CN112867215A - 5g智慧助航灯及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种5G智慧助航灯，包括供电单元、发光单元、单灯监控单元和5G通信模块；所述发光单元用于飞机在夜间或低能见度情况下起飞、着陆、滑行提供目视引导，如滑行道中线灯一般发出绿色灯光，用于引导飞机进行滑行；停止排灯发出红色灯光，用于防止跑道侵入；所述单灯监控单元用于控制发光单元的启动关闭，同时采集发光单元的实时状态和各种数据，作为外部的上位系统判断5G智慧助航灯是否正常运行的依据。本发明可以使传统的灯光不需要光缆，也不需要传统PLC外加单灯控制器这种方案，即可完成每个助航灯光的单灯监控目的，对于未来民航大力发展A‑SMCGS四级有深远的影响和意义。

Description

5G智慧助航灯及使用方法

技术领域

本发明涉及一种助航灯，具体涉及一种5G智慧助航灯及使用方法。

背景技术

现有技术是PLC电力载波技术来对助航灯光系统进行控制。但是缺陷是此系统因为天生控制信号和电力传输是在同一根电缆上进行，很容易受到电磁干扰的影响，并且工程设计、管理、维护和运行的复杂程度也很高。特别是系统的反应时间也相对较慢，无法满足无法满足未来A-SMGCS四级的要求。光纤助航灯光系统虽然弥补了PLC的缺陷，但是需要另外敷设一根光缆，将控制信号与电力传输进行分离，但是我国大部分机场都没有预留管孔来敷设光纤，改造难度较大。

由于国内的大部分机场在设计之初就没有预留给光纤的管孔，无法用光纤来改造助航灯光监控系统，而传统的电力载波系统性能差，延时高，无法满足未来A-SMGCS四级的要求。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效的5G智慧助航灯及使用方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种5G智慧助航灯，包括供电单元、发光单元、单灯监控单元和5G通信模块；

所述发光单元用于飞机在夜间或低能见度情况下起飞、着陆、滑行提供目视引导，如滑行道中线灯一般发出绿色灯光，用于引导飞机进行滑行；停止排灯发出红色灯光，用于防止跑道侵入；

所述单灯监控单元用于控制发光单元的启动关闭，同时采集发光单元的实时状态和各种数据，作为外部的上位系统判断5G智慧助航灯是否正常运行的依据；

所述供电单元用于为发光单元、单灯监控单元和5G通信模块供电，供电单元为发光单元、单灯监控单元和5G通信模块提供合适的电压与电流。

作为对本发明5G智慧助航灯的改进：

所述5G通信模块用于5G智慧助航灯与外部的上位系统信号连接；将5G智慧助航灯采集到的监控数据信号发送给外部的上位系统，以及将外部的上位系统发出的控制信号发送给5G智慧助航灯。

作为对本发明5G智慧助航灯的改进：

所述上位系统为助航灯光控制单位，包括机场通讯中心、控制室、机场的塔台或者灯光控制站等等。

作为对本发明5G智慧助航灯的改进：

所述单灯监控单元采集的数据包括光强、电流和电压等涉及灯光的一切参数信息。

作为对本发明5G智慧助航灯的改进：

所述供电单元通过CCR(恒流调光器)发出并经过隔离变压器后给予供电单元供电。

本发明还提供一种5G智慧助航灯使用方法，包括以下步骤：

1)、预设范围阈值；

2)、助航灯光控制单位发出控制信号，通过天线发射到机场场面区域，集成了5G通信模块的5G智慧助航灯通过5G通信模块接收到了控制信号，5G通信模块将控制信号传输给单灯监控单元，单灯监控单元根据控制信号控制发光单元的开启关闭；

3)、单灯监控单元监控发光单元的实时状态和各种数据，得到监控数据信号，单灯监控单元将监控数据信号通过5G通信模块发送到助航灯光控制单位；

4)、助航灯光控制单位根据监控数据信号和范围阈值判断5G智慧助航灯是否正常运行。

作为对本发明5G智慧助航灯使用方法的改进：

步骤1包括：

预设光强范围阈值、电流范围阈值、电压范围阈值和时间阈值。

作为对本发明5G智慧助航灯使用方法的进一步改进：

步骤4包括：

判断发光单元的实时状态是否与助航灯光控制单位发出控制信号相对应，如有存在不对应，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

判断发光单元的光强是否属于预设的光强范围阈值，如果发光单元的光强不属于预设的光强范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

判断发光单元的电流是否属于预设的电流范围阈值，如果发光单元的电流不属于预设的电流范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

判断发光单元的电压是否属于预设的电压范围阈值，如果发光单元的电压不属于预设的电压范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

除上述情况外，判断5G智慧助航灯正常。

作为对本发明5G智慧助航灯使用方法的进一步改进：

5G智慧助航灯的光强不属于光强范围阈值会导致光亮不充足，与其他正常的5G智慧助航灯灯光差别较大，影响飞行员的判断；

5G智慧助航灯的电流不属于预设的电流范围阈值会导致其各元器件无法正常运行；

5G智慧助航灯的电压不属于预设的电压范围阈值会导致降低输变电设备容量，降低输电线路充电功率，缩短各元器件寿命，甚至烧坏5G智慧助航灯。

作为对本发明5G智慧助航灯使用方法的进一步改进：

时间阈值可以设置为若干分钟不等。

本发明5G智慧助航灯及使用方法的技术优势为：

5G模块和单灯监控模块的集成是本发明技术方案的核心，可以使传统的灯光不需要光缆，也不需要传统PLC外加单灯控制器这种方案，即可完成每个助航灯光的单灯监控目的，对于未来民航大力发展A-SMCGS四级有深远的影响和意义。并且应用本发明5G智慧助航灯，对一些传统机场改造也非常方便，只要换上本发明5G智慧助航灯，不需要另外敷设光纤和大量的改造施工工作即可达到助航灯光单灯监控的功能，满足A-SMCGS四级的需求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明5G智慧助航灯通过机场通信网络与助航灯光控制单位信号连接的结构示意图；

图2是本发明5G智慧助航灯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、5G智慧助航灯，如图1-2所示，包括供电单元、发光单元、单灯监控单元和5G通信模块。

5G通信模块用于5G智慧助航灯与外部的助航灯光控制单位信号连接；将5G智慧助航灯采集到的监控数据信号发送给外部的助航灯光控制单位，以及将外部的助航灯光控制单位发出的控制信号发送给5G智慧助航灯。

助航灯光控制单位作为外部的上位系统，包括机场通讯中心、控制室、机场的塔台或者灯光控制站等等。

发光单元用于飞机在夜间或低能见度情况下起飞、着陆、滑行提供目视引导，如滑行道中线灯一般发出绿色灯光，用于引导飞机进行滑行；停止排灯发出红色灯光，用于防止跑道侵入；

单灯监控单元用于控制发光单元的启动关闭等等，同时采集发光单元的实时状态和各种数据(如包括光强、电流和电压等涉及灯光的一切参数信息)，作为外部的助航灯光控制单位判断5G智慧助航灯是否正常运行的依据。

例如：预设光强、电流、电压各自的范围阈值，如果检测到的数据中心的光强、电流、电压不属于范围阈值的时间超过预设时间，则判断为该5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；否则判断为该5G智慧助航灯正常运行。

对于电流的要求可以参考表1，取其中的一个电流级别作为范围阈值。

表1调光器各级输出电流的标称值及其允许变化范围

供电单元用于为发光单元、单灯监控单元和5G通信模块供电，供电方式为电流通过CCR(恒流调光器)发出并经过隔离变压器后给予供电单元供电，供电单元为发光单元、单灯监控单元和5G通信模块提供合适的电压和电流。

图2为本发明5G智慧助航灯内部结构图；

传统的助航灯仅仅只有供电单元和发光单元，仅仅只是负责灯光而已，电流是通过CCR后经过隔离变压器给予助航灯光电流，传统的控制是通过单灯控制器连接灯光进行控制；

本发明5G智慧助航灯是将单灯控制模块和5G通信模块都集成到了航灯光的内部，达到一体化的智慧助航灯光的解决方案。

本发明5G智慧助航灯的使用过程为：

预设光强范围阈值、电流范围阈值、电压范围阈值和时间阈值；时间阈值可以设置为若干分钟不等，具体视情况而定；

助航灯光控制单位发出控制信号，通过天线发射到机场场面区域，集成了5G通信模块的5G智慧助航灯通过5G通信模块接收到了控制信号，5G通信模块将控制信号传输给单灯监控单元，单灯监控单元根据控制信号控制发光单元的开启关闭，

单灯监控单元监控发光单元的实时状态和各种数据(如光强，电流，电压等)，得到监控数据信号，单灯监控单元将监控数据信号通过5G通信模块发送到助航灯光控制单位；

助航灯光控制单位根据监控数据信号判断5G智慧助航灯是否正常运行，具体为：

判断发光单元的实时状态是否与助航灯光控制单位发出控制信号相对应，如有存在不对应，则判断为5G智慧助航灯损坏；

判断发光单元的光强是否属于预设的光强范围阈值，如果在一定时间内，发光单元的光强不属于预设的光强范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；5G智慧助航灯的光强不属于光强范围阈值会导致光亮不充足，与其他正常的5G智慧助航灯灯光差别较大，影响飞行员的判断。

判断发光单元的电流是否属于预设的电流范围阈值，如果在一定时间内，发光单元的电流不属于预设的电流范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；5G智慧助航灯的电流不属于预设的电流范围阈值会导致其各元器件无法正常运行。

判断发光单元的电压是否属于预设的电压范围阈值，如果在一定时间内，发光单元的电压不属于预设的电压范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；5G智慧助航灯的电压不属于预设的电压范围阈值会导致降低输变电设备容量，降低输电线路充电功率，缩短各元器件寿命，甚至烧坏5G智慧助航灯。

除上述情况外，判断5G智慧助航灯正常。

此外也可以根据需求设置其他的阈值，例如光强上限阈值、电流上限阈值、电压上限阈值等等。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在不改变本发明的创造内容下进行简单的置换均视为相同的创造。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.5G智慧助航灯，其特征在于：包括供电单元、发光单元、单灯监控单元和5G通信模块；

所述发光单元用于飞机在夜间或低能见度情况下起飞、着陆、滑行提供目视引导，如滑行道中线灯一般发出绿色灯光，用于引导飞机进行滑行；停止排灯发出红色灯光，用于防止跑道侵入；

所述单灯监控单元用于控制发光单元的启动关闭，同时采集发光单元的实时状态和各种数据，作为外部的上位系统判断5G智慧助航灯是否正常运行的依据；

所述供电单元用于为发光单元、单灯监控单元和5G通信模块供电，供电单元为发光单元、单灯监控单元和5G通信模块提供合适的电压与电流。

2.根据权利要求1所述的5G智慧助航灯，其特征在于：

所述5G通信模块用于5G智慧助航灯与外部的上位系统信号连接；将5G智慧助航灯采集到的监控数据信号发送给外部的上位系统，以及将外部的上位系统发出的控制信号发送给5G智慧助航灯。

3.根据权利要求2所述的5G智慧助航灯，其特征在于：

所述上位系统为助航灯光控制单位，包括机场通讯中心、控制室、机场的塔台或者灯光控制站等等。

4.根据权利要求3所述的5G智慧助航灯，其特征在于：

所述单灯监控单元采集的数据包括光强、电流和电压等涉及灯光的一切参数信息。

5.根据权利要求4所述的5G智慧助航灯，其特征在于：

所述供电单元通过CCR(恒流调光器)发出并经过隔离变压器后给予供电单元供电。

6.利用如权利要求1-5任一所述的5G智慧助航灯的5G智慧助航灯使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、预设范围阈值；

2)、助航灯光控制单位发出控制信号，通过天线发射到机场场面区域，集成了5G通信模块的5G智慧助航灯通过5G通信模块接收到了控制信号，5G通信模块将控制信号传输给单灯监控单元，单灯监控单元根据控制信号控制发光单元的开启关闭；

3)、单灯监控单元监控发光单元的实时状态和各种数据，得到监控数据信号，单灯监控单元将监控数据信号通过5G通信模块发送到助航灯光控制单位；

4)、助航灯光控制单位根据监控数据信号和范围阈值判断5G智慧助航灯是否正常运行。

7.根据权利要求6所述的5G智慧助航灯使用方法，其特征在于：

步骤1包括：

预设光强范围阈值、电流范围阈值、电压范围阈值和时间阈值。

8.根据权利要求7所述的5G智慧助航灯使用方法，其特征在于：

步骤4包括：

判断发光单元的实时状态是否与助航灯光控制单位发出控制信号相对应，如有存在不对应，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

判断发光单元的光强是否属于预设的光强范围阈值，如果发光单元的光强不属于预设的光强范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

判断发光单元的电流是否属于预设的电流范围阈值，如果发光单元的电流不属于预设的电流范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

判断发光单元的电压是否属于预设的电压范围阈值，如果发光单元的电压不属于预设的电压范围阈值的总时间超过时间阈值，则判断为5G智慧助航灯有损坏或者存在故障；

除上述情况外，判断5G智慧助航灯正常。

9.根据权利要求8所述的5G智慧助航灯使用方法，其特征在于：

5G智慧助航灯的光强不属于光强范围阈值会导致光亮不充足，与其他正常的5G智慧助航灯灯光差别较大，影响飞行员的判断；

5G智慧助航灯的电流不属于预设的电流范围阈值会导致其各元器件无法正常运行；

5G智慧助航灯的电压不属于预设的电压范围阈值会导致降低输变电设备容量，降低输电线路充电功率，缩短各元器件寿命，甚至烧坏5G智慧助航灯。

10.根据权利要求9所述的5G智慧助航灯使用方法，其特征在于：

时间阈值可以设置为若干分钟不等。

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