胡江坤，劉雪峰，付 晶

(重慶機場集團有限公司 航務(wù)管理部，重慶 401120)

1 引言

伴隨著國內(nèi)機場高速發(fā)展和多跑道運行模式的使用，NM7000A/B已經(jīng)成為國內(nèi)民用機場最重要的儀表著陸導航設(shè)備之一。通常一個機場導航部門將多跑道的多套NM7000A/B設(shè)備遙控器安裝在同一監(jiān)控室中，實行集中監(jiān)控與管理。監(jiān)控人員一般先通過聆聽設(shè)備報警音再判斷設(shè)備是否正常工作。而原廠設(shè)計的NM7000A/B遙控器報警音聲音普遍過小，容易造成監(jiān)控人員漏聽報警音和無法最及時判斷出問題的設(shè)備，從而引起潛在的運行危險。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可以采用單片機語音技術(shù)產(chǎn)生出一種輔助型NM7000A/B遙控設(shè)備語音報警，在不影響和更改原廠遙控器的前提條件下實現(xiàn)報警音放大和語音播報故障設(shè)備，使得監(jiān)控人員更加及時地掌握設(shè)備運行狀態(tài)。該報警器已成功在重慶江北機場運行，且各項參數(shù)運行正常。

2 NM7000遙控器母板信號擴展口簡介

NM7000B遙控器母板一般使用MB 1753A。MB1753上J5(J6) SLAVE1/2(3/4) 為DUSB 25針擴展口，同時提供航向/下滑遙控設(shè)備耦合輸出的NORMAL、WARNING、ALARM和Buzzer信號。具體引腳如圖1所示。設(shè)備正常時，耦合輸出的WARNING、ALARM和Buzzer信號均為高電平。當設(shè)備報警(包括因運行需要而關(guān)機)時，WARNING、ALARM和Buzzer信號輸出為低電平。此時，按下對應(yīng)設(shè)備遙控器SILENCE鍵，WARNING、ALARM仍然為低電平，而Buzzer信號變?yōu)楦唠娖健?/p>

NM7000A遙控器母板一般使用MB 1347。MB1347上P7 為DUAL 10針擴展口，只提供對應(yīng)航向或者下滑遙控設(shè)備耦合輸出的NORMAL、WARNING、ALARM信號。具體引腳如圖2所示。設(shè)備正常時，耦合輸出的WARNING、ALARM信號均為高電平。當設(shè)備報警(包括因運行需要而關(guān)機)時，WARNING、ALARM信號輸出為低電平。此時，按下對應(yīng)設(shè)備遙控器SILENCE鍵，WARNING、ALARM信號電平保持不變。

3 系統(tǒng)設(shè)計

由前述內(nèi)容可知，NM 7000B設(shè)備狀態(tài)可以由Buzzer信號提供；而NM7000A設(shè)備狀態(tài)則由WARNING&ALARM信號提供，系統(tǒng)設(shè)計圖如圖3所示 。

圖1 MB1753A J5/J6引腳圖

圖2 MB1347 P7引腳圖

3.1 NM7000A/B故障信號檢測

由于NM7000B設(shè)備故障檢測可選擇Buzzer，即當設(shè)備由正常變?yōu)楣收蠒r，Buzzer信號由高電平變?yōu)榈碗娖?；NM7000A設(shè)備故障檢測信號選擇ALARM和WARNING，即當設(shè)備故障時，ALARM和WARNING信號至少有一個由高電平變?yōu)榈碗娖?。檢測電路如圖4所示。

圖3 系統(tǒng)設(shè)計圖

3.2 NM7000A/B狀態(tài)指示燈及蜂鳴器

狀態(tài)指示燈用于顯示故障設(shè)備，即當設(shè)備故障時，報警系統(tǒng)對應(yīng)指示燈點亮。電路圖如5所示:

圖4 信號檢測

圖5 指示燈電路

當檢測到對應(yīng)設(shè)備故障時，MCU1 P2口對應(yīng)引腳輸出低電平，LED點亮;同時P1.6口輸出低電平，驅(qū)動蜂鳴器報警(見圖6)。

圖6 蜂鳴器報警電路

3.3 語音報警

語音報警系統(tǒng)如圖7所示：

圖7 語音報警系統(tǒng)圖

語音報警部分使用的單片機為STC15F2K60S2系列單片機，內(nèi)置有2K字節(jié)SRAM，超高速雙串口，高速A/D，高精準時鐘。

Flash芯片使用50MB/S數(shù)據(jù)傳輸率的Winbond 25Q128FVSIG, 支持雙向SPI以及語音、文本、數(shù)據(jù)存儲。

語音放大部分采用15W 立體聲模擬輸入D類TPA3110D2音頻放大器。該器件采用高級電磁干擾抑制技術(shù)，無需基于電感器的高成本輸出濾波器?？梢詫崿F(xiàn)將語音信號無失真放大。

語音報警電路如圖8所示：

圖8 語音報警電路圖

3.4 軟件調(diào)試

(1)語音軟件調(diào)試。以一套NM7000B為例，對設(shè)備被檢測到故障時，語音進行編碼如下：

02R航向故障

使用SinoVoice軟件將文本裝換成WAV格式，如圖9所示。

圖9 文本語音轉(zhuǎn)換

(2)語音下載。將語音模塊通過RS485與電腦連接，使用電子燒錄上位機對生成的語音進行下載。

圖10 上位機程序下載與調(diào)試

該上位機支持對語音播放出發(fā)電平設(shè)置以及語音播放模式設(shè)置，如圖10所示。

(3)設(shè)備狀態(tài)檢測。以STC89C51 P1.0端口為例。當檢測到P1.0變?yōu)榈碗娖綍r，P0.0、P1.6、P2.0變?yōu)榈碗娖剑瑢?yīng)指示燈點亮，蜂鳴器報警，語音系統(tǒng)播報故障設(shè)備。程序部分代碼如下：

sbit S1 = P1^0;

sbit LED1 = P2^7;

sbit P0.0=P0^0

sbit FAULT = P1^6;

……

If (S1 == 1)

LED1 = 1;

else

{

LED1 = 0;

flag = 1;

P0.0=0

}

……

If (flag)

{

FAULT = 0;

flag = 0;

}

else

{

FAULT = 1;

}

4 系統(tǒng)實物圖

以重慶江北機場雙跑道(20/02)為背景，配有三套NM7000B和一套NM7000A，設(shè)計實物如圖11所示。

圖11 報警系統(tǒng)實物圖

5 結(jié)語

針對NM7000型盲降設(shè)備原裝遙控器報警音過小，并且又是集中安裝與監(jiān)控，不利于監(jiān)控室值班人員及時監(jiān)聽和發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備這一問題，設(shè)計出一種基于單片機語音技術(shù)的輔助型報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以在不影響和更改原廠遙控器的前提條件下實現(xiàn)報警音放大和語音播報故障設(shè)備，使得監(jiān)控人員更加及時地掌握設(shè)備運行狀態(tài)，保證導航質(zhì)量。

[1] 王春武，劉春玲. 基于WT588D模塊的語音播報系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2012(1):36-41.

[2] 李玉賢. 基于SPCE061A單片機的語音識別系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2004:12-40.

[3] 劉永平，王威. 基于SPI總線的PIC與ISD4003語音接口電路[J].微計算機信息，2006(26):40-44.

[4] Morrow P. A 20-W Stereo Class D Audio Output Stage in 0.6 mm BCDMOS Technology[J].IEEE J Solid-State Circuits, 2004,11(39):1948-1958.

[5] Gaalaas E. Integrated Stereo Delta-Sigma Class D Amplifier[J].IEEE J Solid-State Circuits, 2005,40(12):2388-2397.