CN113733821A - 一种机载胎压实时监测设备 - Google Patents

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范祥辉
杨建茜
史岩
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Abstract

本发明属于机载无线胎压实时监测方法，具体涉及一种机载胎压实时监测设备。本发明通过安装在轮胎上的无线胎压传感器与安装在起落架舱内的网关节点或者手持数据监测设备共同完成胎压等传感器信息的实时获取及地面状态下的传感器信息获取。能够极大降低飞机轮胎胎压、胎温及加速度信息获取的难度，减少胎压监测耗费时间，并降低胎压监控过程中的漏气风险。通过实时获取胎压信息，可以及时给出轮胎维护建议，监控记录到的大量胎压数据，通过分析可以提升轮胎使用寿命。

Description

一种机载胎压实时监测设备
技术领域
本发明属于机载无线胎压实时监测方法，具体涉及一种机载胎压实时监测设备。
背景技术
飞机轮胎普遍采用氮气填充，轮胎胎压、胎温等信息对于飞机安全性至关重要，合适的胎压可以提高飞机着陆性能，降低着陆过程中不安全风险，同时，可以减少飞机轮胎磨损，增加轮胎使用寿命，降低飞机的运营成本。确保胎压工作在合理范围，防止胎压过高导致爆胎的危险，防止胎压过低导致刹车效率下降、侧磨爆胎的危险是胎压监控的主要目标。传统方法使用气压表测量胎压，不仅操作工序复杂，操作时间较长，还存在操作过程中漏气风险，且仅能在地面状态下开展，无法实时获取胎压信息。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种机载胎压实时监测设备，通过安装在轮胎上的无线胎压传感器与安装在起落架舱内的网关节点或者手持数据监测设备共同完成胎压等传感器信息的实时获取及地面状态下的传感器信息获取。能够极大降低飞机轮胎胎压、胎温及加速度信息获取的难度，减少胎压监测耗费时间，并降低胎压监控过程中的漏气风险。通过实时获取胎压信息，可以及时给出轮胎维护建议，监控记录到的大量胎压数据，通过分析可以提升轮胎使用寿命。
为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：
一种机载胎压实时监测设备，包括：
多个胎压传感器，设置在战机的各轮胎上，用于监测各所述轮胎的胎压、温度和加速度，均设置有无线传输设备；所述无线传输设备用于将所述胎压传感器的测量数据无线发送；
多个通讯节点，分别设置在各起落架上，分别用于作为无线网关接收一起落架上各所述无线传输设备的无线数据并完成无线子网的通讯管理；
多个远程接口单元，分别将各所述通讯节点的数据传输至主干网。
进一步的，所述胎压传感器的数据无线发送方式包括：
根据所述通讯节点的查询信帧作出链接响应后进入数据发送状态；
若在门限时间内未收到所述查询信帧则进入主动请求链接状态。
进一步的，所述通讯节点通过命令响应型的通信协议与所述胎压传感器进行通信。
进一步的，所述实时监测设备还包括地面监测设备；所述地面监测设备用于接收所述无线传输设备的发送数据。
进一步的，所述地面监测设备还用于发送所述查询信帧。
进一步的，所述通讯节点还用于接收所述远程接口单元的通讯需求并将所述通讯需求发送至胎压传感器；所述胎压传感器配置为通过所述通讯需求进行数据采集和数据无线发送。
进一步的，所述通讯节点通过桥接的方式与所述远程接口单元连接。
进一步的，所述胎压传感器设置在所述轮胎的气嘴处。
采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：
本发明可解决现有飞机轮胎胎压检测操作过程复杂、操作时间过长、操作过程中存在漏气风险等问题。同时，提供了空中、地面状态下飞行员或地勤维护人员实时获取胎压信息的能力，该方法监控记录的大量数据，可以对轮胎使用进行趋势分析和监控预测，能够有效降低飞机因胎压问题导致的风险，提升飞机运行效率，降低飞机运营成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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它的附图。
图1为本发明实施例中无线传感器及无线网关设备安装位置示意图；
图2为本发明实施例中机载无线胎压实时监控系统拓扑结构图；
其中：1、胎压传感器；2、通讯节点；3、远程接口单元；4、地面监测设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
在本发明的一个实施例中，提出一种机载胎压实时监测设备，如图1或图2所示，包括：
多个胎压传感器1，设置在战机的各轮胎上，用于监测各轮胎的胎压、温度和加速度，均设置有无线传输设备；无线传输设备用于将胎压传感器1的测量数据无线发送；
多个通讯节点2，分别设置在各起落架上，分别用于作为无线网关接收一起落架上各无线传输设备的无线数据并完成无线子网的通讯管理；
多个远程接口单元3，分别将各通讯节点2的数据传输至主干网。
在本实施例中，胎压传感器1的数据无线发送方式包括：
根据通讯节点2的查询信帧作出链接响应后进入数据发送状态；
若在门限时间内未收到查询信帧则进入主动请求链接状态。
在本实施例中，通讯节点2通过命令响应型的通信协议与胎压传感器1进行通信。
在本实施例中，实时监测设备还包括地面监测设备4；地面监测设备4用于接收无线传输设备的发送数据。
在本实施例中，地面监测设备4还用于发送查询信帧。
在本实施例中，通讯节点2还用于接收远程接口单元3的通讯需求并将通讯需求发送至胎压传感器1；胎压传感器1配置为通过通讯需求进行数据采集和数据无线发送。
在本实施例中，通讯节点2通过桥接的方式与远程接口单元3连接。
在本实施例中，胎压传感器1设置在轮胎的气嘴处。
本实施例中，在飞机轮胎气嘴处安装胎压传感器1，传感器具备监测轮胎胎压、温度和加速度的功能，并通过无线将监测数据发送出去，胎压传感器1通过电池供电；
本实施例中，在飞机前起落架舱、后左起落架舱以及后右起落架舱安装无线网关节点，网关节点对上通过有线连接远程接口单元3(RIU)，对下通过无线网络与胎压传感器1通信，形成三个相互独立的无线子网；
本实施例中，RIU通过飞机主网络与智能显示器(SDU)通信，在飞机显示器上实时显示胎压相关信息；
本实施例中，地面手持监测设备具备无线通信功能和数据存储功能，可与胎压传感器1无线通信；
在本实施例中，无线胎压传感器1及无线网关节点的通信频段为315MHz或4300MHz，频宽为2MHz；
本实施例中，网关节点作为无线子网的主控节点，通过命令响应型的通信协议与胎压传感器1进行通信；网关节点根据飞机空中/地面状态及系统需求，向子网内胎压传感器1逐个发送采集命令；
本实施例中，胎压传感器1接到网关节点采集命令后，开始胎压、胎温、加速度、电池余量等信息采集，并将其与轮胎ID一起发送到网关节点，网关节点收集子网内所有胎压传感器1数据后将其传送给RIU，RIU再通过飞机主网络上传到智能显示器；
本实施例中，在地面状态时，地勤维护人员通过手持式采集设备，手持设备为具备网关节点功能，可以手动向传感器发送采集命令，逐个收集并记录胎压传感器1数据；
本实施例中，可以根据采集到的胎压传感器1数据，RIU节点或地面手持设备通过分析数据内容，给出轮胎维护建议，如更换轮胎、补充胎压等；
本实施例中，可以根据大量采集到的传感器数据，可以进行轮胎使用趋势分析，对轮胎进行健康预测。
如图2所示，本实施例首先需要在飞机轮胎上安装胎压传感器1，并在起落架舱安装无线网关，且无线网关与RIU互联，通过RIU接入飞机主网络，进而实现与驾驶舱显示器的数据通路。一架飞机，一般设置有3个起落架舱，每个起落架舱形成一个独立的子网，每个子网内根据飞机轮胎的数量，其无线传感器个数从1到8不等。
以图1所示，1个起落架舱内有2个通讯节点2，其胎压传感器1数据的传输方法如下：
(一)驾驶舱显示器实时显示功能
飞机全机设备上电，RIU根据飞机系统设计要求，在地面或空中状态下，通过网关定期(可设置，一般为500ms)逐个向通讯节点2发送采集命令；
通讯节点21接收到采集命令后，开始采集胎压、胎温、加速度、电池余量等信息，并将其与轮胎ID一起发送到网关节点；
网关节点接收通讯节点21数据后，向通讯节点22发送采集命令；
通讯节点22接收到采集命令后，开始采集胎压、胎温、加速度、电池余量等信息，并将其与轮胎ID一起发送到网关节点；
网关节点收集2个传感器数据后，组成一包数据，通过HB6096总线传输给RIU设备；
RIU设备接收到该数据后，对传感器数据进行实时分析，判断其胎压是否正常，是否存在胎压过低、过高问题，并将分析结果、维护建议和传感器数据信息一起经飞机主网络传输给智能显示器；
显示器接收到数据后，在其维护画面页中实时显示胎压相关信息及轮胎维护建议。
(二)地面地勤人员实时维护功能
飞机在地面状态下，无论全机设备处于上电/下电状态，地勤人员通过手持胎压监测设备，主动靠近飞机轮胎(3米以内)，手动实时获取胎压等相关信息；
地勤维护人员通过手持胎压监控设备向通讯节点21发送采集命令；
通讯节点21接收到采集命令后，开始采集胎压、胎温、加速度、电池余量等信息，并将其与轮胎ID一起发送到手持胎压监控设备；
手持胎压监控设备接收通讯节点21数据后，对传感器数据进行实时分析，判断其胎压是否正常，是否存在胎压过低、过高问题，并将分析结果、维护建议等在手持设备显示器中显示，并将数据存储在设备中；
地勤维护人员通过手持胎压监控设备向通讯节点22发送采集命令；
通讯节点22接收到采集命令后，开始采集胎压、胎温、加速度、电池余量等信息，并将其与轮胎ID一起发送到手持胎压监控设备；
手持胎压监控设备接收通讯节点22数据后，对传感器数据进行实时分析，判断其胎压是否正常，是否存在胎压过低、过高问题，并将分析结果、维护建议等在手持设备显示器中显示，并将数据存储在设备中；
手持设备中存储的数据可以导出，通过专用软件进行趋势分析，并对轮胎使用进行健康预测。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种机载胎压实时监测设备，其特征在于，包括：
多个胎压传感器，设置在战机的各轮胎上，用于监测各所述轮胎的胎压、温度和加速度，均设置有无线传输设备；所述无线传输设备用于将所述胎压传感器的测量数据无线发送；
多个通讯节点，分别设置在各起落架上，分别用于作为无线网关接收一起落架上各所述无线传输设备的无线数据并完成无线子网的通讯管理；
多个远程接口单元，分别将各所述通讯节点的数据传输至主干网。
2.根据权利要求1所述的胎压实时监测设备，其特征在于：所述胎压传感器的数据无线发送方式包括：
根据所述通讯节点的查询信帧作出链接响应后进入数据发送状态；
若在门限时间内未收到所述查询信帧则进入主动请求链接状态。
3.根据权利要求1所述的胎压实时监测设备，其特征在于：所述通讯节点通过命令响应型的通信协议与所述胎压传感器进行通信。
4.根据权利要求2所述的胎压实时监测设备，其特征在于：所述实时监测设备还包括地面监测设备；所述地面监测设备用于接收所述无线传输设备的发送数据。
5.根据权利要求4所述的胎压实时监测设备，其特征在于：所述地面监测设备还用于发送所述查询信帧。
6.根据权利要求1所述的胎压实时监测设备，其特征在于：所述通讯节点还用于接收所述远程接口单元的通讯需求并将所述通讯需求发送至胎压传感器；所述胎压传感器配置为通过所述通讯需求进行数据采集和数据无线发送。
7.根据权利要求1所述的胎压实时监测设备，其特征在于：所述通讯节点通过桥接的方式与所述远程接口单元连接。
8.根据权利要求1所述的胎压实时监测设备，其特征在于：所述胎压传感器设置在所述轮胎的气嘴处。
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