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气象对空广播系统 控制终端的设计与实现

气象对空广播系统 控制终端的设计与实现. 杜强 中南空管局气象中心. 气象对空广播系统概述. 对空广播系统的作用 民航气象对空广播系统将我国有关机场的气象报文，通过无线电波对外广播，飞行机组通过收听这些广播就能获知有关机场的天气情况。 对空广播系统的播音时间安排 中国民航现有两套对空广播系统，一套在北京，一套在广州，两套系统轮流播音。广州是每小时的 00—15 分、 30—45 分播音，北京则在 15—30 分、 45—00 分播音。. 气象对空广播系统的组成. 气象数据库：提供气象报文 对空计算机：报文检索并将报文转为语音，发送触发信号

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气象对空广播系统 控制终端的设计与实现

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  1. 气象对空广播系统控制终端的设计与实现 杜强 中南空管局气象中心

  2. 气象对空广播系统概述 • 对空广播系统的作用 民航气象对空广播系统将我国有关机场的气象报文，通过无线电波对外广播，飞行机组通过收听这些广播就能获知有关机场的天气情况。 • 对空广播系统的播音时间安排 中国民航现有两套对空广播系统，一套在北京，一套在广州，两套系统轮流播音。广州是每小时的00—15分、30—45分播音，北京则在15—30分、45—00分播音。

  3. 气象对空广播系统的组成 • 气象数据库：提供气象报文 • 对空计算机：报文检索并将报文转为语音，发送触发信号 • 控制终端：为语音叠加+24V，提供闭环监控 • FA16：传输语音 • 发射台：将语音调制为无线电波,对空进行发射 • 本地接收机：提供监听手段

  4. 控制终端的作用 • 来自气象对空广播计算机的音频信号要利用音频变压器把信号的直流电平从0V调制到+24V。对音频信号进行这样的处理有两个作用，一个是当直流信号电平提高了以后，可以提高信号在传送中的抗干扰能力，另一个是+24V直流电源是发射机的启动电平。 • 控制终端根据来自气象对空广播计算机的触发信号，将+24V叠加到音频信号上，以实现对发射机的自动开启的控制，同时对气象对空广播计算机以及关键电压进行监控。

  5. 需求分析 • 直接原因：原控制终端老化，故障频发，需进行升级改造 • 原控制终端缺点：全手工制作，内部线多而无序，不便于维护；采用继电器作为开关将+24V叠加到音频流，继电器作为寿命器件，存在触点容易老化，受干扰误动作等缺点。 • 新控制终端优点：采用场效应管取代继电器，开关动作更可靠；利用单片机，实现智能监控，可监控气象对空广播计算机的运行情况、可检查+24V直流是否成功叠加到音频信号上、可监控系统供电情况等。

  6. 控制终端系统结构

  7. 原理分析 • 整点和半点时刻，气象对空广播计算机通过串口发送触发信号并从音频接口输出音频流； • 单片机检测到触发信号后控制场效应管导通，通过音频变压器将+24V直流叠加到音频流上，然后输出到FA16传输系统； • 单片机检测+24V直流是否叠加成功，形成闭环监控。 • 单片机每隔1秒读取实时时钟的时间值，利用该时间检测触发信号是否超时，以此判断气象对空广播计算机是否运行正常。 • 记录所检测到的错误事件（最多48条记录）。 • 按键和液晶显示屏提供人机操作界面，可设置日期和时间，查看记录等。

  8. 硬件设计

  9. 软件设计 采用中断处理方式，具有良好的实时性。

  10. 功能与优点介绍 1、单片机作为控制核心，实现智能化监控； 2、采用场效应管作为+24V开关器件，提高了动作可靠性； 3、对+5V、+24V和叠加在音频上的+24V电压进行闭环监控； 4、利用单片机的实时性，对上位机进行监控； 5、自主告警，可存储48条记录，可查看异常事件及其发生时间； 6、具备手动/自动两种工作模式，方便维护和使用； 7、按键与液晶显示屏，提供人机操作界面； 8、PCB设计，便于量产和维护； 9、可推广运用到其他需智能化监控的领域；

  11. 开发情况 PCB设计：Altium Designer 08 软件开发：C语言，ICCV7 for AVR

  12. 实物

  13. 实物

  14. 谢谢！

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