CN210776268U - 一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统 - Google Patents

Abstract

一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，包括监控中心、采集终端和传输单元，采集终端与其对应的传输单元间通过光纤进行信息交互，传输单元通过4G网连接互联网，与接入互联网的监控主机进行信息交互；本实用新型功能全面，可以实时监测并显示导航设备的工作状态、调度制、电源电压、工作电流、温度等信息，自动生成数据库文件，并提供统计报表打印功能，实现了导航设备的无人值守和集中管控，大大节省了人力物力；通过DTU传输模块和光纤实现监控中心和采集终端间信息的传输，扩展了传输距离、节约了成本，保证了信号传输的可靠性，有效地提高了系统在机场复杂电磁环境工作下的抗干扰性能。

Description

一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统

技术领域

本实用新型涉及导航设备技术领域，尤其是涉及了一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统。

背景技术

导航设备是机场建设的重要设施，它是飞机飞行的耳目，导航设备一旦出现故障，不仅会影响飞机起降或飞行，甚至会造成严重事故；因此，需要建立机场导航设备监控系统，使工作人员能及时了解到导航设备运行状态，从而有效地提高机场导航的安全性以及设备维护管理的水平和效率。

目前，我国机场导航设备的监控系统主要是以有线或数传电台进行监控信号传递；由于导航台站距离塔台或导航调度室较远，而且地理环境差，所以，采用有线监控方式会存在以下问题：一是铺设电缆造价高，施工难度大、周期长；二是不便于维护，且维修劳动强度大、费用高；三是抗干扰性能差，易受干扰，可靠性不好；采用数传电台的方式，信号传递距离有限。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，通过光纤和4G网络实现了监控信息的远距离传送，使用方便、稳定可靠、功能完善。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，包括监控中心、采集终端和传输单元，采集终端与其对应的传输单元间通过光纤进行信息交互，传输单元通过4G网连接互联网，与接入互联网的监控中心进行信息交互；

所述监控中心包括监控主机、监控中心人机交互设备，监控中心人机交互设备与监控主机相连，监控主机接入互联网；

所述采集终端包括采集终端主处理器、开关量I/O接口模块、状态量I/O接口模块、模拟量I/O接口模块、图像传输模块、采集终端光电转换模块和采集终端人机交互模块；导航设备分别通过所述开关量I/O接口模块、状态量I/O接口模块、模拟量I/O接口模块、图像传输模块与采集终端主处理器相连，采集终端光电转换模块、采集终端人机交互模块分别与采集终端主处理器相连；

所述传输单元包括传输单元光电转换模块、信号保护隔离模块和传输单元DTU传输模块；采集终端光电转换模块通过光纤与传输单元光电转换模块相连，传输单元光电转换模块通过信号保护隔离模块与传输单元DTU传输模块相连，传输单元DTU传输模块通过4G网连接互联网。

进一步的，所述开关量I/O接口模块包括继电器和光耦隔离模块，状态量I/O接口模块包括串行通讯接口和光耦隔离模块，模拟量I/O接口模块包括串行通讯接口和光耦隔离模块、图像传输模块包括串行通讯接口、图像编码模块和光耦隔离模块。

进一步的，所述监控中心人机交互设备包括显示器、操作面板和打印机。

进一步的，所述采集终端人机交互模块包括显示器和操作面板。

进一步的，所述监控中心设置与监控主机相连的数据库服务器。

进一步的，所述采集终端设置与采集终端主处理器相连的采集终端存储模块。

进一步的，所述采集终端存储模块选用非易失性存储器FLASH存储器。

进一步的，所述监控中心和采集终端均设有报警器，监控中心的报警器与监控主机相连，采集终端的报警器与采集终端主处理器相连。

进一步的，所述信号保护隔离模块由气体放电管、TVS管及其外围电路组成。

进一步的，所述采集终端的各模块及传输信号的线缆均采取屏蔽措施。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：使用方便、功能全面，可以实时采集并显示导航设备的工作状态、调度制、电源电压、工作电流、温度等信息，自动生成数据库文件，并提供统计报表打印功能，实现了导航设备的无人值守和集中管控，大大节省了人力物力；通过DTU传输模块和光纤实现监控中心和采集终端间信息的传输，扩展了传输距离、节约了成本，保证了信号传输的可靠性，有效地提高了系统在机场复杂电磁环境工作下的抗干扰性。

附图说明

图1为本实用新型监控系统结构示意图。

图中：1、监控中心；2、采集终端；3、传输单元；1-1、监控主机；1-2、监控中心人机交互设备；1-3、数据库服务器；2-1、采集终端主处理器；2-2、开关量I/O接口模块；2-3、状态量I/O接口模块；2-4、模拟量I/O接口模块；2-5、图像传输模块；2-6、采集终端光电转换模块；2-7、采集终端人机交互模块；2-8、采集终端存储模块；3-1、传输单元光电转换模块；3-2、信号保护隔离模块；3-3、传输单元DTU传输模块。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进，本实用新型并不局限于下面的实施例。

如图1所示，一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统包括监控中心1、采集终端2和传输单元3；远台、近台、归航台、信标台、航向台和下滑等台站均需设置采集终端2以及与其对应的传输单元3；采集终端2与其对应的传输单元3间通过光纤进行信息交互，传输单元3通过4G网连接互联网，与接入互联网的监控中心1进行信息交互；采集终端2实时采集监测导航设备各项工作数据，生成故障告警信号，并通过传输单元3将工作数据信息、故障告警信号发送至监控中心1，监控中心1可以实时显示上报的各导航设备工作数据，并生成相关报表，同时可根据故障告警信号向采集终端2下发相关控制指令。

采集终端2包括采集终端主处理器2-1、开关量I/O接口模块2-2、状态量I/O接口模块2-3、模拟量I/O接口模块2-4、图像传输模块2-5、采集终端光电转换模块2-6和采集终端人机交互模块2-7；导航设备分别通过所述开关量I/O接口模块2-2、状态量I/O接口模块2-3、模拟量I/O接口模块2-4、图像传输模块2-5与采集终端主处理器2-1相连；采集终端光电转换模块2-6、采集终端人机交互模块2-7分别与采集终端主处理器2-1相连。

采集终端主处理器2-1选用CC-2000D CPU模块，用于采集导航设备各项工作参数，并进行相关处理，上报至监控中心1，同时可以接收并执行监控中心1下发的各项控制指令。

导航设备的开关量信号，如设备供电开关，空调开关，插座开关等开关量信号，通过开关量I/O接口模块2-2发送至采集终端主处理器2-1，开关量I/O接口模块2-2包括继电器和光耦隔离模块，继电器是为了以大电流驱动开关量输出信号；导航设备的状态量信号，如导航设备主备机工作情况、预警信号、告警信号等信息，通过状态量I/O接口模块2-3发送至采集终端主处理器2-1，状态量I/O接口模块2-3包括串行通讯接口和光耦隔离模块；导航设备的模拟量信号，如工作电压、工作电流、设备输出功率、调制度、环境温度等参数，通过模拟量I/O接口模块2-4发送至采集终端主处理器2-1，模拟量I/O接口模块2-4包括串行通讯接口和光耦隔离模块；导航设备的图像信号，如导航台室内外监控图像、跑道监控图像等图像信息，通过图像传输模块2-5发送至采集终端主处理器2-1，图像传输模块2-5包括串行通讯接口、图像编码模块和光耦隔离模块，其中图像编码模块用于将传输的图像、视频信号编码成串行信号；各接口模块中的串行通讯接口采用RS485接口；各接口模块中均设置光耦隔离模块，以避免机场高干扰环境对信号传输的冲击。

采集终端人机交互模块2-7包括显示器、操作面板，工作人员可以通过显示器实时观察导航设备的各项工作参数信息，可以通过操作面板设置导航设备各工作参数告警阈值，查询当前一段时间内导航设备工作情况信息，向监控中心1发送查阅导航设备历史工作情况申请，进行导航设备历史工作参数信息查询。

采集终端2设置与采集终端主处理器2-1相连的采集终端存储模块2-8，用于存储相关软件程序和导航设备各工作参数告警阈值，同时可以临时存储采集的导航设备各工作参数；采集终端存储模块2-8选用非易失性存储器FLASH存储器，由于其容量有限，所以其存储的导航设备工作参数信息参数需要及时发送至监控中心1，并及时更新。

采集终端2的各模块及传输信号的线缆均采取屏蔽措施，以提高系统在机场复杂环境下工作时的抗干扰性能。

传输单元3包括传输单元光电转换模块3-1、信号保护隔离模块3-2和传输单元DTU传输模块3-3；采集终端光电转换模块2-6通过光纤与传输单元光电转换模块3-1相连，传输单元光电转换模块3-1通过信号保护隔离模块3-2与传输单元DTU传输模块3-3相连，传输单元DTU传输模块3-3通过4G网连接互联网。

采集终端光电转换模块2-6和传输单元光电转换模块3-1用实现光信号与电信号间的相互转换，选用JetCon 1301工业级光电转换器，具有较好的抗电磁干扰能力；由于机场干扰信号大，采集终端2和传输单元3之间进行信号传输时，将电信号转换成光信号，采用光纤进行传输，提高了信号传输质量，同时光纤又可进行远距离高质量信号传输，因此可以将传输单元3远离机场干扰源设置，进一步加强信号传输的抗干扰性能。

DTU是可以将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备，其组网迅速灵活，建设周期短、成本低网络覆盖范围广、安全保密性能好；传输单元3通过传输单元DTU传输模块3-3接入4G网络，实现与互连网的连接；传输单元DTU传输模块3-3采用TD210-A 4G DTU，这是是一款七模全网通工业级无线数传终端，采用高性能的工业级32位通信处理器，支持三大运营商4G/3G/2G网络，接口灵活支持标准RS232、RS485，可定制TTL电平。

传输单元3设置信号保护隔离模块3-2，由气体放电管、TVS管及其外围电路组成，用于防止雷击和抗浪涌干扰，提高了系统的抗干扰性能。

监控中心1包括监控主机1-1、监控中心人机交互设备1-2，监控中心人机交互设备1-2与监控主机1-1相连。

监控主机1-1可以为工业PC机，用于接收采集终端3上报的各种数据，并进行相关处理，生成报表；同时可以对采集终端进行校时、运行参数、告警阈值等参数的设定。

监控主机1-1接入互联网，与传输单元3进行信息交互，节约成本，提高了信号传输的可靠性，同时进一步扩展了信号传输距离，使监控中心1可以远离机场中的干扰源，提高了系统抗干扰性。

监控中心人机交互设备1-2包括显示器、操作面板、打印机，显示器可以实时显示采集终端3上传的各种导航设备工作参数信息，工作人员可以通过操作面板查询各个导航设备历史数据、相关数据报表等，并进行相关参数的设置和指令的下发；通过打印机可以打印导航设备运行记录、告警信号、报表、曲线图、棒图等各种数据。

监控中心1设置与监控主机1-1相连的数据库服务器1-3，可以进行各导航设备上报数据以及相应报表的存储。

监控中心1和采集终端2均设有报警器，监控中心1的报警器与监控主机1-1相连，采集终端2的报警器与采集终端主处理器2-1相连；采集终端2根据采集的工作参数信息，判断导航设备出现故障并生成告警信号的同时，点亮其报警灯，提示导航设备附近工作人员，该设备出现故障；监控中心1在接收到采集终端2发送的告警信号后，点亮其报警灯，提示监控中心1附近工作人员，有导航设备出现故障，应该及时通知该导航设备负责人员进行维修。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (10)

1.一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：包括监控中心（1）、采集终端（2）和传输单元（3），采集终端（2）与其对应的传输单元（3）间通过光纤进行信息交互，传输单元（3）通过4G网连接互联网，与接入互联网的监控中心（1）进行信息交互；

所述监控中心（1）包括监控主机（1-1）、监控中心人机交互设备（1-2），监控中心人机交互设备（1-2）与监控主机（1-1）相连，监控主机（1-1）接入互联网；

所述采集终端（2）包括采集终端主处理器（2-1）、开关量I/O接口模块（2-2）、状态量I/O接口模块（2-3）、模拟量I/O接口模块（2-4）、图像传输模块（2-5）、采集终端光电转换模块（2-6）和采集终端人机交互模块（2-7）；导航设备分别通过所述开关量I/O接口模块（2-2）、状态量I/O接口模块（2-3）、模拟量I/O接口模块（2-4）、图像传输模块（2-5）与采集终端主处理器（2-1）相连，采集终端光电转换模块（2-6）、采集终端人机交互模块（2-7）分别与采集终端主处理器（2-1）相连；

所述传输单元（3）包括传输单元光电转换模块（3-1）、信号保护隔离模块（3-2）和传输单元DTU传输模块（3-3）；采集终端光电转换模块（2-6）通过光纤与传输单元光电转换模块（3-1）相连，传输单元光电转换模块（3-1）通过信号保护隔离模块（3-2）与传输单元DTU传输模块（3-3）相连，传输单元DTU传输模块（3-3）通过4G网连接互联网。

2.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述开关量I/O接口模块（2-2）包括继电器和光耦隔离模块，状态量I/O接口模块（2-3）包括串行通讯接口和光耦隔离模块，模拟量I/O接口模块（2-4）包括串行通讯接口和光耦隔离模块、图像传输模块（2-5）包括串行通讯接口、图像编码模块和光耦隔离模块。

3.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述监控中心人机交互设备（1-2）包括显示器、操作面板和打印机。

4.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述采集终端人机交互模块（2-7）包括显示器和操作面板。

5.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述监控中心（1）设置与监控主机（1-1）相连的数据库服务器（1-3）。

6.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述采集终端（2）设置与采集终端主处理器（2-1）相连的采集终端存储模块（2-8）。

7.如权利要求6所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述采集终端存储模块（2-8）选用非易失性存储器FLASH存储器。

8.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述监控中心（1）和采集终端（2）均设有报警器，监控中心（1）的报警器与监控主机（1-1）相连，采集终端（2）的报警器与采集终端主处理器（2-1）相连。

9.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述信号保护隔离模块（3-2）由气体放电管、TVS管及其外围电路组成。

10.如权利要求1所述的一种具有高抗干扰性能的机场导航设备集中监控系统，其特征是：所述采集终端（2）的各模块及传输信号的线缆均采取屏蔽措施。

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