CN206179201U - 一种民航特定数据的无线数传、显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种民航特定数据的无线数传、显示系统，包括测试设备、显示主机，用于接收特定数据并将特定数据转换为无线信号发送的无线发射单元，用于接收所述无线信号并将所述无线信号解析为显示主机可直接显示的特定数据的无线接收单元；所述无线发射单元包括通过串口线缆与测试设备连接的无线发射模块、与无线发射模块连接的发射天线以及为无线发射模块供电的供电模块；所述无线接收单元包括通过USB线缆与显示主机连接的无线接收模块、与无线接收模块连接的接收天线以及为无线接收模块供电的供电模块。本技术方案气象观测数据一律通过无线方式进行传输备份，数据传输稳定、效率高、误码率低、抗干扰能力强，且无线传输距离可达3—5公里。

Description

一种民航特定数据的无线数传、显示系统

技术领域

本实用新型属于无线数据传输技术领域，具体涉及一种民航特定数据的无线数传、显示系统。

背景技术

实时的气象观测数据是管制部门指挥飞机起降必需的数据之一，在塔台管制中起到至关重要的作用，数据传输中断后，会严重影响管制部门运行秩序，威胁飞行安全。目前实时的气象观测数据的提供一般采用“一主、二备、三应急”的设计，以保证数据连续，降低中断的风险。以民航青岛空管站为例，主用系统为气象自动观测系统，备用系统为气象自动站系统，应急为人工观测加电话通报。通常数据传输备份通过专用的、统一的传输管线，空间上没有足够的距离，因塔台设计时一般未考虑数据传输备份在空间上的风险，在遇到工程施工时，存在被同时切断的风险，备用系统将失去“备份”的作用。

近年来，全国机场出现多起空管系统传输线路被挖断情况，多数是因为非空管部门施工导致数据传输线路中断。例如，1月6日三亚机场发生的地面通信传输中断，即为市政施工导致通信线缆被挖断，严重影响了飞行安全。

目前市面上的大部分无线数传产品的频段是使用的微波频段，该类产品价格一般为几十万元，造价昂贵。由于机场内部无线微波频段的设备较多，使用微波频段的无线数传产品容易造成各设备信号的串扰。除上述之外，民航内部特有的多种端口及使用环境需求，市面上很少有产品能够满足民航的多需求要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种民航特定数据的无线数传、显示系统，克服现有航空管制部门使用专用线缆传输气象观测等数据，线缆易断裂造成数据传输中断，影响管制工作，威胁飞行安全，以及使用市售微波频段无线数传产品成本高，市售产品难以满足民航环境多种需求等问题。

本实用新型提供的民航特定数据的无线数传、显示系统，包括用于采集并发送航空管制所需特定数据的测试设备以及远程显示所述特定数据的显示主机。在现有技术的基础上，本实用新型还作出如下改进：所述系统还包括用于接收所述特定数据并将特定数据转换为无线信号发送的无线发射单元，用于接收所述无线信号并将所述无线信号解析为显示主机可直接显示的特定数据的无线接收单元；所述无线发射单元包括通过串口线缆与测试设备连接的无线发射模块、与无线发射模块连接的发射天线以及为无线发射模块供电的供电模块；所述无线接收单元包括通过USB线缆与显示主机连接的无线接收模块、与无线接收模块连接的接收天线以及为无线接收模块供电的供电模块，所述无线发射模块的MCU和无线接收模块的MCU均采用C8051F340单片机；所述无线发射模块和无线接收模块的RFIC均采用SI4432无线数传芯片。

本实用新型的有益效果：解决现有航空管制部门通过专用线缆传输气象观测数据，线缆一旦遭到破坏，数据无法传输备份的问题，本技术方案气象观测数据一律通过无线方式进行传输备份，数据传输稳定、效率高、误码率低、抗干扰能力强，且无线传输距离可达3—5公里。系统结构采用模块化设计，结构更加小巧，移植和安装方便，发送数据长度、数据波特率、空中传输速率均可在线编程。无线收发模块采用嵌入式低功耗单片机C8051F340以及高性能扩频射频芯片SI4432，系统功耗低，发射功率低。整个系统具有高度集成低功耗半双工小功率的特点。

附图说明

图1是本实用新型系统结构示意图，

图2是无线收发模块结构示意图，

图3是实施例中无线发射单元电路原理图，

图4是实施例中无线接收单元电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。

实施例

参照图1，本实施例所述民航特定数据的无线数传、显示系统主要用于气象观测数据传输备份，包括用于采集并发送航空管制所需气象观测数据的测试设备以及远程显示所述气象观测数据的显示主机，还包括用于接收所述气象观测数据并将气象观测数据转换为无线信号发送的无线发射单元，用于接收所述无线信号并将所述无线信号解析为显示主机可直接显示的气象观测数据的无线接收单元；所述无线发射单元包括通过串口线缆与测试设备连接的无线发射模块、与无线发射模块连接的发射天线以及为无线发射模块供电的供电模块；所述无线接收单元包括通过USB线缆与显示主机连接的无线接收模块、与无线接收模块连接的接收天线以及为无线接收模块供电的供电模块，所述无线发射模块的MCU和无线接收模块的MCU均采用C8051F340单片机，所述无线发射模块和无线接收模块的RFIC均采用SI4432无线数传芯片。参照图3和图4的电路原理图，芯片U5即为嵌入式低功耗单片机C8051F340，芯片U4即为高性能扩频射频芯片SI4432，采用高效的循环交织纠错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高，并提供了多个频道的选择，可在线修改串口速率、收发频率、收发功率、射频速率等各种参数。C8051F340其作为无线发射模块和无线接收模块的MCU，通过增强型的内置SPI对SI4432的内部寄存器进行读写操作，灵活配置各类参数，通过SPI接口完成对SI4432的初始化配置、读写操作、访问FIFO等操作。SI4432其作为无线发射模块和无线接收模块的RFIC，可工作在315/433/868/915MHz等频段，在工作频段内，不加功率放大器时的最大输出功率可达20dBm，其内部集成有调制/解调、编码/解码等功能，从而前导码、同步字、包长及CRC校验都是系统硬件自动加入，只需设定数据包的组成结构和部分结构的具体内容即可。为了达到更好的通信效果，SI4432的接收低噪声放大器匹配电路和发射功率放大器匹配电路的阻容参数严格按照数据手册提供的参数进行选型，前端的分集式电路采用uPG2214TB，通过这款交叉开关实现分集式天线发送和接收通道的自动切换。无线发射状态时，SI4432监听到串口有数据输入时，置低AUX引脚并自动切换为无线发射状态，将接收到的串口数据编码打包，通过空中射频通道发送出来，发送结束后置高AUC引脚并重新转入持续监听状态，时刻准备接收来自串口的数据。无线接收状态时，SI4432监听到串口有数据输入时，置低AUX引脚并自动切换为无线接收状态，将接收到的串口数据解码，通过串口转USB通道将数据发送到显示主机，发送结束后置高AUC引脚并重新转入持续监听状态，时刻准备接收来自串口的数据。

进一步的，参照图2，所述无线发射模块和无线接收模块均包括接口芯片、MCU、RFIC、时钟、滤波电路，接口芯片与MCU输入端连接，MCU输出端连接RFIC，RFIC输入端连接时钟、输出端连接滤波电路。参照图3，无线发射单元的串口芯片U3选择MAX232，外围电路十分简单，只需4只电容即可。参照图4，无线接收单元的接收转换芯片U2选择CH340，全速USB设备接口，兼容USBV2.0，外围器件只需要晶体和电容，支持5V和3.3V电压，内置了独立的收发缓冲区，支持单工、半双工或者全双工异步串行通讯。串口接收信号的允许波特率误差不小于2％。

工作原理：测试设备将含有航空管制所需气象观测信息的有用数据通过串口线缆传送给无线发射模块，无线发射模块对数据进行编码打包，通过发射天线将数据转为无线信号发射到空中，接收天线接收到发射到空中的无线信号传输给无线接收模块，无线接收模块对数据进行解码分析，将有用数据通过USB线缆传送给显示主机，显示主机通过显示软件将接收到的气象观测数据进行实时显示。

Claims (1)

1.一种民航特定数据的无线数传、显示系统，包括用于采集并发送航空管制所需特定数据的测试设备以及远程显示所述特定数据的显示主机，其特征在于：还包括用于接收所述特定数据并将特定数据转换为无线信号发送的无线发射单元，用于接收所述无线信号并将所述无线信号解析为显示主机可直接显示的特定数据的无线接收单元；所述无线发射单元包括通过串口线缆与测试设备连接的无线发射模块、与无线发射模块连接的发射天线以及为无线发射模块供电的供电模块；所述无线接收单元包括通过USB线缆与显示主机连接的无线接收模块、与无线接收模块连接的接收天线以及为无线接收模块供电的供电模块，所述无线发射模块的MCU和无线接收模块的MCU均采用C8051F340单片机；所述无线发射模块和无线接收模块的RFIC均采用SI4432无线数传芯片。