[实用新型]一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及可长期驻空的飞艇技术领域，具体涉及一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置。

背景技术

飞艇依靠静升力驻空，可在空中定点悬停、主动控制和慢速机动，是一种可控的浮空器。平流层飞艇可在20km高度长期驻留，是用来执行对地观测和通信中继等任务的理想平台，在各领域都有广泛的应用前景，得到世界各国重视。

由于平流层空气稀薄、压力低，在20km左右高度，压力仅有5500Pa，因此为了提供足够的升力，具有一定载荷能力的平流层飞艇一般都体积巨大，长度通常都在100m以上。

为了有效地管理飞艇，实时了解飞艇的工作状态，需要在飞艇的不同部位安装大量的不同种类传感器。传感器采集到的各种状态数据，如：太阳能电池板的温度、蒙皮的应力、各艇囊内的压力、湿度和温度等，通过通信网络传输到负责艇务管理的中心计算机，中心计算机对传感器信息进行处理分析后，获取飞艇自身的健康状态，并根据需要向各分系统发出指令，控制调整飞艇的工作状态，确保飞艇可靠运行。从理论上讲，飞艇的传感器越多，获取本身的状态信息就越完整，就越有利于飞艇的管理和控制。

目前常见的平流层飞艇设计方案中，传感器通常采用有线通信和集中供电的方式。所谓有线通信是指传感器与艇务中心计算机之间的信息传输采用有线方式，例如最常见的R232串行总线；所谓集中供电是指传感器的能源由飞艇的能源系统统一提供。采取以上方案，每个传感器与中心计算机和供配电系统之间都存在一组电缆，用来传输信号和能源；每个传感器的信号线都要与艇务计算机的接口板之间有接插件连接，这会对整个飞艇平台产生不利影响：

1.大量的电缆增加了平台的重量，由于飞艇体积很大，传感器距中心计算机和供电单元可能会很远，这些电缆的重量不可忽视，会影响飞艇的承载比，有可能使飞艇变得更大。

2.大量的电缆不利于飞艇总体设计的布局和安装。

3.大量接插件的存在会降低系统的可靠性，同时也使计算机接口板变的很复杂。

4.可扩展性差，由于每个传感器都要通过某种串行接口与中心计算机通信，因此当设计完成后，增加传感器单元就变得很困难，甚至不可能。

针对巨型飞艇上传感器系统电缆重量大、布线复杂、可靠性不高、可扩展性不强的问题，本实用新型专利提出了以无线通信替代有线通信，从而省去通信电缆；以自带小型太阳能电池独立供电装置替代集中供电，从而省去电源电缆的方案，来克服以上问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置，它能省去通信电缆和电源电缆，减轻飞艇平台重量，提高飞艇的可靠性和可扩展性。

实现本实用新型目的的技术方案：一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置，包括无线通信接入设备和无线通信终端，其特征在于：所述的无线通信接入设备与中心管理计算机相连，包括负责无线数据收发的射频模块、负责多路无线通信数据处理的微处理器模块；负责与中心计算机通信的接口模块；所述的无线通信终端采用太阳能独立供电方式，包括提供传感器接口和数据采集处理功能的微处理器模块；提供无线数据收发的射频模块；完成光电转换的太阳能电池板；输出稳定电压的DC/DC模块；进行电能存储的蓄电池；对蓄电池进行充电的充电模块；对蓄电池充放电和电源切换管理的电源管理模块。

如上所述的一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置，微处理器模块采用单片机、ARM或者DSP。

如上所述的一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置，中心管理计算机与传感器间的通信采用无线通信。

如上所述的一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置，太阳能电池板采用层叠太阳能电池板，铺设于飞艇表面。

如上所述的一种用于巨型飞艇的独立供电无线通信装置，蓄电池采用锂离子电池，或者镍氢电池，或者镍镉电池。

与有线通信和集中供电的现有方式相比，本实用新型的效果在于：

1.可显著减轻传感器系统的重量。由于省去了传感器与中心计算机和供配电单元之间的电缆连接，因此可显著减轻传感器系统及平台的重量。

2.可显著简化传感器系统的设计和安装。由于省去了连接电缆，因此省去了复杂的布线和安装。

3.可显著提高传感器系统的可扩展性。由于采用了无线通信的方式，在增加和删除设备时不再受电缆布线和接插件的限制，只需在中心计算机上进行软件的配置就可实现传感器节点的增减。

4.可提高传感器系统的可靠性。由于采用无线通信方式，省去大量的物理接插件，可以在一定程度上提高系统的可靠性。

附图说明