热气球安全飞行智能监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种热气球安全飞行智能监测系统及方法，包括：控制器，所述控制器包括主控芯片；液化气安全检测模块，所述液化气安全检测模块与所述控制器的第一端电连接；位置高度信息模块，所述位置高度信息模块与所述控制器的第二端电连接；垂直方向加速度模块，所述垂直方向加速度模块与所述控制器的第三端电连接。本发明专利技术通过对燃烧燃料泄漏进行检测，提供安全可靠的飞行体验，通过设计安全阈值和蜂鸣警报等对热气球的安全状态进行监测和预警并进行自动控制，减少了安全事故的发生，通过对风速风向和热气球升降速度进行安全监测并在热气球动力或风速影响下热气球发生快速下坠或上升时进行安全预警。

【技术实现步骤摘要】
热气球安全飞行智能监测系统及方法
本专利技术涉及飞行器
，特别涉及一种热气球安全飞行智能监测系统及方法。
技术介绍
专利CN104601936A为一种采用热气球作为载具，主要利用图像进行城市检测和应急突发事件处理；专利CN111516852A为一种安全天气测控和环境监测的载人热气球方法，通过将热气球上下方与绳索和吊篮（框箱）连接，并通过吊篮伸缩进球囊内以及热气球球囊作为缓冲材料起到保护作用；专利CN111899376A为一种热气球飞行监测系统，通过天气模块和位置模块等实现飞行天气和飞行位置数据提供给飞行员进行飞行指导。针对以上三个典型的热气球安全飞行与智能监测相关的专利，其侧重点在于1.主要通过摄像机进行地面目标检测，侧重点不在于热气球飞行器的性能监测；2.侧重于通过吊篮结构可伸缩性结构设计实现热气球应急安全；3.侧重于天气和位置模块数据显示检测，没有就目前出现的热气球起火等重要安全因素进行设计。
技术实现思路
本专利技术提供了一种热气球安全飞行智能监测系统及方法，其目的是为了传统的热气球检测系统没有对热气球飞行器的性能进行监测的问题。为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种热气球安全飞行智能监测系统，包括：控制器，所述控制器包括主控芯片；液化气安全检测模块，所述液化气安全检测模块与所述控制器的第一端电连接；位置高度信息模块，所述位置高度信息模块与所述控制器的第二端电连接；垂直方向加速度模块，所述垂直方向加速度模块与所述控制器的第三端电连接；温度湿度模块，所述温度湿度模块与所述控制器的第四端电连接；风速风向模块，所述风速风向模块与所述控制器的第五端电连接；显示模块，所述显示模块与所述控制器的第六端电连接；报警模块，所述报警模块与所述控制器的第七端电连接；电磁阀，所述电磁阀的第一端与所述控制器的第八端电连接；燃烧器，所述燃烧器与所述电磁阀的第二端电连接。其中，所述液化气安全检测模块包括可燃气检测传感器，所述可燃气检测传感器均与所述控制器的第一端电连接，所述可燃气检测传感器用于检测可燃气体。其中，所述位置高度信息模块包括导航单元，所述导航单元与所述控制器的第二端电连接，所述导航单元采用GPS或北斗导航获取经纬度和方位信息。其中，所述垂直方向加速度模块包括惯性单元，所述惯性单元与所述控制器的第三端电连接，所述惯性单元用于获取垂直方向的加速度和高度信息。其中，所述风速风向模块包括BMP气压计和电子风速风向测速仪，所述BMP气压计与所述控制器的第五端电连接，所述BMP气压计用于测量气压，所述电子风速风向测速仪与所述控制器的第五端电连接，所述电子风速风向测速仪用于测量风速和风向。其中，所述报警模块包括蜂鸣器和警示灯，所述蜂鸣器与所述控制器的第七端电连接，所述警示灯与所述控制器的第七端电连接。本专利技术的实施例还提供了一种热气球安全飞行智能监测方法，包括：步骤1，在控制器中预设燃料泄漏安全值、热气球上升速度安全阈值、热气球下降速度安全阈值和风速风向安全值，启动热气球；步骤2，通过可燃气检测传感器、导航单元、惯性单元、温度湿度模块、BMP气压计和电子风速风向测速仪实时获取热气球飞行时的各项数据并输入到控制器中；步骤3，控制器将输入的各项数据与预设的安全值进行对比并将输入的各项数据输出到显示模块中进行实时显示；步骤4，当输入的各项数据超过预设的安全值时，蜂鸣器响起，警示灯闪烁，通过显示模块中显示的数据判断出超过预设的安全值的异常项数据，根据判断出的异常项数据，对热气球进行相应的控制；当输入的各项数据未超过预设的安全值时，热气球正常运行。其中，所述步骤2具体包括：热气球启动时通过可燃气检测传感器对热气球的乘客吊篮中的燃气储气罐、电磁阀、连接管路和燃烧器的可燃气检测值进行测量，并将测量的可燃气检测值实时传输到控制器中，控制器将输入的可燃气检测值与预设的燃料泄漏安全值进行对比，当输入的可燃气检测值超过预设的燃料泄漏安全值时，蜂鸣器响起，警示灯闪烁，控制器控制电磁阀关闭，停止供气，热气球停止运行；当输入的可燃气检测值未超过预设的燃料泄漏安全值时，热气球开始上升。其中，所述步骤4具体包括：通过导航单元实时获取热气球飞行时的经纬度和方位信息并传输到控制器中；通过惯性单元实时获取热气球飞行时的垂直方向的加速度和高度信息并传输到控制器中，控制器根据实时测量的热气球飞行时的垂直方向的加速度和高度信息实时计算热气球飞行时的上升速度和下降速度；通过温度湿度模块实时测量热气球飞行时周围环境的温度和湿度信息并传输到控制器中；通过BMP气压计实时测量热气球飞行时周围环境的气压并传输到控制器中；通过电子风速风向测速仪实时测量热气球飞行时的风速风向值并传输到控制器中。其中，所述步骤4还包括：当控制器实时计算出的热气球的上升速度超过预设的热气球上升速度安全阈值时，蜂鸣器响起，警示灯闪烁，通过控制器控制电磁阀减小供气使热气球正常运行；当控制器实时计算出的热气球的下降速度超过预设的热气球下降速度安全阈值时，蜂鸣器响起，警示灯闪烁，通过控制器控制电磁阀增大供气使热气球正常运行；当输入的风速风向值超过预设的风速风向安全值时，蜂鸣器响起，警示灯闪烁，通过控制器控制电磁阀关闭，停止供气，使热气球降落至地面并停止运行。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：本专利技术的上述实施例所述的热气球安全飞行智能监测系统及方法，通过对燃烧燃料泄漏进行检测，提供安全可靠的飞行体验，通过设计安全阈值和蜂鸣警报等对热气球的安全状态进行监测和预警并进行自动控制，减少了安全事故的发生，通过对风速风向和热气球升降速度进行安全监测并在出现热气球动力或风速等影响下快速下坠或上升时进行安全预警。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术的整体结构框图；图3为本专利技术的具体结构框图。【附图标记说明】1-控制器；2-主控芯片；3-液化气安全检测模块；4-位置高度信息模块；5-垂直方向加速度模块；6-温度湿度模块；7-风速风向模块；8-显示模块；9-报警模块；10-电磁阀；11-燃烧器；12-可燃气检测传感器；13-导航单元；14-惯性单元；15-BMP气压计；16-电子风速风向测速仪；17-蜂鸣器；18-警示灯。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的热气球检测系统没有对热气球飞行器的性能进行监测的问题，提供了一种热气球安全飞行智能监测系统及方法。如图1至图3所示，本专利技术的实施例提供了一种热气球安全飞行智能监测系统，包括：控制器1，所述控制器1包括主控芯片2；液化气安全检测模块3，所述液化气安全检测模块3与所述控制器1的第一端电连接；位置高度信息模块4，所述位置高度信息模块4与所述控制器1的第二端电连接；垂直方向加速度模块5，所述垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，包括：/n控制器，所述控制器包括主控芯片；/n液化气安全检测模块，所述液化气安全检测模块与所述控制器的第一端电连接；/n位置高度信息模块，所述位置高度信息模块与所述控制器的第二端电连接；/n垂直方向加速度模块，所述垂直方向加速度模块与所述控制器的第三端电连接；/n温度湿度模块，所述温度湿度模块与所述控制器的第四端电连接；/n风速风向模块，所述风速风向模块与所述控制器的第五端电连接；/n显示模块，所述显示模块与所述控制器的第六端电连接；/n报警模块，所述报警模块与所述控制器的第七端电连接；/n电磁阀，所述电磁阀的第一端与所述控制器的第八端电连接；/n燃烧器，所述燃烧器与所述电磁阀的第二端电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，包括：
控制器，所述控制器包括主控芯片；
液化气安全检测模块，所述液化气安全检测模块与所述控制器的第一端电连接；
位置高度信息模块，所述位置高度信息模块与所述控制器的第二端电连接；
垂直方向加速度模块，所述垂直方向加速度模块与所述控制器的第三端电连接；
温度湿度模块，所述温度湿度模块与所述控制器的第四端电连接；
风速风向模块，所述风速风向模块与所述控制器的第五端电连接；
显示模块，所述显示模块与所述控制器的第六端电连接；
报警模块，所述报警模块与所述控制器的第七端电连接；
电磁阀，所述电磁阀的第一端与所述控制器的第八端电连接；
燃烧器，所述燃烧器与所述电磁阀的第二端电连接。


2.根据权利要求1所述的热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，所述液化气安全检测模块包括可燃气检测传感器，所述可燃气检测传感器均与所述控制器的第一端电连接，所述可燃气检测传感器用于检测可燃气体。


3.根据权利要求2所述的热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，所述位置高度信息模块包括导航单元，所述导航单元与所述控制器的第二端电连接，所述导航单元采用GPS或北斗导航获取经纬度和方位信息。


4.根据权利要求3所述的热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，所述垂直方向加速度模块包括惯性单元，所述惯性单元与所述控制器的第三端电连接，所述惯性单元用于获取垂直方向的加速度和高度信息。


5.根据权利要求4所述的热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，所述风速风向模块包括BMP气压计和电子风速风向测速仪，所述BMP气压计与所述控制器的第五端电连接，所述BMP气压计用于测量气压，所述电子风速风向测速仪与所述控制器的第五端电连接，所述电子风速风向测速仪用于测量风速和风向。


6.根据权利要求5所述的热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，所述报警模块包括蜂鸣器和警示灯，所述蜂鸣器与所述控制器的第七端电连接，所述警示灯与所述控制器的第七端电连接。


7.一种热气球安全飞行智能监测方法，应用于如权利要求1-6所述的热气球安全飞行智能监测系统，其特征在于，包括：
步骤1，在控制器中预设燃料泄漏安全值、热气球上升速度安全阈值、热气球下降速度安全阈值和风速风向安全值，启动热气球；
步骤2，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆新江，徐杰，徐健，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43