[發(fā)明專利]一種用于災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信的氦氣系留飛艇系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811508049.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN109625235B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭勇;高無忌;鐘曉玲;賈勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B64B1/66
• 分類號(hào): B64B1/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信的氦氣系留飛艇系統(tǒng)，其特征在于：包括系留部分和地面部分；

所述系留部分包括飛艇，所述飛艇內(nèi)壁設(shè)有艇內(nèi)氣壓計(jì)、外壁設(shè)有電磁放氣閥，底部可拆卸連接一任務(wù)倉(cāng)；

所述任務(wù)倉(cāng)內(nèi)設(shè)有單片機(jī)控制電路、參數(shù)收集單元、溫控單元、BTS基站、以及為任務(wù)倉(cāng)內(nèi)各用電單元供電的艙內(nèi)供電單元，所述參數(shù)收集單元包括GPS模塊、風(fēng)速計(jì)、氣壓高度計(jì)；

其中，所述艇內(nèi)氣壓計(jì)、GPS模塊、風(fēng)速計(jì)、氣壓高度計(jì)均與單片機(jī)控制電路的信號(hào)輸入端相連、分別用于采集飛艇內(nèi)氣壓、任務(wù)倉(cāng)處的GPS坐標(biāo)、實(shí)時(shí)高空風(fēng)速、海拔高度，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送到單片機(jī)控制電路中，所述BTS基站與單片機(jī)控制電路連接，并將其數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)控制電路，所述BTS基站的數(shù)據(jù)包括信號(hào)覆蓋面積、方向、功率數(shù)據(jù)；所述電磁放氣閥與單片機(jī)控制電路的信號(hào)輸出端相連，由單片機(jī)控制電路控制其動(dòng)作；

所述地面部分包括設(shè)置在地面上的地面站、電纜收放器和兩個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)，電纜收放器上設(shè)有電纜，卷?yè)P(yáng)機(jī)上設(shè)有系留繩，所述系留繩位于任務(wù)倉(cāng)兩側(cè)，一端固定在飛艇上，一端收卷于卷?yè)P(yáng)機(jī)上；

所述地面站包括主機(jī)、PLC、交流繼電器、顯示器、發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)連接地面站各用電設(shè)備，并通過電纜連接任務(wù)倉(cāng)的艙內(nèi)供電單元；

所述主機(jī)一路連接卷?yè)P(yáng)機(jī)、電纜收放器電機(jī)自帶的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出接口，獲取二者電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，一路經(jīng)PLC、交流繼電器連接電纜收放器和卷?yè)P(yáng)機(jī)的控制接頭，所述主機(jī)還與顯示器連接，與單片機(jī)控制電路無線通信；

所述單片機(jī)控制電路用于將采集到的信號(hào)發(fā)送給主機(jī)，所述主機(jī)根據(jù)單片機(jī)控制電路采集到的信號(hào)和電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，控制電纜收放器和卷?yè)P(yáng)機(jī)工作，調(diào)整飛艇懸停高度；

所述單片機(jī)控制電路與主機(jī)無線通信為：任務(wù)倉(cāng)內(nèi)設(shè)有與單片機(jī)控制電路連接的第一數(shù)傳電臺(tái)，第一數(shù)傳電臺(tái)連接有第一數(shù)傳天線，主機(jī)連接有第二數(shù)傳電臺(tái)，第二數(shù)傳電臺(tái)連接有第二數(shù)傳天線，主機(jī)和任務(wù)倉(cāng)通過第一、第二數(shù)傳電臺(tái)和第一、第二數(shù)傳天線無線通信；

所述主機(jī)根據(jù)采集到的信號(hào)，調(diào)整飛艇懸停高度的具體方法為：

（1）主機(jī)內(nèi)設(shè)置控制參數(shù)，所述控制參數(shù)包括艇內(nèi)氣壓值、GPS坐標(biāo)、風(fēng)速、高度、BTS基站的數(shù)據(jù)、地面站中卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電纜收放器電機(jī)轉(zhuǎn)速，并預(yù)設(shè)各控制量的閾值；

（2）主機(jī)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括從單片機(jī)控制電路獲得實(shí)時(shí)的艇內(nèi)氣壓值、GPS坐標(biāo)、風(fēng)速、高度、BTS基站的數(shù)據(jù)，和直接從卷?yè)P(yáng)機(jī)、電纜收放器獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過顯示器顯示；

（3）將步驟（2）中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成數(shù)字報(bào)表后，在主機(jī)內(nèi)與步驟（1）中的對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)的閾值計(jì)算方差，根據(jù)方差值，得到每個(gè)控制參數(shù)需增減的具體數(shù)據(jù)，并將具體數(shù)據(jù)通過量化、編碼生成數(shù)字信號(hào)指令；

（4）將控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)字信號(hào)指令發(fā)送至PLC，由PLC控制交流繼電器吸合，驅(qū)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)和電纜收放器的電機(jī)工作，將其余數(shù)字信號(hào)指令由第一數(shù)傳電臺(tái)調(diào)制后、經(jīng)一數(shù)傳天線、第二數(shù)傳天線發(fā)送至第二數(shù)傳電臺(tái)，經(jīng)第二數(shù)傳電臺(tái)解調(diào)后發(fā)送至單片機(jī)控制電路，由單片機(jī)控制電路控制電磁放氣閥放氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信的氦氣系留飛艇系統(tǒng)，其特征在于：所述艙內(nèi)供電單元包括電纜插座、太陽能電池板、蓄電池組和UPS穩(wěn)壓控制器，所述電纜插座固定在任務(wù)倉(cāng)內(nèi)與電纜連通，電纜插座和太陽能電池板均與UPS穩(wěn)壓控制器連接，并由UPS穩(wěn)壓控制器控制選擇為蓄電池組充電，所述蓄電池組連接任務(wù)倉(cāng)內(nèi)各用電單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信的氦氣系留飛艇系統(tǒng)，其特征在于：所述任務(wù)倉(cāng)內(nèi)還設(shè)有溫控單元，所述溫控單元包括溫度傳感器和溫控設(shè)備；其中溫度傳感器的用于采集任務(wù)倉(cāng)內(nèi)溫度信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送到單片機(jī)控制電路中，所述溫控設(shè)備與單片機(jī)控制電路的信號(hào)輸出端相連，由單片機(jī)控制電路控制其動(dòng)作；

所述蓄電池組正負(fù)極通過導(dǎo)線連接到單片機(jī)控制電路，所述單片機(jī)控制電路內(nèi)部集成電壓比較器，并通過電壓比較器將蓄電池組電壓量化，實(shí)現(xiàn)采集量化后的蓄電池組電壓。