机场导航台设备监控系统的改造

陈增杰 余世明 雷 霞

（浙江工业大学信息工程学院，浙江 杭州 310014）

引言

当前民航机场都配备了远近导航台，但机场的相关人员只能通过与导航台值班人员的电话联系来获取设备的运行状况，这样使各导航台站的设备故障往往无法及时了解，使整个系统的维护和调度工作不能有效的运转[1]。

针对上述情况，结合导航台的实际情况，本文给出了实现边远导航台的监控系统的二种方法，该系统可以通过专线网络或GSM网络对边远导航台设备进行控制和监视，并在设备状态发生变化时能自动发送手机短信息到技术人员手机上。

1 监控系统的组成及原理

导航台设备监控系统构成如图1。

导航台设备监控系统由PC作为上位机和单片机作为下位机组成。监控中心的PC机先通过网络向串口服务器发送命令，与单片机建立握手连接；或者先通过GSM Modem向GSM网络上的目标GSM Modem发送信息，再由其与单片机建立握手连接。当连接成功后，两者就可以通过以太网络上的虚拟串口或者GSM网络上的SMS服务互传数据。

2 监控系统的硬件

2.1 监控计算机

现在的计算机性能无论在处理速度还是稳定度上都达到了较好的水平，所以它用一般的PC机就可以代替。

2.2 通信器件

通信器件分为二种，分别为用于以太网上的串口服务器和用于GSM网络的调制解调器。专线网络上的串口服务器选用由深圳埃网通技术开发有限公司生产的设备串口联网服务器M2_1001S[2]，它支持RS-232通讯接口，能够满足所有工业串口设备的应用及传输方式，使用高性能网络处理器，完全胜任本系统。

GSM MODEM采用华为GTM900无线模块。华为 GTM900无线模块是一款三频段GSM/GPRS无线模块。它支持标准的 AT命令及增强AT命令，提供丰富的语音和数据业务等功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。

2.3 下位机

根据系统功能需要，下位机有以下几个部分组成：CPU电路、LED指示电路、按键开关电路、信号采集电路、设备控制电路、电源供给及串口接口电路。

下位机的CPU采用STC89C52单片机[3]来完成。STC89C52单片机芯片的主要特点[4]：STC89C52系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令码完全兼容传统8051单片机，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。

信号采集电路用光电耦合器P521进行电源隔离，采集到的信号通过单片机来进行处理。控制设备的电路正好与采集电路相反，但同样通过光电耦合器进行电源隔离和信号放大。单片机串行口的电平需要经过转换才能与RS232接口进行通信，电平转换采用MAX232芯片来实现。

3 软件实现

3.1 下位机的程序

单片机的程序流程图如图2所示：

下位机的单片机程序分二部分，主程序执行设备状态信号的采集；串口中断程序监视串口的接收数据，根据通信的协议判断接收的数据为控制设备的数据还是要求传送当前设备状态的请求信号。对于控制设备的接收数据则经过转换处理后直接发送至控制端口；对于请求获取当前设备状态的信号则传送当前设备状态。

对于通过串口服务器的通信方式，只要直接传送和接收数据即可；对于通过GSM MODEM的通信方式则需要用AT指令[5]进行读取和发送短信息。在发送状态时经过编码把数据加入到短信息内容中发送出去；在接收到新短信息时，先读取短信息内容，再把短信息内容经过译码确认，最后获得所需要的真正数据。主要用到的AT指令如下。

AT+CMGF：短信息格式，本程序选择PDU方式

AT+CMGR：读短信，信息从设定的存储器读取

AT+CMGS：发送短信息

AT+CMGD：删除短信息

3.2 上位机监控软件

监控软件运行在WINXP操作系统平台上，采用VC++.NET[6]编程语言设计。软件启动时首先进行导航台的选择，然后发送信息与该导航台的下位机进行连接，并显示监控系统主界面。监控系统主界面分三个窗口视图，分别为当前设备状态面板视图、设备历史记录视图和设备控制面板。当监控中心收到设备告警信息时，在显示发生变化同时发出声音告警，并且通过监控中心的GSM MODEM发送短信息到技术人员手机。在当前设备状态面板视图中设置按钮图标来允许或禁止告警声音的产生。

4 结论

本系统实现了对边远导航台站的导航设备状态的实时监控。尤其在无专线网络的导航台使用GSM调制解调器的短信息功能,使系统具有了远距离监控的能力。设备告警时自动发送设备告警短信息给技术员的功能，大大提高了工作效率，减少了人工通知的工作量。

[1]金喜平,边英杰.机场导航设备集中监控系统[J].遥测遥控，1999，20(5)：42.

[2]深圳埃网通技术有限公司.MARS1001串口服务器产品说明书 [EB/OL].http://www.aineton.com/m1000.htm，2006.7.

[3]黄智伟.单片无线收发集成电路原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2005：56-88.

[4]曹巧媛.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2002：59-89.

[5]余臻.基于AT指令集的远程通信的实现[J].厦门大学学报，2004，(2)：168.

[6]彭忠良.Visual C++.NET程序设计[M],1-1.北京：机械工业出版社，2003.