[发明专利]一种恶劣环境中的智能低功耗航空气象观测系统

说明书

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，涉及到一种恶劣环境中的智能低功耗航空气象观测系统。

背景技术

航空自动气象观测系统，用于实时获取跑道周边以及延长线范围内的多种气象要素以及其他与航空飞行安全有关的天气状况，主要包括气温、气压、雨量、湿度、风向、风速、能见度、云高等天气现象。航空自动气象观测系统会将采集到的这些气象要素，通过无线的方式传输至机场塔台、飞机、远端服务器。目前国内尚无专门针对无人机场、二、三类通用航空机场的自动气象观测系统。国外目前针对二、三类通用航空机场推广的航空自动气象观测系统主要存在以下缺点，如果设备安装在天气条件比较恶劣的地区，且机场处于完全无人值守的状态，当出现连续多日无阳光、下雨、下雪等极端天气，设备会因蓄电池电量耗尽而停止工作。为了使航空自动气象观测系统在极端的天气状况下能长时间正常工作，只能通过增加太阳能电池板的面积和蓄电池的数量，但是，这样会明显增加系统成本和市场推广难度。

发明内容

发明目的：提供一种恶劣环境中的智能低功耗航空气象观测系统，能够克服传统航空气象观测系统在长时间极端天气条件下因电量耗尽而停止工作的缺陷。

技术方案：一种恶劣环境中的智能低功耗航空气象观测系统，包括气象传感器模块01、电源开关02、CPU处理模块03、CPLD控制模块04、电源模块05、蓄电池06、太阳能电池板07、卫星模块08、数传电台09、3G模块10、VHF模块11，太阳能电池板07的输出端与蓄电池06的输入端相连；蓄电池06输出端与电源模块05的输入端相连；电源模块05输出端分别与电源开关02、CPLD控制模块04、卫星模块08的电源接口相连；电源开关02、CPU处理模块03、卫星模块08的I/O接口分别与CPLD控制模块04的I/O接口相连；电源开关02输出端分别与气象传感器模块01、CPU处理模块03、数传电台09、3G模块10、VHF模块11的电源接口相连；气象传感器模块01、数传电台09、3G模块10、VHF模块11的I/O口分别与CPU处理模块03的I/O口相连。

气象传感器模块01包含若干个气象传感器部件，每个部件都有独立的电源通道。

电源开关02包含若干个独立的电源通道，这些电源通道与CPU处理模块03、卫星模块08、数传电台09、3G模块10、VHF模块11以及传感器模块01的各部件都是一一对应的关系，为各模块及部件提供工作电源。

CPU处理模块03将采集到的气象信息打包，发送给CPLD控制模块04，CPLD控制模块04通过卫星模块08将气象信息发送至远程服务器。

CPU处理模块03将采集到的气象信息打包，通过3G模块10发送至远程服务器，通过数传电台09、VHF模块11实现与飞机和塔台的通信。

CPLD控制模块04通过卫星模块08进行系统时间校准。

远程服务器通过卫星模块08向CPLD控制模块04发送控制命令，CPLD控制模块04执行控制命令闭合电源开关02中的相应电源通道，实现远程开机功能。

CPLD控制模块04通过电源模块05监视蓄电池06电量。CPLD控制模块04按照电量所处的不同等级，对电源开关02的各个电源通道完成闭合或断开的控制操作，实现系统功能对蓄电池06电量的自适应。

有益效果：本发明采用定时开关机的工作模式及远程唤醒功能，显著提高了航空自动气象观测系统抗击恶劣天气环境的能力，与通过增加太阳能电池板面积和蓄电池数量来应付恶劣环境的方法相比，明显降低了生产成本、运输成本以及安装难度。另外，本发明能够自适应关闭或打开一些功能模块及接口，大大提高了航空自动气象观测系统的智能化程度。

附图说明

图1为传统航空自动气象观测系统框图；

图2为本发明的系统框图；

具体实施方式

下面结合附图对发明做进一步详细描述，请参阅图1至图2。

参阅图1，国外目前针对二、三类通用航空机场推广的航空自动气象观测系统主要存在以下缺点，如果设备安装在天气条件比较恶劣的地区，且机场处于完全无人值守的状态，当出现连续多日无阳光、下雨、下雪等极端天气，设备会因蓄电池电量耗尽而停止工作。