一種空管遠(yuǎn)臺監(jiān)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：根據(jù)空管的工作實(shí)際，提出一種模塊化、功能化的遠(yuǎn)臺監(jiān)控方案，并以汕頭牛嶺導(dǎo)航臺為例淺析了當(dāng)前導(dǎo)航臺遠(yuǎn)程監(jiān)控的導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控、溫濕度監(jiān)控，油機(jī)監(jiān)控以及服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)，為相關(guān)研究提供一種參考。

關(guān)鍵詞：空管；遠(yuǎn)臺；監(jiān)控

引言

當(dāng)前空管運(yùn)行越來越依賴于遠(yuǎn)臺建設(shè)，包括遠(yuǎn)端雷達(dá)站、遠(yuǎn)端發(fā)報(bào)臺以及遠(yuǎn)端導(dǎo)航臺等。隨著遠(yuǎn)端設(shè)備的增多和豐富化，設(shè)備的大量運(yùn)行維護(hù)也成為技術(shù)保障的一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。因此，行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員、專家學(xué)者也在對遠(yuǎn)臺的運(yùn)行維護(hù)解決方案進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。本文基于民航汕頭空管站的運(yùn)行情況，在實(shí)際遠(yuǎn)臺運(yùn)行中提供一種可靠、合理的遠(yuǎn)臺監(jiān)控設(shè)計(jì)方案。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)采集

在實(shí)踐中，我們需要對各個(gè)遠(yuǎn)臺的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。為了節(jié)省開發(fā)費(fèi)用以及提高后續(xù)設(shè)備數(shù)據(jù)采集的便捷性，數(shù)據(jù)采集采用模塊化設(shè)計(jì)。有別于傳統(tǒng)的軟件模塊化設(shè)計(jì)，此處的模塊化設(shè)計(jì)不僅僅是軟件的模塊化設(shè)計(jì)也是硬件的模塊化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)包括導(dǎo)航設(shè)備模塊設(shè)計(jì)、雷達(dá)設(shè)備模塊設(shè)計(jì)、甚高頻模塊設(shè)計(jì)、傳輸設(shè)備模塊設(shè)計(jì)、供電安全模塊設(shè)計(jì)以及溫濕度模塊設(shè)計(jì)。各個(gè)模塊設(shè)計(jì)獨(dú)立、采用一致的數(shù)據(jù)交互接口，這種設(shè)計(jì)可以在后續(xù)設(shè)備安裝部署提供更多的便捷。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸

由于遠(yuǎn)臺的設(shè)備較為豐富，包括了導(dǎo)航設(shè)備機(jī)器、甚高頻、傳輸設(shè)備、視頻監(jiān)控等，因此本文建議采用光纖作為主要傳輸手段，在實(shí)際工作中提高系統(tǒng)的傳輸速率。H3C/FA36設(shè)備作為主要傳輸設(shè)備在監(jiān)控點(diǎn)采用光纖收發(fā)器，部署尾纖到主節(jié)點(diǎn)機(jī)房。另一方面，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)同時(shí)采用電臺傳輸作為備用傳輸手段。電臺需要現(xiàn)場安裝全向天線，采用-7射頻線。當(dāng)然，中心臺與電臺的安裝距離必須在20M以內(nèi)，否則必須采用RS232-485的光電隔離器，避免感應(yīng)電壓對串口通信的影響。

1.3 數(shù)據(jù)存儲與分析

數(shù)據(jù)從終端采集后將集中到中心主節(jié)點(diǎn)機(jī)房的服務(wù)器，也就是說，服務(wù)器與各個(gè)臺站終端組成星形拓?fù)洹Ｔ跀?shù)據(jù)存儲上，服務(wù)器端部署有相應(yīng)的SQL Server服務(wù)器，SQL Server數(shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)上考慮的主要有定時(shí)作業(yè)（用于數(shù)據(jù)的定時(shí)采集以及解析，甚至包括終端的設(shè)備告警觸發(fā)的解析）、數(shù)據(jù)存儲（包括歷史數(shù)據(jù)存儲、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息以及設(shè)備履歷的自動(dòng)生成，通過數(shù)據(jù)存儲可以為后續(xù)的設(shè)備評估和設(shè)備狀態(tài)分析提供數(shù)據(jù)支持。這對于通導(dǎo)設(shè)備評估和安全狀態(tài)分析較為重要）、系統(tǒng)本身的狀態(tài)記錄以及日志的生成與查詢。

2 方案的實(shí)現(xiàn)

由于導(dǎo)航臺，雷達(dá)站、發(fā)報(bào)臺等的具體設(shè)備不同，采用的監(jiān)控方案也有所差異，本文以汕頭牛嶺導(dǎo)航臺為例，簡單介紹導(dǎo)航臺的監(jiān)控設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。其他臺站的監(jiān)控設(shè)計(jì)思路大同小異。

2.1 導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控

導(dǎo)航設(shè)備數(shù)據(jù)采集可以直接讀取AWA-52D的串口、開關(guān)量信號以及MODEN信號；感應(yīng)器/控制器信號是監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)于機(jī)房環(huán)境（機(jī)房對環(huán)境有一定的要求）的信號。信號采集的形式基本是讀取開關(guān)量信號。信號進(jìn)入經(jīng)過電路板的初級處理再進(jìn)入開關(guān)量模塊（7050D）作數(shù)據(jù)處理；電壓采樣信號采集的形式基本是讀取電壓數(shù)值送回電壓機(jī)箱的電壓檢測器，然后把處理后的模擬量信號送入模擬量模塊（7017）作數(shù)據(jù)處理（進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換）。當(dāng)然，在實(shí)際工作中AWA-VRB52D和LDB102設(shè)備的波特率要改成9600，（把NMP板的S1的6開關(guān)打到ON的位置。）對于DVOR4000和FSD45，X2-1.2（5.6）接設(shè)備遙控器將原遙控器接7000設(shè)備的兩端，X2-3.4（7.8）接設(shè)備遙控口連接到原7000設(shè)備遙控器的接線端，MODEN板用主（下）MODEN，S5-1.2接通，S2-1.2.3.4接通直通要用1DO5，MODEN板用主（上）MODEN，S5-3.4接通，S2-5.6.7.8接通直通要用1DO7。

2.2 溫濕度監(jiān)控

溫濕度的監(jiān)控也是遠(yuǎn)臺監(jiān)控的重要組成部分，是機(jī)房運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控的重要手段。系統(tǒng)對于溫濕度監(jiān)控采用SHT11作為傳感器，通過單片機(jī)下位機(jī)的軟件編程，將采集的數(shù)據(jù)通過UDP的方式傳送到服務(wù)器端進(jìn)行存儲和處理。

下位機(jī)單片機(jī)采用C語言編寫，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

對于溫濕度傳感器及其相關(guān)設(shè)置：

P1M1=0x00；//讓P1.2為高阻輸入模式作為AD使用

ADC_CONTR=1；//設(shè)置通道P1.2

ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x20；//設(shè)置為210時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次

ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x80；//打開ADC電源

delay（10）；

ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x08；//啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換

EA=0；

CT=wdbh_control（）；//啟動(dòng)溫度檢測

EA=1；

對于UDP傳輸及其相關(guān)設(shè)置：

while（）；a = receivepacket（re_data）；//讀取數(shù)據(jù)包信息，返回協(xié)議類型（ip協(xié)議）

if（a == ETHTYPE_IP） //判斷是否是ip協(xié)議包

{a = ip_process（）；

if（a == IP_UDP） //判斷是否是udp協(xié)議包

{ for（a = 0； a < （receive_packet_length - 8）； a++）

{ printf（"%d"，DATA_REBUF[a]）； } break； }

2.3 電源油機(jī)監(jiān)控

如上所述，電源監(jiān)控也是運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控的重要組成部分，此處主要討論對油機(jī)的監(jiān)控。當(dāng)前空管大多數(shù)油機(jī)配備有主備模式，并且處于實(shí)時(shí)在線的狀態(tài)，可以說油機(jī)是保障電源的關(guān)鍵之一。同樣地，數(shù)據(jù)采集端利用單片機(jī)，并且擴(kuò)展存儲器。采集數(shù)據(jù)主要涉及三相電壓、負(fù)載電流、頻率和功率因素等。電壓波形通過電壓比較器整流成為方波，通過邏輯計(jì)算利用單片機(jī)的高速輸入捕抓功能，測量相應(yīng)的周期和相位差，從而計(jì)算相應(yīng)的頻率和功率因素。

2.4 服務(wù)器端設(shè)計(jì)

通過封裝Ado類庫訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器端的開發(fā)采用C#設(shè)計(jì)語言。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)定義相關(guān)的設(shè)備履歷表、設(shè)備狀態(tài)表、設(shè)備分類表、設(shè)備告警表、設(shè)備維護(hù)表、設(shè)備參數(shù)表等多個(gè)表組。當(dāng)然，對于不同的表，必須有相應(yīng)的具體信息和權(quán)限管理，相關(guān)處理由于篇幅所限此處不贅述。作為一種實(shí)時(shí)監(jiān)控手段，除了采集遠(yuǎn)臺設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)外，服務(wù)器監(jiān)控必須定時(shí)訪問設(shè)備的相關(guān)信息，這需要SQL server啟用相應(yīng)的服務(wù)作業(yè)。在windows服務(wù)器上開啟SQL Server Agent服務(wù)，并設(shè)置為自動(dòng)。與此同時(shí)，在SQL server代理中創(chuàng)建新的作業(yè)插入Transact-SQL腳本，通過SQL 語言進(jìn)行作業(yè)部署，創(chuàng)建新的執(zhí)行計(jì)劃完成設(shè)置。

3 結(jié)束語

本文介紹了空管遠(yuǎn)臺監(jiān)控的方案，并在實(shí)施過程中加以論述。通過對汕頭牛嶺導(dǎo)航臺的實(shí)際監(jiān)控部署提出一些建議和措施，為相關(guān)研究拋磚引玉。

參考文獻(xiàn)

[1]虞敏，張為民，Horst Meier.分布式設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2009（5）.

[2]曾培彬.基于多線程的溫濕度集中監(jiān)控設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2013（2）.

作者簡介：洪曉佳（1989，12-），男，漢族，廣東潮安人，本科學(xué)士，助理工程師，民航汕頭空管站，研究方向：空管技術(shù)保障。