地面雷達(dá)中遠(yuǎn)程顯示控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相比，本文提供的解決方案更適合地面雷達(dá)無(wú)人值守要求。在雷達(dá)整機(jī)設(shè)計(jì)初期，將本地監(jiān)控與遠(yuǎn)程顯控從軟、硬件方面加以融合設(shè)計(jì)。該解決方案具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活、傳輸方式多樣的特點(diǎn)，適用于多種型號(hào)的地面雷達(dá)，并為民用領(lǐng)域的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。

　　1 引言

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域的核心是控制系統(tǒng)，目前國(guó)內(nèi)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)施主機(jī)分為二種方式。

　　●以單片機(jī)為核心的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

　　單片機(jī)系統(tǒng)受硬件設(shè)備限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)模塊化。就發(fā)展的角度而言，沒(méi)有生命力，且完成的功能單一，無(wú)法傳送圖像信號(hào)，只適用于一些不重要的場(chǎng)合，不能構(gòu)成多媒體環(huán)境下的高集成系統(tǒng)。

　　●以PLC(可編程邏輯控制器)為代表的以工業(yè)控制器為核心的遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)。

　　作為成熟的COTS產(chǎn)品，工業(yè)控制器在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家具有悠久的歷史，在汽車(chē)、冶金、化工、通信等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用并取得顯著效益，PLC專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算述操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬輸入、輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

　　需要指出的是，目前民用領(lǐng)域的遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)因其設(shè)計(jì)和工程實(shí)施滯后于所需監(jiān)測(cè)設(shè)備，并且二者不是由同一個(gè)開(kāi)發(fā)商完成，即遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)從根本上不參與所監(jiān)控設(shè)備自身的運(yùn)行，因此二者不存在統(tǒng)一設(shè)計(jì)的可能。單獨(dú)建立一套遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)需增加大量的設(shè)備及由此涉及的工作量，另一方面測(cè)控軟件的開(kāi)發(fā)也是單獨(dú)設(shè)計(jì)運(yùn)行，與所監(jiān)測(cè)設(shè)備軟件的銜接同樣存在二次開(kāi)發(fā)問(wèn)題。

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　　考慮到上述因素，針對(duì)國(guó)內(nèi)新型地面雷達(dá)自身具有較完善的本地監(jiān)控系統(tǒng)這一特點(diǎn)，綜合本地監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)的共同特性及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的全理性、系統(tǒng)功能的完善性和實(shí)用性以及與被控設(shè)備的接口能力等因素，本文提供了一種適用于地面雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)。

　　本系統(tǒng)的目的旨在提高地面雷達(dá)設(shè)備的自動(dòng)化程度，特別是在一些工作條件和氣候惡劣的高山地區(qū)或海島和邊防雷達(dá)站，通過(guò)遠(yuǎn)距離顯控系統(tǒng)，正常的雷達(dá)值勤可以在條件相對(duì)寬松的中心指揮室完成，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)本地?zé)o人或少人值守。此外，指揮中心可以監(jiān)控雷達(dá)網(wǎng)內(nèi)的多部雷達(dá)，做到對(duì)整個(gè)空情的實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此，雷達(dá)的遠(yuǎn)距離顯控系統(tǒng)對(duì)于實(shí)戰(zhàn)中提高防空網(wǎng)的工作效率和自我防護(hù)能力具有重大意義。

　　2 設(shè)計(jì)原則

　　一次設(shè)計(jì)可實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展：為保護(hù)遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)符合地面雷達(dá)本地監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，在工程實(shí)施方案階段對(duì)二者進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，即一方面合理設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)于雷達(dá)整各分系統(tǒng)的BITE(機(jī)內(nèi)測(cè)試裝置)、本控接口、遙控接口、所需監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)備接口進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和配置，完成一次性設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)中要做到設(shè)計(jì)分散、控制設(shè)備模塊化;另一方面對(duì)地軟件資源也要進(jìn)行統(tǒng)一性設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)初期媽著眼于遙控和本控狀態(tài)下的軟件兼容性問(wèn)題，這樣，不但可以保證雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的可靠性，而且增加了軟件系統(tǒng)本身的延續(xù)性和可移植性。

　　只有將本控和遙控系統(tǒng)底層軟件及相應(yīng)硬件設(shè)備統(tǒng)一設(shè)計(jì)，從根本上解決其兼容性，才有利于進(jìn)一步開(kāi)展高可靠性的遠(yuǎn)距離顯控系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。這是本方案區(qū)別于其他遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的根本所在。

　　3 系統(tǒng)組成

　　總體來(lái)講，本系統(tǒng)由雷達(dá)本地設(shè)備、遠(yuǎn)端指揮中心和傳輸信道三部分組成，其組成框圖如圖1所示。

　　3.1 雷達(dá)本地設(shè)備

　　包括雷達(dá)自身的監(jiān)控系統(tǒng)、終端系統(tǒng)、配電箱及遠(yuǎn)程喚醒器、各種傳感器與攝像設(shè)備(包括攝像機(jī)、云臺(tái)及其控制器)。其中，監(jiān)控系統(tǒng)和終端系統(tǒng)的PC/104計(jì)算機(jī)模塊和能與PC/104兼容的計(jì)算機(jī)主板是整個(gè)遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)的核心。監(jiān)控系統(tǒng)的主工功能是顯示雷達(dá)的工作狀態(tài)、參數(shù)監(jiān)視、故障信息顯示等，控制各監(jiān)控模塊。另外，還可以根據(jù)需要完成對(duì)整機(jī)故障及工作狀態(tài)的記錄、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)管理及網(wǎng)絡(luò)接口的擴(kuò)展，提供實(shí)時(shí)的維修幫助信息等。終端系統(tǒng)的主要功能是完成本站雷達(dá)的信息獲取，產(chǎn)生點(diǎn)跡、目錄的錄取和跟蹤等。這兩個(gè)系統(tǒng)均具有將綜合后的情報(bào)送本地顯示及圖傳遠(yuǎn)程通訊功能。所有功能的實(shí)現(xiàn)建立在工程實(shí)施方案的軟硬件融合設(shè)計(jì)。

　　為了滿(mǎn)足無(wú)人值守的基本要求，遠(yuǎn)程顯控系統(tǒng)應(yīng)完成遠(yuǎn)程喚醒和遠(yuǎn)程對(duì)各分系統(tǒng)的復(fù)位功能，考慮到控制信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳輸中較易受到干擾和雷達(dá)正常運(yùn)行對(duì)電源的嚴(yán)格要求，因此，設(shè)計(jì)中的控制信號(hào)采用寬脈沖觸發(fā)式(脈寬在500ms以上)。此外，在觸發(fā)后“保持接通”即功能鎖定是必不可少的，功能鎖定可以保證遠(yuǎn)端喚醒控制器的可靠運(yùn)行(不受遠(yuǎn)端控制設(shè)備故障的影響)。

　　為此，在遠(yuǎn)端喚醒控制器中采用西門(mén)子公司生活的230RC型控制器作為核心控制器件，230RC的功能相當(dāng)于一個(gè)小型PLC，其內(nèi)部集成有邏輯門(mén)、觸發(fā)器、繼電器和時(shí)鐘等19個(gè)功能塊，面板上具有編程輸入及顯示功能，應(yīng)用于小型控制系統(tǒng)時(shí)，實(shí)用性比PLC更好。

　　對(duì)于環(huán)境參數(shù)和電源設(shè)備的監(jiān)測(cè)則由溫/濕度、煙霧、紅外、電壓、電流等高性能傳感器經(jīng)PC/104標(biāo)準(zhǔn)數(shù)/模的I/O模塊采集后送CPU處理。

　　雷達(dá)車(chē)廂內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行圖像信號(hào)有兩種傳輸方式：一種是通過(guò)光纜直接傳輸;另一種是采用專(zhuān)用的圖像傳輸設(shè)備轉(zhuǎn)化后送圖傳或電話(huà)線(xiàn)傳輸。目前，這兩種方式均有較多的COTS產(chǎn)品提供選擇。