一種輔助型盲降遙控設備語音報警器設計與實現

胡江坤，劉雪峰，付 晶

(重慶機場集團有限公司 航務管理部，重慶 401120)

1 引言

伴隨著國內機場高速發展和多跑道運行模式的使用，NM7000A/B已經成為國內民用機場最重要的儀表著陸導航設備之一。通常一個機場導航部門將多跑道的多套NM7000A/B設備遙控器安裝在同一監控室中，實行集中監控與管理。監控人員一般先通過聆聽設備報警音再判斷設備是否正常工作。而原廠設計的NM7000A/B遙控器報警音聲音普遍過小，容易造成監控人員漏聽報警音和無法最及時判斷出問題的設備，從而引起潛在的運行危險。

隨著電子技術的發展，可以采用單片機語音技術產生出一種輔助型NM7000A/B遙控設備語音報警，在不影響和更改原廠遙控器的前提條件下實現報警音放大和語音播報故障設備，使得監控人員更加及時地掌握設備運行狀態。該報警器已成功在重慶江北機場運行，且各項參數運行正常。

2 NM7000遙控器母板信號擴展口簡介

NM7000B遙控器母板一般使用MB 1753A。MB1753上J5(J6) SLAVE1/2(3/4) 為DUSB 25針擴展口，同時提供航向/下滑遙控設備耦合輸出的NORMAL、WARNING、ALARM和Buzzer信號。具體引腳如圖1所示。設備正常時，耦合輸出的WARNING、ALARM和Buzzer信號均為高電平。當設備報警(包括因運行需要而關機)時，WARNING、ALARM和Buzzer信號輸出為低電平。此時，按下對應設備遙控器SILENCE鍵，WARNING、ALARM仍然為低電平，而Buzzer信號變為高電平。

NM7000A遙控器母板一般使用MB 1347。MB1347上P7 為DUAL 10針擴展口，只提供對應航向或者下滑遙控設備耦合輸出的NORMAL、WARNING、ALARM信號。具體引腳如圖2所示。設備正常時，耦合輸出的WARNING、ALARM信號均為高電平。當設備報警(包括因運行需要而關機)時，WARNING、ALARM信號輸出為低電平。此時，按下對應設備遙控器SILENCE鍵，WARNING、ALARM信號電平保持不變。

3 系統設計

由前述內容可知，NM 7000B設備狀態可以由Buzzer信號提供；而NM7000A設備狀態則由WARNING&ALARM信號提供，系統設計圖如圖3所示 。

圖1 MB1753A J5/J6引腳圖

圖2 MB1347 P7引腳圖

3.1 NM7000A/B故障信號檢測

由于NM7000B設備故障檢測可選擇Buzzer，即當設備由正常變為故障時，Buzzer信號由高電平變為低電平；NM7000A設備故障檢測信號選擇ALARM和WARNING，即當設備故障時，ALARM和WARNING信號至少有一個由高電平變為低電平。檢測電路如圖4所示。

圖3 系統設計圖

3.2 NM7000A/B狀態指示燈及蜂鳴器

狀態指示燈用于顯示故障設備，即當設備故障時，報警系統對應指示燈點亮。電路圖如5所示:

圖4 信號檢測

圖5 指示燈電路

當檢測到對應設備故障時，MCU1 P2口對應引腳輸出低電平，LED點亮;同時P1.6口輸出低電平，驅動蜂鳴器報警(見圖6)。

圖6 蜂鳴器報警電路

3.3 語音報警

語音報警系統如圖7所示：

圖7 語音報警系統圖

語音報警部分使用的單片機為STC15F2K60S2系列單片機，內置有2K字節SRAM，超高速雙串口，高速A/D，高精準時鐘。

Flash芯片使用50MB/S數據傳輸率的Winbond 25Q128FVSIG, 支持雙向SPI以及語音、文本、數據存儲。

語音放大部分采用15W 立體聲模擬輸入D類TPA3110D2音頻放大器。該器件采用高級電磁干擾抑制技術，無需基于電感器的高成本輸出濾波器。可以實現將語音信號無失真放大。

語音報警電路如圖8所示：

圖8 語音報警電路圖

3.4 軟件調試

(1)語音軟件調試。以一套NM7000B為例，對設備被檢測到故障時，語音進行編碼如下：

02R航向故障

使用SinoVoice軟件將文本裝換成WAV格式，如圖9所示。

圖9 文本語音轉換

(2)語音下載。將語音模塊通過RS485與電腦連接，使用電子燒錄上位機對生成的語音進行下載。

圖10 上位機程序下載與調試

該上位機支持對語音播放出發電平設置以及語音播放模式設置，如圖10所示。

(3)設備狀態檢測。以STC89C51 P1.0端口為例。當檢測到P1.0變為低電平時，P0.0、P1.6、P2.0變為低電平，對應指示燈點亮，蜂鳴器報警，語音系統播報故障設備。程序部分代碼如下：

sbit S1 = P1^0;

sbit LED1 = P2^7;

sbit P0.0=P0^0

sbit FAULT = P1^6;

……

If (S1 == 1)

LED1 = 1;

else

{

LED1 = 0;

flag = 1;

P0.0=0

}

……

If (flag)

{

FAULT = 0;

flag = 0;

}

else

{

FAULT = 1;

}

4 系統實物圖

以重慶江北機場雙跑道(20/02)為背景，配有三套NM7000B和一套NM7000A，設計實物如圖11所示。

圖11 報警系統實物圖

5 結語

針對NM7000型盲降設備原裝遙控器報警音過小，并且又是集中安裝與監控，不利于監控室值班人員及時監聽和發現故障設備這一問題，設計出一種基于單片機語音技術的輔助型報警系統。該系統可以在不影響和更改原廠遙控器的前提條件下實現報警音放大和語音播報故障設備，使得監控人員更加及時地掌握設備運行狀態，保證導航質量。

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