[发明专利]一种飞机结构健康监测集成系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机结构健康监测领域，涉及一种解决飞机结构健康监测中多种传感器监测技术的软硬件集成系统及方法。

背景技术

在飞机结构健康监测系统中，常采用多种传感器系统对监测对象进行监测，这些传感器系统有光纤光栅FBG、压电PZT、声发射AE、应力应变SG、智能涂层SC等。在飞机结构健康监测过程中需要对多种传感器数据进行数据融合，发现并总结各种传感数据间的相关性，进而做出更加准确的诊断、评估结果。对多种传感器系统的集成是数据融合的基础，需要设计集成系统的框架、数据流模型等，集成后的系统将变成一个多传感器系统，包含多种类型的传感器，并能控制各种传感器同时进行数据采集、实时传输数据、分析数据。

然而现有技术中各个传感器系统往往由不同的厂商生产，采用不同的数据采集、存储、处理、显示方式，因此导致数据分散，集成难度大，影响对数据的采集分析和处理。

发明内容

发明目的：提供一种能够对飞机结构健康监测中多种传感器进行有效融合、处理和管理的集成系统。

另外，本发明还提供一种飞机结构健康监测集成方法。

本发明技术方案：一种飞机结构健康监测集成系统，其包括控制与管理子系统，数据处理子系统，数据可视化子系统，其中，所述控制与管理子系统一端集成并联有声发射子系统、光栅光纤子系统、压电子系统、应变桥子系统、智能涂层子系统，另一端分别与数据处理子系统和数据可视化子系统连接，所述数据处理子系统包含有声发射数据处理单元和智能涂层数据处理单元，所述数据可视化子系统包含有二维可视化单元和三维可视化单元。

所述控制与管理子系统内部集成有发送命令模块、子系统数据接收模块、数据存储模块和数据转发模块，其通过发送命令模块发送命令到监测子系统，同时发送信号到子系统数据接收模块，通知子系统数据接收模块做好接收数据准备，子系统数据接收模块接收到数据后交由数据存储模块保存，且交由数据转发模块将数据转发至连接的数据处理子系统和数据可视化子系统。

一种飞机结构健康监测系统集成方法，其包括以下步骤：

步骤一、将使用的飞机结构健康监测系统按照功能划分为子系统；

步骤二、使用硬件接口将飞机结构健康监测子系统通过交换机互连；

步骤三、对飞机结构健康监测子系统的软件接口进行规范；

步骤四、由控制与管理子系统对各个飞机结构健康监测子系统进行管理，所述控制与管理子系统发送控制命名到各个监测子系统，各个监测子系统做出响应，其响应的数据被控制与管理子系统进行保存和转发，转发到数据处理子系统和数据可视化子系统；

步骤五、数据处理子系统将数据进行处理，并将结果发送到控制与管理子系统，控制管理子系统再将处理结果保存和转发，转发到数据可视化子系统进行可视化。

步骤一中所述的飞机结构健康监测系统包括：光栅光纤系统、压电系统、声发射系统、智能涂层系统、应变桥系统。

步骤二中所述的硬件接口为RJ45接口。

步骤三中所述的软件接口规范，子系统软件之间组成服务器/客户端架构，使用消息报文通信。

步骤四中所述的控制与管理子系统为集成有对子系统发送命令模块、子系统数据接收模块、数据存储模块和数据转发模块。

有益效果：

集成后的飞机结构健康监测系统构成一个包括光栅光纤、压电、智能涂层、声发射、应变桥等传感器的多传感器系统，可以对这些传感器进行统一调度，对其数据进行融合、处理和管理。在一次监测活动中可以发挥各种传感器的优势，可在同一个终端上监测飞机结构的多种数据，由计算机程序和多专家组成的处理分析单元，可以对监测目标进行综合诊断、损伤评估。集成系统间的各单元使用网络接口互连，可以远程控制传感器采集数据，实现远程监控，提高监测效率。此方法将多种飞机结构健康监测使用的先进传感器进行系统集成，构成的系统在功能上强于使用单一传感器的监测系统且扩展方便。

附图说明

图1飞机结构健康监测系统集成示意图

图2控制与管理子系统结构框图

图中：1、声发射子系统，2、光栅光纤子系统，3、压电子系统，4、应变桥子系统，5、智能涂层子系统，6、控制与管理子系统，7、数据处理子系统，8、数据可视化子系统，9、二维可视化单元，10、三维可视化单元，11、声发射数据处理单元，12、智能涂层数据处理单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：