機場導航站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的前端采集裝置設計

機場導航站是飛機導航裝置的安置點,至關重要,一旦出現(xiàn)故障不僅會影響飛機的正常導航甚至會造成更嚴重的后果。導航設備出現(xiàn)故障的很大一部分原因是電力系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)有利于管理人員及時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。但是目前一些機場的導航站監(jiān)控系統(tǒng)依然存在著各種各樣的不足和缺陷。例如，視頻監(jiān)控與環(huán)境數(shù)據(jù)采集相互獨立，造成了監(jiān)控通信鏈路的重復鋪設,降低了資源的利用率；監(jiān)控類型少，一些只監(jiān)控電力數(shù)據(jù)和溫濕度數(shù)據(jù)，而沒有漏水、煙霧、紅外等的監(jiān)測，這樣不利于對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行綜合的分析而給出可靠的監(jiān)控信息；一些小型機場的導航站安裝的是壁掛空調而不是精密空調，壁掛空調沒有RS485通信接口,導致不能通過監(jiān)控系統(tǒng)進行控制，只能進行人工手動調節(jié)；系統(tǒng)設備的兼容性和擴展性差，只能進行固定廠家設備的更新，對于新類型的監(jiān)控設備或者不同廠家的監(jiān)控設備不能順利接入，不利于系統(tǒng)的升級擴展，雖然有些組態(tài)軟件可以順利接入，但價格高昂，施工成本過高。鑒于以上缺點和不足，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(jiān)控系統(tǒng)。
1 采集裝置硬件總體設計思想
本系統(tǒng)將監(jiān)控數(shù)據(jù)主要分為音視頻數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)兩大部分，音視頻數(shù)據(jù)通過攝像頭和麥克風進行采集并由視頻主板壓縮為MPEG4視頻格式，環(huán)境數(shù)據(jù)通過環(huán)境數(shù)據(jù)采集卡進行采集，視頻主板采用透明傳輸方式將環(huán)境數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)接口，可直接接入環(huán)境數(shù)據(jù)采集卡進行工作，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，可隨時接入到視頻壓縮主板上，所以在需要對環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集的地方，應在視頻壓縮主板上接入環(huán)境采集卡，否則無需接入。
對于硬件接口和通信協(xié)議實現(xiàn)與機場導航站原有監(jiān)控系統(tǒng)的接口和通信協(xié)議相兼容，保護用戶原有的投資。對于數(shù)據(jù)的傳輸采用音視頻數(shù)據(jù)與環(huán)境采集數(shù)據(jù)統(tǒng)一打包的方式，由微波定向傳輸?shù)綄Ш奖O(jiān)控中心，由上層集中監(jiān)控軟件統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)處理，這樣可以節(jié)省通信鏈路資源；在上層的集中監(jiān)控軟件中輔以配套的數(shù)據(jù)通信、自動報警接收、視頻實時播放、報警數(shù)據(jù)維護等軟件，就能實現(xiàn)報警的迅速性、準確性、定位精確性及查詢統(tǒng)計分析等功能，為機場導航安全提供科學的決策依據(jù)，增強機場人員快速反應能力和指揮能力。
前端采集裝置的系統(tǒng)結構設計如圖1所示，主要分視頻壓縮主板和環(huán)境數(shù)據(jù)采集接口板。視頻壓縮主板主要負責將來自CCD攝像頭的視頻信號和麥克風的聲音壓縮為MPEG4的音視頻流，同時按一定時間間隔從數(shù)據(jù)采集接口板獲取各種環(huán)境數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集接口板上主要掛接著基于RS485和I/O通信的各類環(huán)境數(shù)據(jù)檢測設備，對于處理好的音視頻數(shù)據(jù)和環(huán)境檢測數(shù)據(jù)將統(tǒng)一打包為以太網數(shù)據(jù)包通過網絡接口傳輸出去，網絡接口提供RJ45接頭，可由微波傳輸方式傳送到導航監(jiān)測中心。監(jiān)測中心的集中管理軟件負責接收處理音視頻數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)可實時解碼顯示，環(huán)境數(shù)據(jù)可以與設定的參數(shù)比對，判斷是否正常，是否需要報警等操作。