基于單片機控制的智能航空機務維修工具箱設計

尹朝輝

摘 要：以STC89C52單片機為控制核心，設計了一種既能對工具放置不到位進行檢測，同時還能對丟失工具進行報警的智能航空機務維修工具箱，對于減輕維修人員的工作壓力，提高工作效率有著較高的實用價值。

關鍵詞：單片機；智能航空機務維修工具箱；無線收發模塊；聲光報警

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）05-0066-02

Design of Intelligent Aviation Maintenance Toolkit Based on SCM Control

YIN Zhaohui

（Zhengzhou Xinzheng International Airport Limited Company，Zhengzhou Henan 451150）

Abstract： The STC89C52 single chip microcomputer as the control core， we designed a kind of can not only to test the tool place not in the position， but also alarming for lost tools intelligent aviation maintenance toolkit. To reduce the working pressure of maintenance ， improve the work efficiency has a high practical value.

Keywords： single chip microcomputer；intelligent aviation maintenance toolkit；wireless transceiver module；sound and light alarm

隨著我國科技的進步和經濟的發展，諸多航空公司紛紛引進采用新技術的飛機，使飛機的可靠性和安全性有了較大提高。但在航空事業大發展背景下，航空安全依然是最為重要的問題。目前，我國航空維修還主要依賴人力，在維修過程中，維修人員容易受一些因素的影響導致出現差錯。在航線維修中，尤其是在凌晨1點到3點鐘這段時間內，人的大腦和精力處于最低點，這種狀態下最容易發生“錯、忘、漏”等人為差錯。此外，機務維修工具的管理也是誘發這些差錯的關鍵因素。孔子曰：“工欲善其事必先利其器。”由此可見，設計一種智能化的維修工具箱尤為重要。

1 系統功能描述

為了防止因工具遺失而造成不良后果，本文設計了一種具有可靠雙保險報警提醒功能的工具箱。第一種報警提醒功能是：當完成維修工作后，工具沒有全部按規定位置放入工具箱而直接關閉箱蓋時，會自動發出聲光報警，提醒維修人員工具回收不齊全；第二種報警提醒功能是：當工具遺失（即工具和工具箱之間的距離超出控制范圍）時，也會自動發出聲光報警[1]。為實現上述功能，本系統包括母系統和子系統兩部分，各部分結構原理如圖1所示。

母系統安裝在工具箱內，子系統跟隨工具移動。在工具箱蓋處于關閉狀態時，系統電源開關自動打開，系統進入工作狀態，這時母系統進行兩方面的工作：①通過工具檢測模塊，檢測工具是否放置到位，若未放置到位則啟動聲光報警；②通過無線發送模塊A，每隔20s向外發送一次信號，子系統的無線接收模塊A在收到母系統無線發送模塊A的信號后，通過無線發送模塊B向母系統反饋“應答”信號，當母系統收到“應答”信號后，即可確認工具（即子系統）在可控制范圍內。若母系統連續3次未收到子系統的“應答”信號，則判斷工具遺失，啟動聲光報警[2]。

2 系統硬件設計

該設計的硬件部分包括控制模塊、工具檢測模塊、無線收發模塊和報警模塊4部分。

2.1 控制模塊設計

該設計中的控制模塊采用性能穩定的單片機作為控制核心。單片機的種類較多，其中STC89C52是一種帶8K字節閃爍可編程、可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能單片機，其具有單片機的各種操作指令和強大的控制功能，能滿足本設計需求。此外，STC89C52單片機價格十分便宜，因此選擇STC89C52型單片機為控制核心。

2.2 工具檢測模塊

在每個工具卡槽底部安裝一個常閉式鍵開關，所有鍵開關的一端連接到一起共同接地，另一端分別通過上拉電阻接單片機的端口。當工具放入卡槽內，則鍵開關斷開，單片機的該引腳輸入為高電平，否則輸入為低電平。

2.3 無線收發模塊

無線收發模塊采用低功耗、低價位的通用編碼解碼芯片PT2262/PT2272。PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11）三態地址端管腳（懸空，接高電平，接低電平），任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位（D0-D5）數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時，相應的數據引腳輸出高電平。由于本系統中發射和接收只用于傳送“應、答”信號，故無線發送模塊A、B分別只用一個數據輸入引腳和單片機連接[3]。

2.4 報警模塊

當母系統檢測到工具沒有放置到位或工具遺失時，則需要發出警示信號，報警電路如圖2所示。當需要報警時，周期性的脈沖信號從單片機P2.0引腳輸出，PNP型的三極管Q1斷續導通截止，蜂鳴器報警；同時，由VCC、R2、D1和P2.0構成的發光回路斷續導通，使發光二極管D1閃爍，發出視覺上的警示[4]。

3 軟件系統設計

由于本系統的硬件組成包括子系統和母系統兩部分，所以軟件系統也應該包括兩部分。為了優化系統程序結構，采用模塊化程序結構，母系統的軟件包括4個模塊，分別是主程序、報警子程序、定時器和外部中斷INT0的中斷服務程序。主程序的主要功能是實現系統初始化、檢測工具放置到位開關狀態等；定時器中斷服務程序的功能是利用硬件定時和軟件計數相結合的方式定時20s，每當定時時間到，則通過單片機的引腳控制無線發送模塊A發送“問”的信號；外部中斷INT0的中斷服務程序的功能是接收子系統發送來的“答”信號，若系統發出一“問”，能收到一“答”，表明工具在可控范圍內，否則，當連續三次未收到“答”信號時，調用報警子程序（需要注意的是：報警程序需要硬件才能復位）[5]。

4 結語

本系統以STC89C52單片機為控制核心，以常閉式鍵開關作為工具檢測器件，以通用編碼解碼芯片PT2262/PT2272作為無線電收發模塊，解決了多種情況下引起的工具丟失問題。同時，采用聲光報警進行提醒，有效提高了機務維修人員清點工具的效率，對保護航空安全起到了一定作用。經測試，本系統穩定可靠，成本低廉，安裝方便，有較高的實用價值。

參考文獻：

[1]王嘯東，尤鳳翔.基于單片機的智能防丟器系統設計[J].河南科技，2011（21）：61.

[2]劉勝男，蘇樹兵.一種電子防丟器的設計[J].寧波工程學院學報，2016（2）：22-25.

[3]丁慶哲.基于單片機的智能火災報警系統的設計[J].黑龍江科技信息，2016（9）：91.

[4]李從宏.一種針對PT2262編碼芯片的編碼軟件設計[J].南京工業職業技術學院學報，2013（2）：50-52.

[5]趙亞麗.基于單片機和PT2262/2272的電源控制系統[J].裝備制造技術，2016（9）：210-212.