民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統的製作方法

2023-06-03 03:19:16

專利名稱：民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及民航機場地面供電電源控制、用電量收費和服務費結算系統，特別是 一種操作簡單、性能穩定、易於管理、低成本的IC卡民用機場地面供電電源和空調機組服 務一體化結算系統。
背景技術：
為了降低航空公司經營成本，通常由民航機場為航空公司提供地面供電電源和空 調機組服務。但現有技術中對於這項服務缺少客觀科學的管理與收費系統和標準，使得目 前收費的標準由各地機場自行規定，管理中中存在一些不必要的電力資源浪費，機場設施 使用效率低下的現象。一體化結算系統符合國家大力倡導的「節能減排」，發展「低碳經濟」的戰略方針， 降低航空公司運營成本，提高機場資金和設施的使用效率。

發明內容本發明的目的是為了解決上述問題，而提供一種民用機場飛機地面供電電源和空 調機組服務一體化結算系統。該系統可以實現機場對航空公司進行精細化科學化收費，降 低航空公司使用地面供電電源和空調機組服務費用支出。本發明為實現發明目的，設計了一種民用機場地面供電電源和空調機組服務一體 化結算系統，包括地面電源，其特徵在於系統還包括IC卡電力控制系統和上位機統一結算 系統；所述地面電源由IC卡電力控制系統統一管理再分配到使用民用機場地面電源的用 電設備和空調機組接線端；所述IC卡電力控制系統由控制器(16)分別連接三個通訊控制 器(2、4、6)、升級接口(3)、插卡單元(10)、鍵盤(11)、繼電器(13)、顯示單元(14)、存儲器 (15)和時鐘(17)；所述IC卡電力控制系統對使用民用機場地面電源的用電設備和空調機 組的用電量及使用時間數據進行記錄、存儲、傳輸與管理；所述上位機統一結算系統與IC 卡電力控制系統間採用網絡協議UDP/IP、TCP/IP、RS-485或RS-232進行通信，實現對IC卡 電力控制系統記錄數據的讀取和斷路器控制。本發明所述IC卡電力控制系統中所述的控制器(16)是MSP430F149低功耗單片機。所述電能表(1)是由一個或多個三相三線制電能表組成，分別對一個或多個使用 民用機場地面電源的用電設備進行分別計量；所述的通信控制器(2)由一個或多個半雙工的485晶片組成，其連接電能表(1) 並與之通信，與控制器(16)通信採用國家電能通信標準。所述通信控制器(6)由一個全雙工的485晶片和一個12V電源組成，與通信控制 器⑶通過遠距離電纜(7)連接，採用標準串行總線(IIC)進行通信；通信控制器⑶對通 信控制器(6)發出的差模信號進行還原，並對與之連接的傳感器(9)進行溫溼度數據採集。所述通信控制器⑷由標準網絡協議晶片組成，用於控制器(16)與網絡接口(5)
4進行通信，網絡接口由標準的RJ45、RS-232或RS-85接口組成，使用民用機場地面電源的用 電設備與上位機統一結算系統，通過接口實現對存儲器(15)中存儲的數據進行採集，和對 使用民用機場地面電源的用電設備飛機的航班號、機號和機型信息的傳輸，並通過控制器 (16)對三相三線交流電能表(1)和斷路器(12)進行遠程操控。所述插卡單元(10)採用標準接觸式IC卡卡座，用於與控制器(16)間進行信號傳 輸，進行身份識別、密碼保護和密碼修改。所述鍵盤(11)採用標準4X4矩陣鍵盤，按鍵為0-9數字、確認、取消、開啟、關閉、 寬體機、窄體機。其中數字鍵是用於輸入密碼，完成用戶身份驗證；確認和取消按鍵用於在 輸入密碼操作。鍵盤可以另設或確定寬體機和窄體機按鍵，用於用戶識別使用設備的飛機 的機型。鍵盤開啟和關閉按鍵是對設備進行控制，對設備是否使用進行控制。所述繼電器(13)是3V控制24V的繼電器，對斷路器(12)進行開關控制。所述顯示單元(14)採用數碼管組成靜態顯示電路，對使用民用機場地面電源的 用電設備和空調機組顯示所用電量、使用時間、卡號和對傳感器(9)採集的溫溼度進行顯 示；同時也顯示使用民用機場地面電源的用電設備的飛機的機型、航班號和機號。所述存儲器(15)由容量為8M的Flash晶片組成，用於存儲由控制器(16)採集的 電能表⑴的電量和時鐘(17)的時間數據，由鍵盤(11)的輸入數據和插卡(10)輸入的身 份數據。所述時鐘(17)由自帶電源的時鐘晶片DS1302組成，該時鐘通過控制器(16)與機 場時鐘系統間進行時間的讀取、校對和設定。自帶電源可保證時鐘的準確性，並可以通過控 制器(16)與機場時鐘系統間進行時間的讀取和設定，該時鐘與民用機場時鐘系統為準，與 其進行校對，以保證自帶電源時鐘的準確性。所述的民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統中，所述的上位機 統一結算系統與IC卡電力控制系統間採用網絡協議進行通信，實現對設備記錄的讀取和 斷路器控制。所述上位機統一結算系統記錄航空公司航班號、機型或機號信息，使用民用機場 地面電源的用電設備和空調機組的用電量及使用時間信息，通過設置電量和使用設備時間 費率對存儲數據進行計算，實現一體化收費管理。所述上位機統一結算系統具有對IC卡進行發放、加密或掛失處理功能，並對IC卡 電力控制系統採集的電量、使用時間和機型(如寬體或窄體機型)數據進行存儲。本發明的民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統的使用方法，其 特徵在於通過IC卡電力控制箱安裝在機場停機位處。本發明的有益效果是對民航機場現有停機位處地面供電電源和空調機組進行一 體化管理，實現記錄的公開、公平、公正原則。符合國家大力倡導的「節能減排」，發展「低碳 經濟」的戰略方針。可以降低飛機地面作業時APU的使用，並準確計量使用地面供電電源和 空調機組的服務時間，降低航空公司運營成本，提高機場資金和設施的使用效率，顯著的提 高機場的運行效率。

圖IIC卡電力控制系統原理圖2IC卡電力控制箱走線及外部裝置示意圖；圖3IC卡電力控制箱安裝位置示意圖；圖4IC卡電力控制箱安裝位置示意圖；以下結合本發明的實施例參照附圖進行詳細敘述。
具體實施方式設備功能實現這種一體化結算系統包括IC卡電力控制系統和上位機統一結算系統組成。IC卡 電力控制系統可以實現對使用民用機場地面電源的用電設備的用電量和使用時間進行存 儲和顯示，IC卡電力控制箱可以連接四個設備或兩個設備，這要區分使用設備飛機的機型 是寬體機或窄體機，分別為一組民用機場地面供電電源和空調機組或兩組設備。當機型是 寬體時，飛機使用兩個充電電源接線端和一個空調機組接線端，系統要分別對其使用電量 和服務時間進行計量；當機型是窄體機時，飛機使用一個充電電源和一個空調機組接線端， 系統要對其使用電量和服務時間進行計量。IC卡電力控制系統主要對插卡用戶使用民用機 場地面電源的用電設備和空調機組進行用電量計量和使用時間計量，並對開始至結束使用 時間進行存儲。並通過傳感器對機艙內的溫溼度進行顯示和預警。系統採集的數據實時通 過網絡UDP/IP、TCP/IP、RS-485或RS-232協議與上位機統一結算系統進行傳輸。圖2中24所示為IC卡電力控制箱，此裝置可實現斷路器控制、與交流電能表通信 獲得電量信息、IC卡的識別、密碼的輸入和與上位機進行通信模塊。斷路器可以實現對使 用民用機場地面電源的用電設備和空調機組的控制。與電能表通信採用RS-485通信模式， 實時對電錶測量值的數據採集存儲。IC卡識別裝置主要對持卡人的身份進行認證，記錄使 用廊橋的航空公司和機組信息。與上位機通信模塊採用適合遠距離傳輸並便於網絡通信的 網口，採用標準網絡協議。上位機統一結算系統可以實現對IC卡的管理、與IC卡控制箱進 行數據傳輸、對使用民用機場地面電源的用電設備和空調機組服務費的計算，統計數據對 註冊用戶開放。安裝和使用圖2所示為裝有IC卡電力控制系統的IC卡電力控制箱，控制箱上端有三個指示 燈用於顯示IC卡電力控制系統的工作狀態。其中圖2中18所示為紅燈，指示IC卡電力控 制箱處於不能使用或損壞狀態，這時應對IC卡電力控制系統進行檢查維修或廊橋(或停機 位)處於關閉狀態。圖2中19所示為黃燈，代表處於可用狀態，這時可以停靠飛機並進行 服務。圖2中20所示為綠燈，代表IC卡電力控制系統電源可以輸出，是在插卡識別身份後 出現，這時工作人員可以對飛機進行充電處理或空調機組服務。圖2中22、23代表兩個電 能表，可以分別對飛機充電和空調機組所用電量進行計量，以便區分兩個設備分別所用電 量。由於飛機充電和空調機組的工作功率非常大，電能表要加交流互感器，這樣就能提高電 表的量程，滿足實際需求。圖2中21代表顯示裝置，是由數碼管組成的靜態顯示電路。需要顯示飛機機艙的 溫溼度，在溫溼度達到一定值之後要對操作者提出警告；顯示所用IC卡的卡號和航空公司 編號，這樣方便操作人員對使用情況的實時監控；顯示目前使用民用機場地面電源的用電 設備、空調機組的用電量、使用時間和使用的飛機型號，以實現信息公開；顯示由上位機傳
6輸的當前使用系統的飛機的航班號、機型和機號，方便工作人員對使用設備飛機的信息校 準。IC卡電力控制箱的安裝位置如圖3和圖4所示。其中圖4中29所示代表機場廊 橋(或停機位)，IC卡電力控制箱就是安裝在此處。圖4中27所示是廊橋與飛機艙門接觸 的對接門。圖4中28所示的圓柱是系統外設的溫溼度傳感器，安裝在對接門的內部，當其 與飛機對接的時候把傳感器掛在飛機艙門內部，用於檢測飛機艙門內的溫溼度。圖4中26 所示為系統的IC卡電力控制箱，安裝在圖4中30廊橋支架之上。IC卡電力控制箱作為停 機位處電源的主控裝置，所有電源都要經過IC卡電力控制箱進行計量和控制。當飛機停靠 時，IC卡電力控制箱使用民用機場地面電源的用電設備和空調機組計量服務。圖3中25所示是廊橋橋頭的柱子，而圖3中所示的IC卡電力控制箱26就安裝在 廊橋柱上(或停機位處)。它是設備安裝的其中一種方案。
權利要求
一種民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統，包括地面電源，其特徵在於系統還包括IC卡電力控制系統和上位機統一結算系統；所述地面電源由IC卡電力控制系統統一管理再分配到使用民用機場地面電源的用電設備和空調機組接線端；所述IC卡電力控制系統由控制器(16)分別連接三個通訊控制器(2、4、6)、升級接口(3)、插卡單元(10)、鍵盤(11)、繼電器(13)、顯示單元(14)、存儲器(15)和時鐘(17)；所述IC卡電力控制系統對使用民用機場地面電源的用電設備和空調機組的用電量及使用時間數據進行記錄、存儲、傳輸與管理；所述上位機統一結算系統與IC卡電力控制系統間採用網絡協議UDP/IP、TCP/IP、RS 485或RS 232進行通信，實現對IC卡電力控制系統記錄數據的讀取和斷路器控制。
2.按照權利要求1所述的民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統，其 特徵在於所述IC卡電力控制系統中所述的控制器(16)是MSP430F149低功耗單片機；所述電能表(1)是由一個或多個三相三線制電能表組成，分別對一個或多個使用民用 機場地面電源的用電設備進行分別計量；所述的通信控制器⑵由一個或多個半雙工的485晶片組成，其連接電能表⑴並與 之通信，與控制器(16)通信採用國家電能通信標準；所述通信控制器(6)由一個全雙工的485晶片和一個12V電源組成，與通信控制器(8) 通過遠距離電纜(7)連接，採用標準串行總線(IIC)進行通信；通信控制器(8)對通信控制 器(6)發出的差模信號進行還原，並對與之連接的傳感器(9)進行溫溼度數據採集；所述通信控制器(4)由標準網絡協議晶片組成，用於控制器(16)與網絡接口(5)進行 通信，網絡接口由標準的RJ45、RS-232或RS-85接口組成，使用民用機場地面電源的用電設 備與上位機統一結算系統，通過接口實現對存儲器(15)中存儲的數據進行採集，和對使用 民用機場地面電源的用電設備飛機的航班號、機號和機型信息的傳輸，並通過控制器(16) 對三相三線交流電能表(1)和斷路器(12)進行遠程操控；所述插卡單元(10)採用標準接觸式IC卡卡座，用於與控制器(16)間進行信號傳輸， 進行身份識別、密碼保護和密碼修改；所述繼電器(13)是3V控制24V的繼電器，對斷路器(12)進行開關控制； 所述顯示單元(14)採用數碼管組成靜態顯示電路，對使用民用機場地面電源的用電 設備和空調機組顯示所用電量、使用時間、卡號和對傳感器(9)採集的溫溼度進行顯示；同 時也顯示使用民用機場地面電源的用電設備的飛機的機型、航班號和機號。所述存儲器(15)由容量為8M的Flash晶片組成，用於存儲由控制器(16)採集的電能 表⑴的電量和時鐘(17)的時間數據，由鍵盤(11)的輸入數據和插卡(10)輸入的身份數 據；所述時鐘(17)由自帶電源的時鐘晶片DS1302組成，該時鐘通過控制器(16)與機場時 鍾系統間進行時間的讀取、校對和設定，以保證自帶電源時鐘的準確性。
3.按照權利要求1所述的民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統，其 特徵在於所述的上位機統一結算系統記錄航空公司航班號、機型或機號信息，使用民用機 場地面電源的用電設備和空調機組的用電量及使用時間信息，進行收費管理。
4.按照權利要求3所述的民用機場地面電源和空調機組服務一體化結算系統，其特徵在於所述上位機統一結算系統具有對IC卡進行發放、加密或掛失處理功能，並對IC卡電力 控制系統採集的電量、使用時間和機型信息數據進行存儲。
5. 一種權利要求1的民用機場地面電源和空調機組服務一體化結算系統的使用方法， 其特徵在於通過IC卡電力控制箱安裝在機場停機位處。
全文摘要
一種民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統。本系統主要組成包括地面供電電源，IC卡電力控制系統和上位機統一結算系統。其中，IC卡電力控制系統通過IC卡電力控制箱安裝在民用機場停機位置處。所述IC卡電力控制系統由控制器分別連接三個通訊控制器、升級接口、插卡單元、鍵盤、繼電器、顯示單元、存儲器和時鐘。上位機統一結算系統與IC卡電力控制系統間採用網絡協議進行通信，實現對IC卡電力控制系統記錄數據的讀取和斷路器控制。本發明提供了民用機場地面供電電源和空調機組服務一體化結算系統，降低飛機地面作業時APU的使用，並準確計量使用地面供電電源和空調機組的服務時間，這對於民航節能減排的工作起到積極的推動作用。
文檔編號G07F7/08GK101976478SQ20101029745
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者侯啟真, 劉新明, 孫毅剛, 張積洪, 李龍海, 黃哲理 申請人:中國民航大學