摘　要　针对机场的具体情况，论述了导航台站集散式测控系统的工作原理及硬件总体结构，并着重阐明了在软件开发中的几个关键技术问题，如系统参数库的建立、通信方式的选择等。
关键词　测控系统　串行通信　接口

1　前　言

　　当今民用航空机场都有不少的导航台站，这些导航台站起着为飞行提供导航服务的重要作用。导航设备种类及技术含量不断提高，要求机场导航部门具有一种新的现代化的技术保障手段，才能大大提高导航正确率和设备完好率，使导航工作组织管理跃上一个新台阶。
　　目前机场都配备有完善的航路及远近导航设施，这些导航台站设备有专人留守，监护设备动作，本地控制操作，台站之间靠电话联系。这样系统的整体维护和调度不够及时，造成管理困难。机场通导设备都分布在比较大的距离范围，并且其设备越来越先进、复杂，而导航台无法配备许多高技术水平的人员，由于信息不灵，设备故障往往无法及时发现和排除，影响飞行安全。为了改善这种状况，确保导航工作的迅速、准确、可靠，针对机场导航设备运行状态的实时监测要求，特别设计开发了机场通导设备计算机集中监测系统。
2　监测系统的工作原理及硬件总体结构

2．1　工作原理
　　根据每个机场的具体情况，监测系统由一个中心控制室和几个执行台组成。其中中心控制室采用两套热备份控制台。当主机出现故障时，人工控制备用机接替主机工作。执行台为场内盲降台、全向信标台、近台、远台、超远台等组成。根据执行台与中心控制室距离的远近分别采用不同的通信方式。
    各个执行台被测物理量经过接口电路（电压、逻辑状态）转换为电信号（标准直流电压或电流送入遥测终端（RTU）处理并存储，中心调度向RTU发布命令，RTU接收到命令后将所测参数经过调制解调器、信道机适时送往中心调度计算机，这些数据经过处理后在计算机屏幕上显示出各种数据表格、曲线和趋势图等方面的图画，数据定时存入数据库，可随时查询和打印各种报表、曲线，中心调度端可以随时向执行台发出信号，现场有关报警信号可以以自报方式发送给中心台，以便值班人员及时采取措施。
2．2　硬件总体结构
　　根据集散式监测系统的硬件结构及机场导航台站自身的特点，在满足测控系统要求的前提下，其硬件原理框图如图1所示。
3　软件设计中的关键技术

3．1　建立系统运行参数库
　　每个机场都有不少导航台，每个导航台中都会配置数量不等的导航设备，而每台导航设备又会有几个被监测的物理量。在所了解的监测系统中，它们均是将每个导航台设计成数据库中的一个表，将采集回来的数据依次存储在这个表中，也就是建立一个静态的数据表。这样做的特点是编程简单。缺点是一旦更改导航台内的设备，就会导致整个监测程序的修改，这就对程序的维护带来很大的不便。为了改变这种情况，在数据库中特别引入了系统运行参数库表。
　　系统运行参数库表要收集所有导航台站的相关信息，并将这些相关的信息制成一个表，在程序运行时提供有关的信息。这个表的内容如表1所示。　

　　将上面的信息收集完成后，按字段、数据类型做成一个表，这是监测程序的核心。在创建的数据库中，除了系统参数库表之外，给每一个导航设备都建立了一个数据表，用来存储采集到的数据。在程序运行当中，几乎所有的信息均要由系统运行参数库表来提供，比如说导航台每次给中控室传回好几组数据，每组数据要存放在哪个表中，就要读取运行参数库中的相关字段，以找到正确的数据表；又比如在程序使用当中，如果有哪一个RTU通道出现问题，或在哪一个导航台站内要增加新的导航设备，只要对参数库中相应的地方进行修改，就可以完成对整个测控系统的调整，非常方便。

3．2　数据传输中的通信软件设计　

    本测控系统中的工程师站分为两种：机场内的测控工程师站和机场外的测控工程师站。对于机场内的测控工程师站来说，它与中心调度计算机之间的通信和数据传输是通过一块专用的CTS通信网卡，沿着RS485网线与前端的A／D转换设备、传感器等相连的，测得的数据也是经过这条线路回传给中心调度计算机的。而对于机场外的测控工程师站来说，它们与机场的距离从几十公里到几百公里不等，所以它们与中心调度计算机的通信和数据传输就不能通过RS485网线相连，而要通过调制解调器、局内电信网组成通信链路，实现与中心计算机的通信和数据传输。
　　考虑到本测控系统的数据传输量较大、实时性要求较高的特点，在编写通信程序时采用中断通讯方式。
    （1）通信主程序的设计
    通信主程序的设计主要包括对串行口的操作和对MODEM的操作。
    ①对串行口的操作
　　对串行口的操作主要包括设置串行口的通信参数（如波特率、数据位、停止位、奇偶校验位等）、打开串行口、关闭串行口。这三个操作分三个不同的函数来完成。
　　参数设置函数将串行口的通信参数全部设置为：波特率2400 b／s、8个数据位、1个停止位、没有奇偶校验位，其它参数均按系统默认值。
　　串行口打开函数和串行口关闭函数分别用标准语法将串行口打开和关闭。

    ②对MODEM的操作
　　对MODEM的操作主要包括：初始化MODEM、设置MODEM的通信参数、保存MODEM参数设置、挂机等，这些操作分别由相应的函数来完成其功能。
    下面是通信主程序的程序流程图。
　　

    （2）中断服务处理子程序的设计
　　中断服务处理子程序主要完成两个功能：响应接收数据处理的中断和响应发送数据处理的中断。要完成这两个功能，由下面几个函数共同来完成。
    ①中断使能函数
　　中断使能函数的内容包括设置控制端口的数据格式、保留原有中断向量、设置新的中断向量、允许UART中断、允许接收和发送中断等

    ②中断屏蔽函数
　　中断屏蔽函数的内容主要是恢复原有中断向量，使计算机能对其它的行为做出反应。
    ③接收数据处理函数
　　根据串行口发来的数据和事前的通信协议，判断相应的操作，是进行通信握手、发送采集数据还是结束本次通信。
    ④发送数据处理函数
　　根据中心调度计算机发来的命令，将前端采集到的数据发送回中心调度计算机。
4　总　结
　　最后的系统综合调试表明，确定的系统配置方案在综合性能、系统的通用性、成本及易于扩展等方面均具有明显的优势，达到了系统的设计要求，所用技术完全满足工程实际的要求并具有一定的先进性，从而为机场的现代化的管理提供了一个新的途径。

参　考　文　献

1　David M．Kroenke．数据库处理．北京：电子工业出版社，1998
2　邱公伟，赵祥元，巫淑萍．实时控制与智能仪表多微机系统的通信技术．北京：清华大 学出版社，1996
3　邓善熙，吕国强．在线检测技术．北京：机械工业出版社，1996
4　曾志民．调制解调器原理及应用．北京：人民邮电出版社，1995
5　王常方，廖道文编著．集散型控制系统的设计及应用．北京：清华大学出版社，1993

6  金海明等．微机测控技术．北京：煤炭工业出版社，1995
7　赵负图等．数据采集与控制系统．北京科学技术出版社，1995

上一篇 : 暂无             下一篇 : 烤地瓜机 烤地瓜机烤地瓜的原理