模式时，控制器1开启散热模块3，例如开启水泵31，还可以开启第二组风扇52，可选地开启第三组风扇53，驱动导热管内冷却液的流通，通过内外导热管将ADS-B接收站机箱内的热量传递到外部导热管散热。
控制器1启动低温模式时，控制器1开启加热模块2，例如加热片，还可以开启第一组风扇51，可选地开启第三组风扇53，为ADS-B接收站机箱内升温。
控制器1启动常温模式时，为节省能耗尽量不开启执行件，可以根据ADS-B接收站机箱内指定的多个位置之间的温差值大小决定是否开启风扇加强空气对流。
进一步地，可以根据无人值守接收站具体工作的环境来调整温控部件的参数，进一步加强温控效果。例如，在低温地区，加大加热片的功耗，加强ADS-B接收站机箱的保温效果。例如，在热带地区，加大风扇和水泵31的功率，加强ADS-B接收站机箱的散热效果。
图3为实施例2的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统中控制器的一种控制程序的流程图。如图3所示，根据温度检测装置4检测到的ADS-B接收站机箱内的温度来确定ADS-B接收站机箱内的温度值，如果在机箱内多点设置多个温度传感器，例如图2所示的第一温度传感器41、第二温度传感器42、……、以及第N温度传感器4N，则可以将多个温度传感器各个的温度检测值的平均值作为机箱内温度值，或者以机箱内多个零部件各自的重要性为权重将这多个零部件各自所在位置处设置的温度传感器的温度检测值分别乘上相应的权重，求和后得到的值作为机箱内温度值。
根据温度检测装置4检测到的ADS-B接收站机箱内的温度来确定ADS-B接收站机箱内的温度值之后，将所确定的机箱内温度值与设定控制温度范围作比较。
当所确定的机箱内温度值低于设定控制温度范围的下限值比如0℃时，则认为机箱内温度为低温，控制器1处于低温模式，控制加热模块2、第一组风扇51和第三组风扇53启动，例如启动加热片进行加热，第一组风扇51加快加热模块2所产生热量的扩散，第三组风扇53加快整个机箱内的空气流动，直到接收站机箱内温度加热到或高于设定控制温度范围中的第一设定温度值比如10℃时停止加热模块2的加热，例如停止加热片的加热，并且停止第一组风扇51和第三组风扇53的运行，通过低温模式可以确保ADS-B接收站机箱内的温度不低于0℃。
当所确定的机箱内温度值高于设定控制温度范围的上限值比如50℃时，则认为机箱内温度为高温，控制器1处于高温模式，控制散热模块3、第二组风扇52和第三组风扇53启动，例如在散热模块3包括内部导热管32和外部导热管33以及水泵31的情况下，控制器控制水泵31上电，第二组风扇52加快机箱内空气与导热管32的接触，第三组风扇53加快整个机箱的空气流动，水泵31控制导热管内冷却液的循环流动，加快与机箱外热量的交换。当ADS-B接收站机箱内的温度降到或低于设定控制温度范围中的第二设定温度值比如40℃时停止散热模块3的散热，例如停止水泵31运行，并且停止第二组风扇52和第三组风扇53的运行，通过高温模式确保机箱内温度不高于50℃。优选地，机箱外部导热管33放置在阴面，环境温度通常在35℃以下。
当所确定的机箱内温度值处于设定控制温度范围内比如在0-50℃之间时，则认为机箱内温度为常温，控制器1处于常温模式，为节省能耗尽量不开启执行件。优选地，根据机箱内指定的多个位置之间的温差值大小决定是否开启第二组风扇52和/或第三组风扇53加强空气对流。例如，某两个位置温度检测值之差大于设定温差值时，启动对应位置处的风扇，直到温差值达到或小于设定温差值时停止相应位置处的风扇的运行。
本发明考虑无人值守的户外接收站需要自主控制和节能等特点，运用少量部件实现了自主温控，保证在野外的无人值守ADS-B接收站的温度始终在正常工作范围，具有较好的真实性和实时性；本发明的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统包含三种控制模式，在常温下仅仅采集温度，其余温控部件尽量不启动，节省能源，使得位于缺少能源供应的野外的无人值守ADS-B接收站在运行中尽量消耗最少的能源。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，其特征在于，包括控制器(1)，还包括与所述控制器(1)电连接的加热模块(2)、散热模块(3)、以及温度检测装置(4)，其中，所述控制器(1)根据所述温度检测装置(4)检测到的所述ADS-B接收站机箱内的温度来确定机箱内的温度值，并将所确定的所述机箱内温度值与设定控制温度范围作比较；
低于所述设定控制温度范围的下限值时，所述控制器(1)的控制模式为低温模式，开启所述加热模块(2)；
高于所述设定控制温度范围的上限值时，所述控制器(1)的控制模式为高温模式，开启所述散热模块(3)；
在所述设定控制温度范围内时，所述控制器(1)的控制模式为常温模式，不开启所述加热模块(2)和所述散热模块(3)；
所述温度检测装置(4)包括多个温度传感器，多个所述温度传感器分别设置在所述ADS-B接收站机箱内多个位置进行多点温度检测，各个所述温度传感器均在所述控制器(1)的控制下以设定的时隙循环采集所述ADS-B接收站机箱内各自所在区域的温度；
所述控制器(1)根据所述温度检测装置(4)检测到的所述ADS-B接收站机箱内的温度来确定所述ADS-B接收站机箱内的温度值包括：将多个所述温度传感器的温度检测值的平均值作为机箱内温度值，或者以所述ADS-B接收站机箱内多个零部件各自的重要性为权重将所述多个零部件各自所在区域设置的温度传感器的温度检测值分别乘上相应的权重，求和后得到的值作为机箱内温度值；
所述系统还包括多个风扇，所述多个风扇中，靠近所述加热模块(2)的布置区域的风扇为第一组风扇(51)，靠近所述散热模块(3)的布置区域的风扇为第二组风扇(52)，其余的风扇为第三组风扇(53)；当所确定的所述机箱内温度值处于所述设定控制温度范围内时，所述控制器(1)处于常温模式，不开启所述加热模块(2)和所述散热模块(3)，而且根据所述ADS-B接收站机箱内指定的多个位置之间的温差值大小决定是否开启所述第二组风扇(52)和/或所述第三组风扇(53)。
2.根据权利要求1所述无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，其特征在于，所述加热模块(2)包括电加热片。
3.根据权利要求1所述的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，其特征在于，所述散热模块(3)包括导热管和水泵(31)，所述导热管包括所述ADS-B接收站机箱的内部导热管(32)和外部导热管(33)。
4.根据权利要求1所述的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，其特征在于，当所确定的所述机箱内温度值低于所述设定控制温度范围的下限值时，所述控制器(1)处于低温模式，控制所述加热模块(2)、所述第一组风扇(51)和所述第三组风扇(53)启动，直到所述ADS-B接收站机箱内温度等于或高于所述设定控制温度范围中的第一设定温度值时停止所述加热模块(2)的加热，并停止所述第一组风扇(51)和所述第三组风扇(53)的运行。
5.根据权利要求1或4所述的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，其特征在于，当所确定的所述机箱内温度值高于所述设定控制温度范围的上限值时，所述控制器(1)处于高温模式，控制所述散热模块(3)、所述第二组风扇(52)和所述第三组风扇(53)启动，直到所述ADS-B接收站机箱内温度等于或低于所述设定控制温度范围中的第二设定温度值时停止所述散热模块(3)的散热，并停止所述第二组风扇(52)和所述第三组风扇(53)的运行。
6.根据权利要求1所述的无人值守陆基ADS-B接收站的自主温控系统，其特征在于，根据所述ADS-B接收站工作的环境，调整所述加热模块、所述散热模块、以及所述多个风扇中至少一种温控部件的参数。
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| GR01 | Patent grant | ||
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