機場(chǎng)導航站綜合監控系統的前端采集裝置設計

機場(chǎng)導航站是飛機導航裝置的安置點(diǎn),至關(guān)重要,一旦出現故障不僅會(huì )影響飛機的正常導航甚至會(huì )造成更嚴重的后果。導航設備出現故障的很大一部分原因是電力系統故障或者導航站室內環(huán)境發(fā)生了破壞性變化。因此建立一套集中的監控系統有利于管理人員及時(shí)了解導航設備的運行狀態(tài)及環(huán)境情況，更好地提高飛機導航的安全性和設備維護管理的高效性。但是目前一些機場(chǎng)的導航站監控系統依然存在著(zhù)各種各樣的不足和缺陷。例如，視頻監控與環(huán)境數據采集相互獨立，造成了監控通信鏈路的重復鋪設,降低了資源的利用率；監控類(lèi)型少，一些只監控電力數據和溫濕度數據，而沒(méi)有漏水、煙霧、紅外等的監測，這樣不利于對監控數據進(jìn)行綜合的分析而給出可靠的監控信息；一些小型機場(chǎng)的導航站安裝的是壁掛空調而不是精密空調，壁掛空調沒(méi)有RS485通信接口,導致不能通過(guò)監控系統進(jìn)行控制，只能進(jìn)行人工手動(dòng)調節；系統設備的兼容性和擴展性差，只能進(jìn)行固定廠(chǎng)家設備的更新，對于新類(lèi)型的監控設備或者不同廠(chǎng)家的監控設備不能順利接入，不利于系統的升級擴展，雖然有些組態(tài)軟件可以順利接入，但價(jià)格高昂，施工成本過(guò)高。鑒于以上缺點(diǎn)和不足，本文設計了一套具有良好可擴展性、兼容性、高效性、可靠性和資源利用率高的綜合集中監控系統。
1 采集裝置硬件總體設計思想
本系統將監控數據主要分為音視頻數據和環(huán)境數據兩大部分，音視頻數據通過(guò)攝像頭和麥克風(fēng)進(jìn)行采集并由視頻主板壓縮為MPEG4視頻格式，環(huán)境數據通過(guò)環(huán)境數據采集卡進(jìn)行采集，視頻主板采用透明傳輸方式將環(huán)境數據采集卡的數據直接轉發(fā)到上層軟件指定的TCP端口；底層環(huán)境采集設備一般都選用RS485數據接口，可直接接入環(huán)境數據采集卡進(jìn)行工作，這樣大大提高了硬件設備的兼容性和可擴展性。并且環(huán)境采集卡采用即接即用的方式，可隨時(shí)接入到視頻壓縮主板上，所以在需要對環(huán)境數據進(jìn)行采集的地方，應在視頻壓縮主板上接入環(huán)境采集卡，否則無(wú)需接入。
對于硬件接口和通信協(xié)議實(shí)現與機場(chǎng)導航站原有監控系統的接口和通信協(xié)議相兼容，保護用戶(hù)原有的投資。對于數據的傳輸采用音視頻數據與環(huán)境采集數據統一打包的方式，由微波定向傳輸到導航監控中心，由上層集中監控軟件統一進(jìn)行數據處理，這樣可以節省通信鏈路資源；在上層的集中監控軟件中輔以配套的數據通信、自動(dòng)報警接收、視頻實(shí)時(shí)播放、報警數據維護等軟件，就能實(shí)現報警的迅速性、準確性、定位精確性及查詢(xún)統計分析等功能，為機場(chǎng)導航安全提供科學(xué)的決策依據，增強機場(chǎng)人員快速反應能力和指揮能力。
前端采集裝置的系統結構設計如圖1所示，主要分視頻壓縮主板和環(huán)境數據采集接口板。視頻壓縮主板主要負責將來(lái)自CCD攝像頭的視頻信號和麥克風(fēng)的聲音壓縮為MPEG4的音視頻流，同時(shí)按一定時(shí)間間隔從數據采集接口板獲取各種環(huán)境數據。數據采集接口板上主要掛接著(zhù)基于RS485和I/O通信的各類(lèi)環(huán)境數據檢測設備，對于處理好的音視頻數據和環(huán)境檢測數據將統一打包為以太網(wǎng)數據包通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口傳輸出去，網(wǎng)絡(luò )接口提供RJ45接頭，可由微波傳輸方式傳送到導航監測中心。監測中心的集中管理軟件負責接收處理音視頻數據和環(huán)境數據，視頻數據可實(shí)時(shí)解碼顯示，環(huán)境數據可以與設定的參數比對，判斷是否正常，是否需要報警等操作。