文/王臻

2.4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是我國(guó)廣泛使用的，一種實(shí)現(xiàn)中短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)技術(shù)，2.4是全球內(nèi)公開(kāi)使用的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻段，該頻段頻寬相比其他頻段更為寬廣，可以讓無(wú)線信號(hào)傳播功率最大化，同時(shí)具有優(yōu)秀的抗干擾能力，同時(shí)2.4g模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、能耗表現(xiàn)優(yōu)秀，無(wú)線技術(shù)廠家均較為重視2.4g頻段無(wú)限技術(shù)研究，使得該技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景和研發(fā)空間。課題設(shè)計(jì)的導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)是基于2.4g大功率AP無(wú)限網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高了設(shè)備的采集效率，降低了設(shè)備能耗。

1 導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)從布局和功能角度一般分為導(dǎo)航監(jiān)控中控主機(jī)、導(dǎo)航軟件系統(tǒng)、和無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊三個(gè)主要組成部分。根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)的功能需要以及機(jī)場(chǎng)現(xiàn)狀分布在各個(gè)導(dǎo)航臺(tái)中。導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)各個(gè)組成模塊一般通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與監(jiān)控主機(jī)相連接。通過(guò)導(dǎo)航軟件完成硬件間的配合實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。在導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，首先中控主機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向串口服務(wù)器與各無(wú)線模塊建立連接，其次在連接成功后，中控主機(jī)和各無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)以太網(wǎng)以及功率放大器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互功能。

2 導(dǎo)航設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)功能需求分析

2.1 總體功能

導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)集中監(jiān)控系統(tǒng)首先應(yīng)具備對(duì)通信導(dǎo)航各個(gè)組成設(shè)備、運(yùn)行環(huán)境的全面監(jiān)控監(jiān)察能力。應(yīng)具備遙感通信、遙感監(jiān)測(cè)、遙感控制等功能。結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件以及通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、維護(hù)信息的整體監(jiān)控功能，最終實(shí)現(xiàn)各剛站臺(tái)的無(wú)人值守。

2.2 具體功能

根據(jù)我國(guó)民航導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)集中監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，以及我國(guó)民航導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，課題研究的導(dǎo)航參數(shù)集中系統(tǒng)應(yīng)對(duì)導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)監(jiān)控能力、監(jiān)控效率、監(jiān)控精度有進(jìn)一步的提升和強(qiáng)化，并提高系統(tǒng)自控性和自我檢查維護(hù)的功能。具體功能如下：

（1）對(duì)已經(jīng)安裝監(jiān)控采集硬件設(shè)備的導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)其監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行硬件融合，實(shí)現(xiàn)硬件資源的節(jié)約利用，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化系統(tǒng)能耗。對(duì)沒(méi)有安裝信息采集硬件的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)及系統(tǒng)規(guī)模和監(jiān)測(cè)需求，安裝信息號(hào)采集設(shè)備、多路信號(hào)埃及模擬設(shè)備以及其他參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控以及控制的設(shè)備。

（2）參數(shù)集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)采集的參數(shù)信息，增加、修改、刪除、回放、查詢以及時(shí)時(shí)視頻監(jiān)控調(diào)取的功能。同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)制定科學(xué)的信息檢索流程。

（3）應(yīng)具備參數(shù)異常自動(dòng)報(bào)警的功能，對(duì)設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的極限數(shù)值以及異常數(shù)值錄入系統(tǒng)后，系統(tǒng)在自動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常后會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，確定風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別及時(shí)發(fā)出對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)警報(bào)，以及預(yù)知工作人員復(fù)檢處理，降低設(shè)備的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）建立異常參數(shù)評(píng)價(jià)體系，在發(fā)生設(shè)備參數(shù)異常后，對(duì)異常數(shù)據(jù)、處理方法、以及處理效果進(jìn)行記錄。再次反生參數(shù)異常時(shí)，自動(dòng)生成故障分析和評(píng)價(jià)報(bào)告，給處理人員提供參考。

（5）設(shè)置告警系統(tǒng)，在發(fā)生參數(shù)異常時(shí)，發(fā)出光音警告，直到工作人員進(jìn)行警報(bào)確認(rèn)后停止，如未得到工作人員確認(rèn)操作責(zé)反復(fù)發(fā)出報(bào)警。

（6）建立集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，各監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)間基于TCP/IP協(xié)議建立網(wǎng)絡(luò)連接。

（7）才有耦合的數(shù)據(jù)采集模式，避免在監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障時(shí)通信系統(tǒng)的各項(xiàng)功能也受到影響。實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備和數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間的獨(dú)立控制。

（8）建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)安全評(píng)級(jí)系統(tǒng)，并針對(duì)不同級(jí)別的參數(shù)信息設(shè)定對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，數(shù)據(jù)保護(hù)措施應(yīng)具備全面性、適用性、實(shí)時(shí)性。同時(shí)對(duì)不同階段的參數(shù)信息數(shù)據(jù)的保護(hù)應(yīng)采用差異化的保護(hù)方式，根據(jù)數(shù)據(jù)類型以及保護(hù)需要制定對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，全面確保數(shù)據(jù)信息的安全可靠。

（9）總控制安裝大屏幕的監(jiān)控顯示器，顯示界面應(yīng)簡(jiǎn)潔、清晰。各參數(shù)信息顯示布局科學(xué)合理，并安裝備用外置限制設(shè)備借口，確保主顯示器故障時(shí)，系統(tǒng)具有繼續(xù)運(yùn)行的能力。

（10）可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的控制軟件，對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行控制。

采用目的抽樣法，選取2017年9月—2017年10月在徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院腫瘤中心口服升白細(xì)胞藥物的病人作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①已確診腫瘤；②服用升白細(xì)胞藥物且目前接受藥物治療>1個(gè)月；③Morisky服藥依從性量表[9]得分<6分；④知情同意并自愿參加本研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有認(rèn)知障礙，溝通困難者；②有其他嚴(yán)重器質(zhì)性疾病者。訪談人數(shù)以資料飽和為原則，即訪談直至沒(méi)有新的主題出現(xiàn)。最終選取12例口服升白細(xì)胞藥物腫瘤病人，其中，男6例，女6例；年齡(48.3±9.78)歲；文盲3例，小學(xué)3例，初中5例，高中1例。病人一般資料見(jiàn)表1。

（11）設(shè)置輔助管理功能，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，向維修人員提供對(duì)應(yīng)的故障報(bào)告以及維修所需的信息。

（12）具備大容量的存儲(chǔ)空間，對(duì)參數(shù)信息進(jìn)行長(zhǎng)期的記錄保存，以備隨時(shí)調(diào)取。

（13）系統(tǒng)應(yīng)具備完善的自我監(jiān)控機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)信息的自我監(jiān)控和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常。

圖1：導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)信息監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)圖

（14）具備數(shù)據(jù)加密以及檢錯(cuò)功能。才用加密的數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)，降低信號(hào)被劫持或盜取時(shí)的數(shù)據(jù)信息泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

（15）其他功能。

3 導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)集中監(jiān)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)組成

根據(jù)前文所述的系統(tǒng)需求分析，導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)包括參數(shù)信息采集設(shè)備、參數(shù)信息監(jiān)控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、顯示設(shè)備以及復(fù)連設(shè)備等五個(gè)主要部分，并建立設(shè)備間的寫作運(yùn)行機(jī)制。

3.2 工作原理

3.2.1 集中監(jiān)控

3.2.2 設(shè)備控制

系統(tǒng)根據(jù)需求開(kāi)發(fā)了對(duì)應(yīng)的操作軟件，操作人員通過(guò)中控主機(jī)電腦安裝的控制軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)設(shè)備的參數(shù)的控制。操作人員在主機(jī)電腦進(jìn)行設(shè)備參數(shù)控制操作后，操作命令信號(hào)通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)線路傳輸制復(fù)接設(shè)備中，復(fù)接設(shè)備將操作命令數(shù)字化，向目標(biāo)設(shè)備發(fā)送對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。

3.2.3 設(shè)備告警

設(shè)備告警采用的是雙向傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控主機(jī)按照預(yù)定的程序?qū)δ繕?biāo)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控，并對(duì)參數(shù)信息進(jìn)行時(shí)時(shí)對(duì)比，對(duì)存在異常的參數(shù)設(shè)備發(fā)出告井信息，并在總控屏幕上顯示異常設(shè)備的位置以及異常狀態(tài)。

3.3 物理連接

導(dǎo)航設(shè)備參數(shù)信息監(jiān)控系統(tǒng)的物理網(wǎng)絡(luò)線路采用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸媒介，完成監(jiān)控系統(tǒng)中各主要硬件的網(wǎng)絡(luò)連接。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。如圖1所示。

3.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心采用了雙機(jī)備份的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)設(shè)立主次兩臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)間斷的監(jiān)控功能。兩個(gè)主機(jī)交替使用，既降低了設(shè)備的鼓掌發(fā)生率，也為維護(hù)檢修工作提供了方便，同時(shí)在一臺(tái)主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)需停運(yùn)系統(tǒng)就可以完成維修工作。監(jiān)控主機(jī)采用的數(shù)字結(jié)構(gòu)，通過(guò)軟協(xié)議來(lái)連接監(jiān)控總線。通過(guò)監(jiān)控總線將監(jiān)控信息傳輸這復(fù)接設(shè)備，復(fù)接設(shè)備完成數(shù)字化信號(hào)轉(zhuǎn)換后，向系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行編碼輸出。實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。

3.5 處理策略

本系統(tǒng)在參數(shù)信息處理中的具體環(huán)節(jié)如下：

（1）監(jiān)控中心會(huì)定期向系統(tǒng)中所有具備通信功能的設(shè)備發(fā)送對(duì)應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)，并根據(jù)通信部件的回執(zhí)情況，判斷自身的通信功能是否存在故障。

（2）系統(tǒng)采用多路的信息采集模式，系統(tǒng)對(duì)采集的參數(shù)信息信號(hào)進(jìn)行了數(shù)字化處理，統(tǒng)一了參數(shù)信息的傳輸格式，降低了參數(shù)信息傳輸誤差，也減輕了數(shù)字信息傳輸服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

（3）采用雙模的數(shù)據(jù)處理模式，將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存分析系統(tǒng)區(qū)分，獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)。

（4）系統(tǒng)的自控功能設(shè)置了人工強(qiáng)制介入和調(diào)試模式，在系統(tǒng)自檢功能發(fā)生鼓掌或存在偏差時(shí)，方便人工調(diào)試以及維護(hù)。

3.6 環(huán)境監(jiān)控

對(duì)各臺(tái)站環(huán)境參數(shù)情況及變化進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，實(shí)時(shí)檢查監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，是保證集中監(jiān)控系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。環(huán)境監(jiān)控主要包括兩方面內(nèi)容：

（1）對(duì)監(jiān)控機(jī)房及設(shè)備的溫度、濕度等進(jìn)行采集分析。若發(fā)現(xiàn)相關(guān)環(huán)境參數(shù)臨近極限值，及時(shí)發(fā)出告警信息，工作人員立即著手處理，避免影響監(jiān)控設(shè)備功能發(fā)揮；

（2）對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，確保這些子系統(tǒng)功能完備，以免降低集中監(jiān)控系統(tǒng)工作能力。