機(jī)場導(dǎo)航臺設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)

摘 要：在現(xiàn)代機(jī)場的基礎(chǔ)建設(shè)當(dāng)中，對于機(jī)場導(dǎo)航臺設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)來說還是存在某些功能上的不足，所以對機(jī)場導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)的改造和設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：機(jī)場導(dǎo)航臺設(shè)備監(jiān)控 集中監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

中圖分類號：V37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0007-02

目前，我國的各大機(jī)場幾乎都配備了導(dǎo)航臺及其相關(guān)的設(shè)施。然而，對于導(dǎo)航臺的的監(jiān)控系統(tǒng)來說，卻只有某些大型機(jī)場完全具備了較高科技含量以及自動(dòng)化程度較高的導(dǎo)航臺的監(jiān)控系統(tǒng)。而對于那些中小型的機(jī)場來說，對于導(dǎo)航臺的監(jiān)控唯有用機(jī)場的工作人員和導(dǎo)航臺的值班人員通過電話來取得聯(lián)系來得到相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況。這樣來對機(jī)場導(dǎo)航臺進(jìn)行監(jiān)控，不僅無法及時(shí)了解導(dǎo)航臺各個(gè)設(shè)備的詳細(xì)信息，而且還會因此無法在第一時(shí)間得到設(shè)備故障信息而延誤航班，或者即使導(dǎo)航臺整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)度和維護(hù)工作不能及時(shí)運(yùn)作，又浪費(fèi)人力以及時(shí)間和物力。所以，對于以上的狀況來說，應(yīng)該對機(jī)場導(dǎo)航臺來進(jìn)行自動(dòng)化和科技化的重新改造設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要。我們可以用集中監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行機(jī)場導(dǎo)航臺的監(jiān)控，同時(shí)也可以利用GSM網(wǎng)絡(luò)或?qū)＞€網(wǎng)絡(luò)來集中對導(dǎo)航臺監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行控制，并且在導(dǎo)航臺設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來發(fā)送消息到相關(guān)工作人員的手機(jī)上。這兩種改造設(shè)計(jì)導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)的方法目前在機(jī)場監(jiān)控中已經(jīng)得到了相應(yīng)的應(yīng)用和普及。

1 機(jī)場導(dǎo)航臺設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的簡介

何為導(dǎo)航臺？導(dǎo)航臺即是指在飛機(jī)飛行過程中來檢測和確定飛機(jī)的飛行位置，并引導(dǎo)飛機(jī)按照原定的正確航線飛行的地面的基站或站臺。導(dǎo)航臺的工作原理是利用無線電來測定飛機(jī)飛行的距離，方向，航速等相關(guān)導(dǎo)航參量，并依此來為正在飛行的航班進(jìn)行導(dǎo)航，以確保飛機(jī)飛行的正確航向。所謂的導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)就是指對機(jī)場導(dǎo)航臺及其相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)對于確保導(dǎo)航臺的正常工作來說十分重要。在一方面，對機(jī)場導(dǎo)航臺進(jìn)行監(jiān)控不僅確保了導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作，同時(shí)也提高了機(jī)場的導(dǎo)航設(shè)備的準(zhǔn)確性，在另一方面，對導(dǎo)航臺進(jìn)行監(jiān)控也就意味著對正常飛行的航班進(jìn)行空中交通指揮，來確?？罩薪煌ǖ闹刃?，也為飛行員以及乘客的生命負(fù)責(zé)。

對于導(dǎo)航臺設(shè)備的監(jiān)控來說是通過相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行監(jiān)控的。在過去，主要是機(jī)場的工作人員通過對導(dǎo)航臺的值班人員打電話詢問相關(guān)情況來監(jiān)控導(dǎo)航臺的正常工作的。而現(xiàn)在一般通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，用以太網(wǎng)，因特網(wǎng)等或者是其他網(wǎng)絡(luò)媒介來對機(jī)場導(dǎo)航臺進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理控制的，同時(shí)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，測控技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)來隨時(shí)監(jiān)測導(dǎo)航臺相關(guān)的信息。機(jī)場導(dǎo)航臺的監(jiān)控系統(tǒng)主要是由前端機(jī)場監(jiān)視設(shè)備，傳送信息設(shè)備，后端控制顯示設(shè)備（顯示器）來完成整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)的。在后端通過機(jī)場工作人員的不同分工來進(jìn)一步細(xì)分為總控制臺和分控制臺來完成對導(dǎo)航臺的控制的，后端的顯示主要是通過光纖，電纜，網(wǎng)絡(luò)從導(dǎo)航臺的值班人員以及機(jī)場監(jiān)視器哪里傳入的。

2 集中監(jiān)控系統(tǒng)的簡介及其應(yīng)用效果

集中監(jiān)控系統(tǒng)指的是在目前各種環(huán)境下，通過現(xiàn)在先進(jìn)的3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)出來的一種管理監(jiān)控的平臺。應(yīng)用這種監(jiān)控平臺到機(jī)場導(dǎo)航臺的優(yōu)點(diǎn)是：可以實(shí)時(shí)對導(dǎo)航臺的一切進(jìn)行監(jiān)視，可以在往后通過錄像回放，截屏等對以前導(dǎo)航臺發(fā)生的一切進(jìn)行回視。這大大地節(jié)約了導(dǎo)航臺工作人員的工作量，提高了他們的工作效率，減少了各個(gè)監(jiān)控流程，更便于對導(dǎo)航臺進(jìn)行監(jiān)控和管理。

以下是機(jī)場導(dǎo)航臺集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

2.1 整體方案說明

該系統(tǒng)將為機(jī)場導(dǎo)航臺提供完全全天候的監(jiān)控實(shí)況，實(shí)現(xiàn)機(jī)場導(dǎo)航臺各個(gè)主要部分的錄像及其監(jiān)控。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，在機(jī)場地下布線，不影響機(jī)場的建設(shè)。其前端直接在機(jī)場導(dǎo)航臺附近各個(gè)地點(diǎn)安裝可旋轉(zhuǎn)監(jiān)視器，通過對各個(gè)角度的拍攝來對機(jī)場導(dǎo)航臺進(jìn)行集中的和全方位的監(jiān)測。

2.2 前端設(shè)備

成像設(shè)備：紅外一體旋轉(zhuǎn)高清攝像機(jī)。

其攝像機(jī)的水平分辨率為彩色560～620，總體上可以更加清晰地看清每一點(diǎn)的圖像。其成像靈敏度為1lux，在夜間光線較弱時(shí)可以根據(jù)環(huán)境自動(dòng)轉(zhuǎn)換其的成像靈敏度以達(dá)到最佳拍攝效果。

攝像機(jī)供電設(shè)備：220伏特的交流電供電電源，采用機(jī)場大頻率的電壓箱統(tǒng)分電壓。

電子快門和成像尺寸：可調(diào)節(jié)的自動(dòng)電子快門，盡可能的獲取高清圖像。Ccd1/4'的成像尺寸，其視角較大，可監(jiān)測的區(qū)域較廣。

云臺：采用左右水平均可以旋轉(zhuǎn)的云臺，可以使攝像機(jī)獲得全方位的視角。

2.3 視屏傳輸系統(tǒng)

通過光端機(jī)讓監(jiān)視器的信號以光信號的方式傳輸。在導(dǎo)航臺的監(jiān)視器上連有光端機(jī)的發(fā)射機(jī)在來發(fā)射光信號，通過發(fā)射機(jī)來完成電信號和光信號之間的轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)換完成的光信號通過攝像機(jī)底部的光纖通信設(shè)備傳遞給導(dǎo)航臺的監(jiān)控平臺。導(dǎo)航臺的監(jiān)控平臺采用光接收機(jī)來進(jìn)行接收，從而再把光信號還原為電信號，完成光電信號之間的轉(zhuǎn)換，再把電信號傳給導(dǎo)航臺的監(jiān)控平臺以及機(jī)場工作室來看到清晰地監(jiān)控畫面，且用這種方式同時(shí)集中地來監(jiān)控機(jī)場導(dǎo)航臺的各個(gè)部分。利用光端機(jī)主要是提高視屏傳輸?shù)膱D像質(zhì)量及其速度，使其可以即時(shí)即刻的監(jiān)視機(jī)場的導(dǎo)航臺。（如圖1）

2.4 機(jī)場局域網(wǎng)絡(luò)

利用光端機(jī)傳輸?shù)男盘枺ㄟ^硬盤錄像來把監(jiān)控畫面及時(shí)地刻錄在機(jī)場導(dǎo)航臺的硬盤之中，來方便日后的重新觀看和調(diào)用錄像，并把所刻錄的監(jiān)控錄像上傳至機(jī)場實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺的局域網(wǎng)上以供工作人員的查看。因此，在機(jī)場的監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中建立一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)就顯得至關(guān)重要。

2.5 終端顯示系統(tǒng)

顯示器：顯示器一般是用液晶，等離子等不同的顯示設(shè)備來構(gòu)成的，鑒于機(jī)場導(dǎo)航臺監(jiān)視器較多情況下來說，一般直接利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)場的局域網(wǎng)絡(luò)來播放實(shí)時(shí)的監(jiān)控畫面。在眾多的顯示器需要統(tǒng)一管理的情況下，就不得不創(chuàng)建一個(gè)機(jī)場數(shù)字化的總PC機(jī)來控制各個(gè)顯示器正常的數(shù)據(jù)顯示。由一臺類似于服務(wù)器的總PC機(jī)來全面管理各個(gè)顯示設(shè)備，同時(shí)要空缺幾臺可以時(shí)刻查詢各個(gè)不同時(shí)段的監(jiān)控畫面的分PC機(jī)，并且以此來構(gòu)建一個(gè)終端顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

2.6 整體系統(tǒng)論述

綜上所述，以上各部分所構(gòu)成為統(tǒng)一的機(jī)場導(dǎo)航臺監(jiān)控設(shè)備。通過前端設(shè)備，傳輸數(shù)據(jù)設(shè)備和機(jī)場局域網(wǎng)，以及終端系統(tǒng)來構(gòu)成了最基礎(chǔ)的機(jī)場監(jiān)控系統(tǒng)，在目前的機(jī)場當(dāng)中這種系統(tǒng)還處于試驗(yàn)和測試階段，但是通過整體的構(gòu)造來說，這種監(jiān)控系統(tǒng)十分適合于現(xiàn)代機(jī)場的維護(hù)和監(jiān)控，是未來機(jī)場建設(shè)中發(fā)展的重頭戲。

2.7 機(jī)場導(dǎo)航臺監(jiān)視系統(tǒng)保養(yǎng)及其維修

在機(jī)場監(jiān)視系統(tǒng)的長期使用過程中難免會出現(xiàn)故障，所以對于其保養(yǎng)也是一個(gè)重要問題。為此，我們必須確保前端設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及監(jiān)視功能，刻錄回訪功能，顯示功能以及機(jī)場局域網(wǎng)的正常工作，還要確保圖像的及時(shí)誤差不超過20秒。所以在必要的時(shí)間內(nèi)必須對機(jī)場導(dǎo)航臺監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，派專人定期檢測，以確保其的正常工作。

3 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1 導(dǎo)航設(shè)備中網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的概念

在機(jī)場的通信導(dǎo)航檢測中，采用成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)科技對在不同地域的導(dǎo)航設(shè)備，雷達(dá)站以及其他監(jiān)控點(diǎn)來進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控和測試飛行器的航行參數(shù)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理。通過建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控使導(dǎo)航臺的監(jiān)控變得自動(dòng)化，現(xiàn)代化和無人化。測距機(jī)，全向信標(biāo)和儀表著陸儀器是機(jī)場導(dǎo)航臺的主要導(dǎo)航設(shè)備，我們通常以數(shù)字化，自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來完成對這些導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的簡介

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際上是一種遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制軟件，其的工作及機(jī)理是由一臺計(jì)算機(jī)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)去遠(yuǎn)距離的控制另一臺電腦的技術(shù)。實(shí)際上把它應(yīng)用在機(jī)場監(jiān)控系統(tǒng)中，就是指用機(jī)場總控制臺的計(jì)算機(jī)來控制各個(gè)導(dǎo)航臺的計(jì)算機(jī)的過程。通常情況下，我們所說的遠(yuǎn)程指的是局域網(wǎng)中的遠(yuǎn)程，而不是距離上的遠(yuǎn)程。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)就是一款電腦軟件，它類似于木馬病毒可以控制遠(yuǎn)程的局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行一系列程序。

3.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

在進(jìn)行導(dǎo)航臺的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，還要依照著遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)，主要是讓系統(tǒng)安全可靠，并降低系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用和設(shè)計(jì)成本來設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

3.4 系統(tǒng)的幾個(gè)主要功能模塊

一般來說，整個(gè)系統(tǒng)的檢測基礎(chǔ)是系統(tǒng)檢測模塊，它主要用來協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)模塊的工作：它來完成相關(guān)數(shù)據(jù)之間的圖像，信息等的傳送，完成對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的更新，完成與各控制計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通訊。通訊處理模塊：它用來收集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，并向監(jiān)控模塊轉(zhuǎn)發(fā)其收集的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場采集模塊：其主要分布于各個(gè)導(dǎo)航臺的監(jiān)測點(diǎn)，用其來完成圖像，信號，模擬量等的收集。信息發(fā)布模塊：這個(gè)模塊主要把收集的信息網(wǎng)絡(luò)化，并是這些信息以網(wǎng)頁的形式供讀者閱讀。

3.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的特色

首先其的特色是使用者依照實(shí)際情況來取舍各個(gè)應(yīng)用模板，靈活配置適合的本身監(jiān)控的相關(guān)軟件及其系統(tǒng)；其次是，使用這個(gè)系統(tǒng)操作簡單，保密性較好，不容易使保存的數(shù)據(jù)丟失，最后這個(gè)系統(tǒng)實(shí)用性簡單，方便本系統(tǒng)及其它系統(tǒng)的二次開發(fā)。

3.6 本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由一個(gè)中心臺來帶動(dòng)多個(gè)端站臺。中心臺采用輪流詢問的方式發(fā)出詢問信號，機(jī)場導(dǎo)航臺的端站點(diǎn)接受信號后解碼，符合本端站臺發(fā)出的導(dǎo)航信號，中心臺接受信號的解碼并在顯示器銀屏上顯示端站臺監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)，然后向下一端點(diǎn)站臺發(fā)出詢問信號。

3.7 系統(tǒng)的基本功能

本系統(tǒng)會通過計(jì)算機(jī)對監(jiān)控資料的處理來判斷監(jiān)控的數(shù)據(jù)是否正常，如若發(fā)生異常狀況則可以自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警聲來讓機(jī)場工作人員知道導(dǎo)航臺及其設(shè)備存在故障。并且，本系統(tǒng)的基本功能是在一定的時(shí)間內(nèi)可以對檢測到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。

3.8 監(jiān)控系統(tǒng)的組成及其原理

導(dǎo)航臺設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)由PC作為上位機(jī)和單片機(jī)作為下位機(jī)組成。監(jiān)控中心的PC機(jī)先通過網(wǎng)絡(luò)向串口服務(wù)器發(fā)送命令，于單片建立握手鏈接，或者是先通過GSM MODEM向GSM網(wǎng)絡(luò)上的目標(biāo)GSM MODEM發(fā)送信息。再由其與單片機(jī)建立握手連接，當(dāng)連接成功后，兩者就可以通過以太網(wǎng)上的虛擬串口以及GSM網(wǎng)絡(luò)上的SMS服務(wù)互傳數(shù)據(jù)。

監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成為：主體PC機(jī)，通訊器件，下位機(jī)，相關(guān)軟件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸器具，監(jiān)視器具，IP監(jiān)控器畫面處理器，切換器，分配器等遠(yuǎn)程拓展器材?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)性能無論在處理速度上還是穩(wěn)定度上都達(dá)到了較好的水平，所以一般的PC機(jī)就可以替代。通訊器件分為兩種，分別為用于以太網(wǎng)的串口服務(wù)器和用于GSM網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)器。專用網(wǎng)絡(luò)上的串口服務(wù)器選用有深圳埃網(wǎng)通訊技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的設(shè)備串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器M2-1001S，它支持RS-232通訊接口，能夠滿足所有工業(yè)串口設(shè)備的應(yīng)用及傳輸方式，使用高性能網(wǎng)絡(luò)處理器。完全勝任本系統(tǒng)。對于下位機(jī)的選擇來說的話，依據(jù)功能的需要下位機(jī)有以下幾個(gè)部分構(gòu)成：led指示電路，信號采集電路，控制設(shè)備電路，cpu電路，電源及其串口接口電路。下位機(jī)的CPU采用STC89C52單片機(jī)來完成。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對機(jī)場導(dǎo)航臺接口系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)來使機(jī)場在導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)的功能得到更加的完善，加快了我國機(jī)場現(xiàn)代化的建設(shè)步伐。在以上對導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)的改造當(dāng)中，通過對導(dǎo)航臺的兩種改造方法，在具體實(shí)施之后一方面可以免去機(jī)場工作人員的繁瑣的工作任務(wù)，提高其工作效率。另一方面，改造后的導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)大大提高了機(jī)場現(xiàn)代化的建設(shè)要求，從側(cè)面保障了飛行員的生命安全，使飛行器可以及時(shí)與地面人員聯(lián)系，也維持了空中交通的秩序。即使在改造后的機(jī)場導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)中，可能還會存在某些不足的地方需要改進(jìn)，對機(jī)場導(dǎo)航臺監(jiān)控系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)來說還有很長的路要走。所以研究和設(shè)計(jì)更新型的監(jiān)控系統(tǒng)及其設(shè)備在未來的機(jī)場建設(shè)當(dāng)中，還是有重要的意義的。

參考文獻(xiàn)

[1]趙靜，張志文，肖湘.GSM短消息配電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)，2007（5）.

[2]王小兵.基于單片機(jī)和SMS的紅外線防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].儀器儀表用戶，2009（5）.

[3]翟巍，文宇祥，王勇.基于GSM短消息的遠(yuǎn)程電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（1）.

[4]王紅霞，張占強(qiáng).基于SMS的無線遠(yuǎn)程控制防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2009（2）.