一種空管遠臺監控的設計與實現

摘 要：根據空管的工作實際，提出一種模塊化、功能化的遠臺監控方案，并以汕頭牛嶺導航臺為例淺析了當前導航臺遠程監控的導航設備監控、溫濕度監控，油機監控以及服務器端軟件設計，為相關研究提供一種參考。

關鍵詞：空管；遠臺；監控

引言

當前空管運行越來越依賴于遠臺建設，包括遠端雷達站、遠端發報臺以及遠端導航臺等。隨著遠端設備的增多和豐富化，設備的大量運行維護也成為技術保障的一個不小的挑戰。因此，行業內技術人員、專家學者也在對遠臺的運行維護解決方案進行研究和設計。本文基于民航汕頭空管站的運行情況，在實際遠臺運行中提供一種可靠、合理的遠臺監控設計方案。

1 方案設計

1.1 數據采集

在實踐中，我們需要對各個遠臺的設備進行數據采集。為了節省開發費用以及提高后續設備數據采集的便捷性，數據采集采用模塊化設計。有別于傳統的軟件模塊化設計，此處的模塊化設計不僅僅是軟件的模塊化設計也是硬件的模塊化設計。設計包括導航設備模塊設計、雷達設備模塊設計、甚高頻模塊設計、傳輸設備模塊設計、供電安全模塊設計以及溫濕度模塊設計。各個模塊設計獨立、采用一致的數據交互接口，這種設計可以在后續設備安裝部署提供更多的便捷。

1.2 數據傳輸

由于遠臺的設備較為豐富，包括了導航設備機器、甚高頻、傳輸設備、視頻監控等，因此本文建議采用光纖作為主要傳輸手段，在實際工作中提高系統的傳輸速率。H3C/FA36設備作為主要傳輸設備在監控點采用光纖收發器，部署尾纖到主節點機房。另一方面，為了提高系統的穩定性，系統同時采用電臺傳輸作為備用傳輸手段。電臺需要現場安裝全向天線，采用-7射頻線。當然，中心臺與電臺的安裝距離必須在20M以內，否則必須采用RS232-485的光電隔離器，避免感應電壓對串口通信的影響。

1.3 數據存儲與分析

數據從終端采集后將集中到中心主節點機房的服務器，也就是說，服務器與各個臺站終端組成星形拓撲。在數據存儲上，服務器端部署有相應的SQL Server服務器，SQL Server數據庫在設計上考慮的主要有定時作業（用于數據的定時采集以及解析，甚至包括終端的設備告警觸發的解析）、數據存儲（包括歷史數據存儲、設備運行狀態信息以及設備履歷的自動生成，通過數據存儲可以為后續的設備評估和設備狀態分析提供數據支持。這對于通導設備評估和安全狀態分析較為重要）、系統本身的狀態記錄以及日志的生成與查詢。

2 方案的實現

由于導航臺，雷達站、發報臺等的具體設備不同，采用的監控方案也有所差異，本文以汕頭牛嶺導航臺為例，簡單介紹導航臺的監控設計實現。其他臺站的監控設計思路大同小異。

2.1 導航設備的監控

導航設備數據采集可以直接讀取AWA-52D的串口、開關量信號以及MODEN信號；感應器/控制器信號是監控系統中關于機房環境（機房對環境有一定的要求）的信號。信號采集的形式基本是讀取開關量信號。信號進入經過電路板的初級處理再進入開關量模塊（7050D）作數據處理；電壓采樣信號采集的形式基本是讀取電壓數值送回電壓機箱的電壓檢測器，然后把處理后的模擬量信號送入模擬量模塊（7017）作數據處理（進行模數轉換）。當然，在實際工作中AWA-VRB52D和LDB102設備的波特率要改成9600，（把NMP板的S1的6開關打到ON的位置。）對于DVOR4000和FSD45，X2-1.2（5.6）接設備遙控器將原遙控器接7000設備的兩端，X2-3.4（7.8）接設備遙控口連接到原7000設備遙控器的接線端，MODEN板用主（下）MODEN，S5-1.2接通，S2-1.2.3.4接通直通要用1DO5，MODEN板用主（上）MODEN，S5-3.4接通，S2-5.6.7.8接通直通要用1DO7。

2.2 溫濕度監控

溫濕度的監控也是遠臺監控的重要組成部分，是機房運行環境監控的重要手段。系統對于溫濕度監控采用SHT11作為傳感器，通過單片機下位機的軟件編程，將采集的數據通過UDP的方式傳送到服務器端進行存儲和處理。

下位機單片機采用C語言編寫，具體實現代碼如下：

對于溫濕度傳感器及其相關設置：

P1M1=0x00；//讓P1.2為高阻輸入模式作為AD使用

ADC_CONTR=1；//設置通道P1.2

ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x20；//設置為210時鐘周期轉換一次

ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x80；//打開ADC電源

delay（10）；

ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x08；//啟動AD轉換

EA=0；

CT=wdbh_control（）；//啟動溫度檢測

EA=1；

對于UDP傳輸及其相關設置：

while（）；a = receivepacket（re_data）；//讀取數據包信息，返回協議類型（ip協議）

if（a == ETHTYPE_IP） //判斷是否是ip協議包

{a = ip_process（）；

if（a == IP_UDP） //判斷是否是udp協議包

{ for（a = 0； a < （receive_packet_length - 8）； a++）

{ printf（"%d"，DATA_REBUF[a]）； } break； }

2.3 電源油機監控

如上所述，電源監控也是運行環境監控的重要組成部分，此處主要討論對油機的監控。當前空管大多數油機配備有主備模式，并且處于實時在線的狀態，可以說油機是保障電源的關鍵之一。同樣地，數據采集端利用單片機，并且擴展存儲器。采集數據主要涉及三相電壓、負載電流、頻率和功率因素等。電壓波形通過電壓比較器整流成為方波，通過邏輯計算利用單片機的高速輸入捕抓功能，測量相應的周期和相位差，從而計算相應的頻率和功率因素。

2.4 服務器端設計

通過封裝Ado類庫訪問網絡數據庫，服務器端的開發采用C#設計語言。數據庫設計定義相關的設備履歷表、設備狀態表、設備分類表、設備告警表、設備維護表、設備參數表等多個表組。當然，對于不同的表，必須有相應的具體信息和權限管理，相關處理由于篇幅所限此處不贅述。作為一種實時監控手段，除了采集遠臺設備的相關數據外，服務器監控必須定時訪問設備的相關信息，這需要SQL server啟用相應的服務作業。在windows服務器上開啟SQL Server Agent服務，并設置為自動。與此同時，在SQL server代理中創建新的作業插入Transact-SQL腳本，通過SQL 語言進行作業部署，創建新的執行計劃完成設置。

3 結束語

本文介紹了空管遠臺監控的方案，并在實施過程中加以論述。通過對汕頭牛嶺導航臺的實際監控部署提出一些建議和措施，為相關研究拋磚引玉。

參考文獻

[1]虞敏，張為民，Horst Meier.分布式設備遠程監控系統研究[J].計算機工程與應用，2009（5）.

[2]曾培彬.基于多線程的溫濕度集中監控設計[J].計算機系統應用，2013（2）.

作者簡介：洪曉佳（1989，12-），男，漢族，廣東潮安人，本科學士，助理工程師，民航汕頭空管站，研究方向：空管技術保障。