OTE DTR100甚高频集中监控设计与实现

内蒙古扎兰屯民航机场有限责任公司 潘立阳 李建瑛

随着近年来机场空管建设不断地快速发展，甚高频远程监控系统技术被广泛应用于空管甚高频系统中。甚高频远程监控系统通过对甚高频电台参数及硬件模块的设备状态正常与否的实时监控为基础，通过人机界面，值班人员可以方便地检查系统状态，并对电台的频率、输出功率、调制度、驻波比等重要参数进行监控。大幅提高了维护维修人员对甚高频系统维护效率，降低了因设备故障因素影响机场安全运行及管制业务。本文提出OTE DTR10甚高频集中监控系统解决在用的厂家配套甚高配监控软件功能无法二次开发并高效的传递告警信息。很多机场甚高频机房位于塔台或者异地台站，每天日常巡视需要耗费大量时间，而且甚高频系统是管制对地空通信的重要手段，保障甚高频不间断的工作，并且第一时间发现预警信息特别重要，本文针对解决以上问题设计制作用于远程甚高频集中监控的系统设计方案。

甚高频在民航空管管制业务通信、导航、监视设备当中，是支撑空管业务运行非常重要的设备。而其中地空通信系统中的甚高频系统也在不断地更新换代，又可以将甚高频系统归纳为3个部分组成：收发信机部分、天馈系统部分和甚高频监控部分。收发信机从单信道的单电台发展为多信道主备电台，电台内部也由模拟分立元件升级到数字合成器件。天馈系统中包括合路器、功分器、定向耦合器及腔体滤波器等无源器件后，从单电台单天线发展为多部电台共用同一天线的天线共用系统，天线耦合方式向着发展为多阵子天线方向发展。甚高频系统的最后的重要组成部分远程监控系统。远程监控系统加入甚高频系统，作为甚高频的维护、辅助监控系统的作用，随着远程监控系统的发展，以及软件无线电功能也越来越丰富，逐渐发展为无人值守的远端甚高频台站成为现实。

1 OTE DTR100甚高频远程监控系统的现状

1.1 实时监控系统状态

甚高频远程监控系统可以实时监控系统中电台状态，通过图形化界面显示。主要包括电台的名称、类型、连接状态、电台状态、频率、甚高频状态、主备状态、发射功率、驻波比、载噪比等信息。

1.2 设备告警功能

甚高频远程监控软件LMT可实时观看电台设备告警状态，支持系统设备告警状态记录查询。为用户提供友好的操作界面。设备和系统出现故障时会及时显示告警信息，具备设备故障实时告警提示功能。当设备出现故障时，会在LMT监控软件上指示状态变为黄色或红色显示故障内容，提醒用户及时处理。

1.3 甚高频远程监控系统硬件构架

甚高频远程监控系统组成由电台数据采集单元、数据转换器、串口交换机、监控终端电脑、LMT监控软件等部分组成。电台通过背板上的RS485端口或网口将甚高频系统内部的一些重要参数如电台的频率、发射功率、调制度、静噪门限等以及各个模块的工作状态实时地发送给数据采集单元，信息数据经过格式上的转换后再通过数据转换器或网络交换机送给远端监控终端电脑。设备维护人员则通过LMT人机界面查看系统状态、修改甚高频设备参数。

2 OTE DTR100甚高频集中监控设计与实现

2.1 机场OTE DTR100甚高频系统简介

目前国内大部分机场空管甚高频型号为意大利OTE DTR100型设备，厂家自带监控软件为LMT，本文通过采集设备数据对设备监控进行重新设计制作，可以达到实时告警，并能在电台设备发生故障的第一时间定位故障点，快速排除系统故障，极大地降低了因系统设备故障给管制运行造成的影响。OTE DTR100设备前面板功能如图1所示。

图1 OTE DTR100设备前面板功能

图2 TEST接口转换RS232接头

图1所示中每台OTE DTR100设备主面板都包含上述接口，通过查看OTE DTR100用户手册，甚高频OTE DTR100设备可以连接后面板DIAG-RS485远程诊断接口与前面板RS232协议的TEST接口进行状态监控，本文通过连接如图1前面板TEST测试接口的方式来进行远程监控。测试接口硬件位置具体如图1标记测试接口所示。

TEST接口为mini DIN 8-pin female接口，通过如图2所示的接头转换为RS232接头，更方便与电脑连接测试，图中左侧为RS232母头，右侧为mini DIN 8-pin母头，接线方式如表1所示。

表1 接线方式

由于甚高频机房距离监控电脑线路连接距离较远达到200m以上，故中间采用RS232与RS485互转协议方式进行远距离传输，其他距离更远的地方机房甚至可以采用光纤复用设备，或者RS232转光纤设备进行更远距离物理通信协议方式传输。

2.2 甚高频集中监控系统实现

OTE DTR100甚高频集中监控系统终端的研究和开发主要有以下几个关键步骤：

（1）对OTE DTR100甚高频系统状态数据进行采集。（2）搭建甚高频监控终端的硬件平台。（3）对采集到的状态数据进行记录分析，分析出状态数据的格式和含义。（4）编写OTE DTR100终端软件，编写多种显示终端，编写多种告警方式。（5）进行系统测试。

通过串口通讯助手，可以获得OTE DTR100自带LMT监控软件发出的命令，某条命令为例如：软件RS232监控如数据下格式：以130M主界面数据通过串口助手接收为例括号内为解析的注释内容02 01 10 19 30 06 1E 00 00 07 00 00 04 00 00 0A 50（频率=108Mhz+8.33Khz×(0A50)）00 FF E5 8E 02 01 0C 19 30 06 1E 00 00 03 00 00 2D 00 01 56 45（00-＞FF CLOCK SOURCE INTERNAL-＞EXTERNAL）02 01 0B 19 30 06 1E 00 00 02 00 00 30 00 02 49（MODE 00-＞FF 25 KHZ DSB AM-＞UNKNOWN）02 01 0B 19 30 06 1E 00 00 02 00 00 38 FF 5B DE（FF-＞00 ANT.OUTPUT CONFIGURATION ANTENNA SWITCH-＞SQUELCH OUTPUT）02 01 0B 19 30 06 1E 00 00 02 00 00 68 00 14 CE 02 01 0B 19 30 06 1E 00 00 02 00 00 7E 01 E0 77（01-＞其他不变01-＞04 V3 ALARM=CLOSED CONTACT-＞V4 ALARM=OPEN CONTACT）02 01 0E 19 30 06 1E 00 00 05 00 00 07。

通过OTE DTR100自身LMT主界面接收数据可以看出，监控数据组成方式为包头+数据项+列表项+关键字(十六进制转二进制或者十进制解析)+校验位数据校验位，每个数据包为一帧数据，去掉包头与每帧结尾4位16进制数据，其他的数据进行校验，就可以得到完整的一帧数据，再由每一帧数据组合成一个界面的完整数据包。

确认数据位对应状态过程是通过转发程序，让OTE DTR100自身LMT程序和串口正常通信，在LMT程序上可以看到正常的状态和参数。之后再逐个字节地改变发LMT程序的状态数据包的内容，观察对LMT程序上显示的OTE DTR100甚高频状态会有什么变化，并将这种变化记录下来。这样就掌握了OTE DTR100甚高频系统的某个状态是由甚高频系统状态数据包得到相对应字节表达含义。

根据以上分析得出OTE DTR100甚高频系统状态数据分析方案：（1）在监控电脑上安装OTE DTR100的LMT程序，让LMT程序使用采集电脑的串行口，再通过RS-232串口分配器其它接口把采集电脑的串连接OTE DTR100甚高频系统的TEST输出口。（2）把监控电脑的串口用RS-232串口分配器连接。（3）把监电脑上通过串口调试助手，使用串口收到TEST数据包，在其他串口输出。（4）让串口调试助手在收到LMT发来的状态包时，实时修改逐个数据位，重新校验，再把修改后的状态及参数包发给LMT程序，观察LMT程序监控变化，从而得到该字节的信息含义。（5）通过以上方法找出OTE DTR100甚高频系统的状态及参数数据位于数据包的哪些字节。从而解码出OTE DTR100甚高频系统的状态及参数。

有了OTE DTR100甚高频系统的实时状态及参数，就可以根据监控信息产生电话、声音、文字等多种报警。电话告警本文使用继电器直接连接电话方式，当设备产生告警时，采集终端软件通过TTS把告警信息转成语音，调用微软自带语音TTS API，打电话到预设的接收人。当接收人接通电话时，通过声音播报告警信息。

结语：作为空管设备维护人员，通过集中监控的方式，高效的解决监控维护设备来降低因设备台站距离远、效率低等问题，避免因设备故障而导致空管运行问题的发生。通过OTE DTR100甚高频系统集中监控系统设计制作对甚高频远程集中监控的新方法，空管设备维护人员可以对甚高频系统尤其是硬件部分故障进行快速排查，以提高监测维护的运行效率。实时发现由于甚高频设备状态故障而产生的问题，降低设备的运行维护成本，减少人为原因造成的设备差错，提供更加安全可靠的空管设备维护运行保障服务。