基于ARM的飞机导航测距仪LDB—102监控系统探究

摘要：文章以基于ARM的飞机导航测距仪LDB-102监控系统为研究对象，首先对飞机导航测距仪LDB-102监控系统结构与原理进行了分析，随后分析研究了飞机导航测距仪LDB-102监控系统硬件，最后对系统程序设计进行了分析以供参考。

关键词：导航系统；飞机测距装置；ARM

在飞机安全运行中，飞机导航测距仪发挥着重要的作用，其作为一种测距装置设备，主要作用即是对飞机与地面导航台站的距离进行探测，若设备出现故障问题，导致飞机与地面导航台站的距离信息无法得到及时反馈，就会对飞机飞行安全造成严重影响，因此必须建立可靠的远程监控系统，以保证飞机航班平稳顺利的运营。

一、飞机导航测距仪LDB-102监控系统结构分析

首先，导航设备测距装置LDB-102监控系统主要由两部分组成，分别是导航台与远程监控中心。其中对于导航台的下位机来说，主要职责如下，一是对类似于电池状态、电源状态等状态信号进行相应采集，并对信号的传递进行相关的控制；二是与上位机做好相应协调互动，做好二者之间的数据通信。对于远程监控中心来说，主要由两种设备组成，即上位机设备与监视计算机设备。其中对于上位机设备来说，除了负责基本的数据传输之外，还要与监视计算机做好相互配合，做好诸如主、备机切换、开关机等控制信号的采集及传输，此外，当设备处于告警状态时。它还能够及时发出声光报警。而监视计算机则主要负责数据的接收、保存，并将状态在软件界面上进行显示，当设备出现故障触发警报，还能够将警报信息编辑成短信方式，自动发送至技术人员手机中，及时通知技术人员进行检修查看。

二、飞机导航测距仪LDB-102监控系统硬件分析

（一）监视控制计算机系统

由于当前计算机技术较为先进，计算机性能也较为优异，因此在监视计算机建造上，用一般计算机即可满足相关要求。GSMMODEM器件采用华为GTM900无线模块，主要用于发送告警短信息，该器件设备是一款三频段GSM/GPRS无线模块，能够支持标准AT命令，并且对该命令还有一定增强效果。语音与数据业务等功能也较为丰富多变，非常适用于数据传输方案解决。

（二）上位机

上位机中央处理器为LPC2103，其核心是ARM7。电路包含丰富，主要有串口电平转换电路、状态显示电路、FSK编码传输电路、设备控制电路、声光告警电路等。LPC2103做串行口的晶体管一晶体管逻辑电平电路需要在转换之后，才能与RS232接口进行通信，电平转换一般采用MAX232芯片来实现电平的转换。

对于TCM3105芯片来说，其由美国TEXAS INSTRUMENTS公司研发，调制解调器的集成电路由CMOS工艺负责完成。并且该设备功能标准与CCITT V23等标准相符，功能丰富，在中、低速数据通信领域具有较为广泛的应用。

系统中FSK编解码工作模式（TCM3105）设置较为丰富，其中IRS、TXR1及TXR2设置为低电平，即通信波特率为1200HZ的全双工方式。LM324组成了滤波器，其主要的功能是将有效信号进行放大，并将无效信号进行过滤。在电路中，通过采用T1变压器和C7、C8电容，能够起到隔离直流成分、耦合交流信号功能的作用。

（三）下位机

基于系统实际功能需求，下位机的中央处理器同样为LPC2103，电路组成亦相同。在信号采集电路中，通过利用光电耦合器P521，进行电气的隔离，并实现信号放大，在完成相应的信号采集后，交由中央处理器（LPC2013）进行处理。控制设备的接口电路通过对电耦合器P521加以利用，一方面能够实现电气隔离功能，另一方面有助于放大相应有效的信号，并将无用的信号加以过滤，串行口的电平转换电路与上位机的转换电路基本处于一致状态，只不过串行口电平转换电路功能由MAX232芯片主要负责实现。

三、系统程序设计

（一）下位机程序实现

针对于中央处理器（LPC2103）的开发，编译环境的选择非常重要，在本次开发方面选择上，选择的是由Keil Software公司所推出的一款编程开发系统Keil-uVision3，该系统非常实用，开发环境高度集成，功能配置也较为丰富，有多种流行编程工具可供选择，工具窗口较为独特，并且具备非常强大的启动代码和配置文件生成能力。具体来说，下位机的程序主要由两种程序组成：一是主程序，二是串口中断程序。其中负责采集相关的状态信号，例如工作状态模式、信号发射状态等，并对这些采集的信号进行相应分析。对于串口中断程序来说，主要是进行数据接收，并完成相关的监视功能。并以通信协议为依据，对接收的数据进行判断，确定其到底是何种性质的信号（例如是设备控制信号，或者是传送设备状态的请求信号。）根据不同的信号性质，做出不同的反应状态及操作。

（二）上位机软件实现

在设计远程监控中心程序时，相关的程序及功能设计与下位机比较类似，例如在中央核心处理器上都是PC2013。也分为两个程序主成，一个是主程序，对设备进行相关的信号接收与操作，在通信方面，则是利用FSK编码，以保证通信的质量。另一个是中断接收程序，通过对相关接口加以利用，能够围绕下位机，进行状态数据传送，最终由终端计算机接收，并在LED显示电路有所体现，从而遇到紧急情况时，能够发出警报信号。

（三）计算机软件监视系统

软件监视系统是飛机导航仪监控系统的重要组成部分，其与下位机相连，相关的监视信息（例如当前设备状态和设备历史记录视图）在系统的主界面上进行显示。当监视系统发现设备故障后，会发出警报信息，并对设备状态进行自动调整，与此同时，相关的调整记录也会自动保存至ORACLE数据库，并发出报警声音，由监控中心的GSMMODEM发送短信息至技术人员手机。

四、总结

综上所述，该监控系统经过实践检验，运行性能稳定良好，具有通信距离长、智能化水平高等特点，尤其是在系统设备警报方面实现了自动化，改善了传统人工方式逐个电话通知的问题，有效减轻了工作量，提升了工作效率。

参考文献：

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