一种基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置的制造方法

一种基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，包括：监控工作站、服务器、外系统、采集器、拓展输入模块；监控工作站，具有设备远程集中监测和管理功能，导出各类统计报表信息；服务器，通过oracle client组件与监控工作站连接，外系统，包括地勤系统和信息系统，通过以太网与服务器通讯；采集器，通过web services与服务器通讯，拓展输入模块，与采集器通讯，用于将设备采集信号点的数据传输至采集器。本实用新型有针对性的实施维修；对登机桥和桥载设备的数据进行整合处理，利用数据平台，为不同管理部门定制统计分析报表；通过数据分析对设备进行评估，为设备维修保养提供可靠依据。
【专利说明】
一种基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于登机桥技术领域，尤其涉及一种基于航班信息的登机桥及桥载设 备远程监测装置。
【背景技术】
[0002] 旅客登机桥是机场用以连接候机厅与飞机之间的可移动、升降的通道。民用机场 都设有多个登机桥位，即连接候机楼和飞机舱门的桥。它的一端连接候机楼的某个登机口， 另一端可与飞机舱门相联接，旅客由对应登机口进入飞机。飞机地面空调机组是指为停靠 在地面的关闭发动机和自身AHJ的飞机提供经过过滤、加压、除湿以及降湿(或加热）的新鲜 空气的空调设备，飞机地面空调机组为空气冷却方式整体式机型。400HZ地面静态电源是将 频率为50Hz的电源逆变为频率400Hz、115/200V三相交流电源，用于飞机和机载设备的供 电。它是军用和民用机场、飞机维修基地、飞机制造厂及研究所必需的地勤保障设备。目前， 在民用机场运营、管理中，飞机地面服务占了相当大的比重，而旅客登机桥（以下简称登机 桥）、飞机地面空调机组和400HZ地面静态电源（以下统称为桥载)等的使用是民用机场的重 要设备之一。在民用机场场中，对于登机桥和桥载的使用情况、使用率以及管理水平等直接 影响到机场资源的利用情况，航班服务的质量，机场运营的收入。因此，民用机场对登机桥 和桥载设备的使用和管理都非常重视。当飞机到达机场或从机场出发时，旅客都是通过登 机桥直接进入候机楼，或登飞机的（除一些远机位需要通过摆渡车才能进入候机楼，或是登 飞机外），因此，登机桥及桥载的使用、管理水平就显得非常重要。目前，机场在日常对登机 桥及桥载的设备管理，主要包括:操作设备、故障报警、故障协调处理、维护保养、运营管理 等。一线作业人员接受运行调度的派工，到各个机位，操作登机桥及桥载设备为航班提供服 务。当发现设备因为故障不能正常使用时，通过对讲机或电话告知运行控制部门，运行控制 部门再通知设备维保部门到场检修。在检修期间，设备处于不可用的状态。需修复确定正常 运行后，再交付给作业人员使用。运行调度人员负责对人员进行调度管理，对现场工作进行 实时把控。通过电话方式与设备维保部门沟通，实时掌握登机桥和桥载的运行情况，人工记 录设备运行状态信息以及因维保、报停导致设备不可用的信息，并将相关信息进行上传，下 达。设备维护保养人员需定期对登机桥及桥载进行人工巡查，以检查设备状态，且在巡查时 人工记录设备运行关键数据，以及定期对登机桥及桥载进行保养，大项修等。目前，维修保 养人员无法实时，并且全面的掌握登机桥和桥载的运行数据，获得设备故障的途径主要来 源于现场作业人员，定期检查。以上流程的信息传递目前主要通过对讲机、电话、电邮等方 式，机场各个部门的沟通协调信息化程度低。登机桥和桥载的设备数据分析和挖掘，目前还 未有综合性的监测和管理系统。
[0003] 目前，对登机桥及桥载设备监测和管理的手段主要存在以下问题：
[0004] 1.登机桥和桥载设备还未实现实时监测，设备管理单位掌握登机桥和桥载设备， 还是通过现场巡检，维护保养，接收用户报故等方式，获取设备的相关信息。通常，由于故障 信息发现不及时，导致维修周期长，或者由于故障修复现场有航班在等待，维修员维修压力 大，航后还需要另行安排时间检查设备，耗费人力和物力，工作效率较低。
[0005] 2.信息传递方式成本高，而且容易造成信息不准确，与登机桥相关的各个部门信 息传递主要通过对讲机，手机等方式。这种通过电话和对讲机层层传递的方式，耗费人力的 同时，容易造成信息不准确和信息滞后问题。由于，停机坪的噪声高，而且外场对讲机频道 资源紧张，容易照成信息传递不及时，影响现场作业。
[0006] 3.无法共享数据，民用机场登机桥和桥载设备的运行状态数据还没有进行有效的 整合、共享、处理以及分析等。由于，运营管理需求，民用机场中的很多单位都需要获得登机 桥和桥载设备的运行状况的数据和报告。这样就需要耗费人力统计登机桥和桥载运行状态 的相关数据，形成报表信息后。对同一数据进行重复的加工，效率低，重复工作量多。
[0007] 4.设备管理信息化程度低，不够科学，由于缺少有效监测手段，目前对登机桥及桥 载等机场重要设备的设备管理水平较低，设备数据缺失平台进行整合，加工分析。设备维护 保养缺乏有效数据和报告的支持，维修较为被动，缺少前瞻性和预见性。非常不利于提升设 备利用率及降低故障率。

【发明内容】

[0008] 本实用新型的目的在于提供一种基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装 置，旨在解决现有的对登机桥及桥载设备监测和管理的手段存在登机桥和桥载设备还未实 现实时监测、信息传递方式成本高，而且容易造成信息不准确、无法共享数据、设备管理信 息化程度低，不够科学的问题。
[0009] 本实用新型旨在提供一种基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，所述 登机桥及桥载设备远程监测装置包括:服务器，所述服务器通过oracle client组件与监控 工作站连接，外系统通过以太网与服务器通讯，采集器通过web services与服务器通讯，所 述采集器通过RS232/RS485与登机桥和桥载的控制器通讯口后进行通讯。
[0010] 进一步，所述采集器包括：
[0011] 用于获取设备运行数据信息的核心模块；
[0012] 用于通过采集设备本身信号关键点或加装信号传感器的方式采集登机桥或桥载 设备中通过通讯方式无法获取数据的拓展输入模块。
[0013] 进一步，所述核心模块包括采集器的中心处理器、1个GPRS通讯模块、1个以太网端 口、1个RS485端口和1个RS232端口，安装有SIM卡的GPRS模块通过GPRS网络接入英特网，连 接到服务器的公网IP。
[0014]进一步，所述核心模块还包括：
[0015]用于提供工作电压，完成数据的处理和存储，通过RS232/RS485转换模块和以太网 通讯模块与拓展输入模块和登机桥、桥载设备控制器通讯获取设备运行数据;通过以太网 通讯模块或GPRS通讯模块与服务器通讯上传设备数据的电源稳压模块；
[0016] 用于根据微控制器运行电压选用电平转换芯片的RS232电平转换模块和RS485电 平转换模块；
[0017] 选用SPI总线或串口控制的以太网控制芯片，用于上传数据的以太网通讯模块。
[0018] 进一步，所述拓展输入模块具有多路兼容交流、直流开关信号，0-10V、0-20mA模拟 量的输入端子;拓展输入模块通过光电耦合器采集开关量信号。
[0019] 本实用新型提供的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，对登机桥及 桥载进行实时监测，实时获得登机桥及桥载的运行状态、操作记录以及信息记录，当设备发 生故障接收到声光报警，维修人员根据获得的设备故障信息，有针对性的实施维修;对登机 桥和桥载设备的数据进行整合处理，利用数据平台，为不同管理部门定制准确性、可靠性的 统计分析报表;发掘设备内部的评估数据，将平时维修作业不易获取的数据提取出来，通过 数据分析对设备进行评估，为设备维修保养提供可靠依据，在设备故障发生前能有一定的 预见性，开展事前维修。
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型实施例提供的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置 结构示意图；
[0021] 图中：1、监控工作站;2、服务器;3、外系统;4、采集器;5、拓展输入模块。
[0022] 图2是本实用新型实施例提供的监控工作站采集数据内容流程框图。
[0023] 图3是本实用新型实施例提供的核心模块结构示意图。
[0024] 图4是本实用新型实施例提供的核心模块的控制器控制程序示意图。
[0025] 图5是本实用新型实施例提供的核心模块程序运行流程图。
[0026] 图6是本实用新型实施例提供的拓展输入模块程序运行流程示意图。
[0027] 图7是本实用新型实施例提供的服务器结构图。
[0028] 图8是本实用新型实施例提供的登机桥输入数据的主流程图。
[0029] 图9是本实用新型实施例提供的登机桥输入主流程图。
[0030] 图10是本实用新型实施例提供的关系型数据库示意图。
[0031] 图11是本实用新型实施例提供的数据库实现功能示意图。
[0032] 图12是本实用新型实施例提供的监控工作站结构示意图。
[0033] 图13是本实用新型实施例提供的监控界面数据加载流程图。
[0034] 图14是本实用新型实施例提供的信息流动示意图。
[0035] 图15是本实用新型实施例提供的航班信息示意图。
[0036]图16是本实用新型实施例提供的航班信息处理流程图。
[0037] 图17是本实用新型实施例提供的统计信息查看模块示意图。
[0038] 图18是本实用新型实施例提供的登机桥及桥载系统状态次数、时间统计示意图。
[0039] 图19是本实用新型实施例提供的设备弹窗报警情况统计框架示意图。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本 实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用 新型，并不用于限定本实用新型。
[0041] 下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。
[0042] 如图1所示，本实用新型实施例的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装 置主要包括:监控工作站1、服务器2、外系统3、采集器4、拓展输入模块5。
[0043]监控工作站1，具有设备远程集中监测和管理功能，管理人员可以通过图形化界面 和列表界面对航站楼内所有登机桥以及桥载运行动态、维修保养、报停等情况，进行实时在 线的全局把控。当设备故障或触发设定报警时，能弹窗响铃报警;可以监测设备详细动态数 据，历史运行数据和操作记录，还原当时状况;可以导出各类统计报表信息；可以管理设本 设计采集登机桥、400HZ电源、飞机专用空调运行数据及获取航班信息，采集数据内容流程 框图如图2所示。
[0044] 服务器2,通过oracle client组件与监控工作站1连接，包括主、备两台服务器。主 要作用负责接收、存储和处理登机桥数据;服务器通过接口调用实现数据的存储、处理、判 断状态变化、数字点触发情况、并判断是否弹窗、短信报警，以及对数据进行累计统计、登机 桥掉线监测等;服务器还包含FTP文件传输、后台软件、数据定时清理以及与其他系统进行 通讯的功能等。
[0045] 外系统3,包括地勤系统和信息系统，通过以太网与服务器2通讯。
[0046] 采集器4,通过web services与服务器2通讯，通过RS232/RS485与登机桥和桥载的 控制器通讯口后进行通讯，安装在每条登机桥桥头，主要负责实现获取登机桥及桥载的运 行数据，对实时运行数据进行初步的处理，判断设备的运行状态；当登机桥状态发生改变或 到达特定时间周期后，监测机将设备的实时数据发送到服务器。
[0047] 拓展输入模块5,与采集器4通讯，用于将设备采集信号点的数据传输至采集器。
[0048] 如图2所示，监控工作站1采集数据内容流程：
[0049] 采集数据具体内容如下：采集器通过RS232/RS485与登机桥和桥载的控制器通讯 口进行通讯。设备采集信号点的数据通过扩展输入模块传输至采集器，采集器定时或状态 触发时，将数据通过以太网发送至服务器，服务器对数据进行处理加工后，由安装在监控中 心和值班室的客户端呈现给用户;此外，此系统可开放数据接口供外部系统进行调用，以便 进行数据共享。
[0050] (1)登机桥
[0051]①状态信息:手动状态、自动调平状态。
[0052]②实时数据:登机桥长度、登机桥高度、桥头角、桥身角、坡度、轮架角、行走速度。 [0053]③故障信息：自动调平故障、调平轮故障、限位开关故障、紧急停止、400HZ电源故 障、按钮异常、失相错相过欠压、油栗开关跳闸、测量数据异常、门保护投入故障、电缆故障、 欠压保护动作、过压相序不平衡、油路阻塞、回油过滤器阻塞、引导系统故障、门保护电缆故 障、变频器异常、电机故障、液压栗故障、操纵杆故障。
[0054]④提示信息：紧急撤桥触发、地面设备连锁、机翼保护、机门保护、触机停止、升降 高低限位、转台左右限位、轮架左右限位、桥头左右限位、通道伸缩限位、坡度上下限位、地 板上下限位、触机减速、油栗停止、超越保护状态、触机限位、触机减速、遮蓬触机限位、遮蓬 伸缩限、调平杆伸缩限、超声波测距、通道伸长减速、通道缩短减速、泛光灯开启、门保护投 入、双桥防撞限位、卷帘门开启、接触飞机、防撞击传感器被激活、操纵杆压帽未按下、靠近 飞机低速、锁桥、自动调平失败。
[0055]⑤操作记录:前进、后退、轮架左转、轮架右转、上升、下降、桥头左转、桥头右转、遮 蓬伸出、遮蓬缩回、活动地板左倾、活动地板右倾、卷帘门上升、卷帘门下降、急停按钮、操纵 杆压帽动作、操纵杆向前动作、操纵杆向后动作、操纵杆向左动作、操纵杆向右动作、钥匙开 关转到了手动位置、钥匙开关转到了自动位置、紧急返回按钮动作、调平臂伸出、调平臂收 回。
[0056] (2)400HZ 电源
[0057]①状态信息:设备待机、设备使用、设备报错、连锁信号；
[0058]②实时数据:输出电压设置值、电压补偿设置值、输入线电压、输入频率、直流瞬时 电压、直流平均电压、三相输出电流、平均输出电流、输出频率、三相输出相电压、平均输出 相电压、三相输出线电压、平均输出线电压、电缆插头三相输出电压、电缆插头平均输出电 压、AC模块温度、DC模块温度、逆变器电流、内部直流电压。
[0059 ]③故障记录:实时时钟、错误号、输入线电压、输入频率、直流瞬时电压、直流平均 电压、三相输出电流、逆变器电流、三相输出相电压、DC模块温度、AC模块温度、内部直流电 压、输出电压设置值、电压补偿设置值。
[0060] ④信息记录:设备运行、设备停止、紧急停止。
[0061] (3)飞机专用空调
[0062]①状态信息:机组开关、故障指示。
[0063]②实时数据:送风压力、送风温度、环境温度、三相输入电压、三相输入电流、送风 量、风速、压缩机运行电流、制冷系统的高压压力、制冷系统的低压压力。
[0064] ③故障记录:送风机过载、漏网压差保护、压缩机过载保护、压缩机低压力保护、紧 急停止、冷凝风机过载保护、烟雾报警、送风压力过高保护、送风压力过低保护、鼓风机故 障、主电流检测过大、主电流检测过小、相序故障。
[0065] ④信息记录:风管选择、模式选择、设备启动、设备停止、紧急停止。
[0066] (4)航班信息
[0067] ①航班基本信息:编号、停场类型、进港航班、出港航班、计到、预到、实到、计飞、预 飞、实飞、航空公司、执行日期、机位。
[0068]②飞机信息：机号、机型。
[0069]在本实用新型的实施例中：
[0070] 1、采集器用于采集登机桥、飞机空调和400HZ电源的运行数据等，并通过以太网或 GPRS(无线网络通讯的一种技术)将相关数据发送到服务器。对于已提供标准通讯接口供外 系统采集数据的登机桥和桥载设备，采集器利用与设备相应的通讯接口，或利用接口转换 器转换成设备的适应的通讯端口，实现与设备的连接，并根据设备支持的通用的或厂家自 主设计的通讯协议与设备实现通讯，获取设备的运行数据。对于没有提供通讯接口的设备， 采集器通过采集设备本身信号关键点或加装信号传感器的方式获取设备的运行数据。采集 器支持以太网传输和GPRS传输两种通信模式。以太网版本的采集器需借助有线网络传输数 据，其通信稳定，不易受到外界信号的干扰，数据传输更安全更高速，适用于多数安装环境。 个别不便于布置有线网络的安装环境可采用GPRS版本的采集器，通信方便，移动性好。 [0071]如图3所示，采集器包括核心模块和拓展输入模块两大部分。
[0072]以太网版本的核心模块包括采集器的中心处理器、2个以太网端口、1个RS485(通 讯接口）端口和1个RS232(通讯接口）端口。其中一个以太网口用于接入与服务器连接的局 域网，实现设备数据的上传。另一个以太网端口、RS485端口和RS232端口用于与设备或者拓 展输入模块的通讯，获取设备的运行数据信息。
[0073] GPRS版本的核心模块包括采集器的中心处理器、1个GPRS通讯模块、1个以太网端 口、1个RS485端口和1个RS232端口。安装有SM卡(移动电话身份识别卡）的GPRS模块通过 GPRS网络接入英特网，连接到服务器的公网IP，实现设备数据的上传。以太网端口、RS485端 口和RS232端口用于与设备或者拓展输入模块的通讯，获取设备的运行数据信息。
[0074]拓展输入模块是兼容交流、直流开关信号，0-10V、0-20mA模拟量信号采集的信号 采集模块。拓展输入模块用于通过采集设备本身信号关键点或加装信号传感器的方式采集 登机桥或桥载设备中通过通讯方式无法获取的数据。
[0075]核心模块以微控制器作为处理器，另外包括电源稳压模块、RS232电平转换模块、 RS485电平转换模块、以太网通讯模块。
[0076] 核心模块的电源稳压模块为其他模块提供合适的工作电压，微控制器完成数据的 处理和存储，通过RS232/RS485转换模块和以太网通讯模块与拓展输入模块和登机桥、桥载 设备控制器通讯获取设备运行数据;通过以太网通讯模块或GPRS通讯模块与服务器通讯上 传设备的数据。
[0077] 核心模块的微控制器的型号没有特定要求，但至少需要支持2组USART(全双工通 用同步/异步串行收发模块)通讯口，如STM32系列微控制器。
[0078] RS232和RS485电平转换模块可根据微控制器的运行电压选用合适的电平转换芯 片。TTL(电平类型）电平的通讯引脚分别连接到微控制器的USART通讯T)(D(发送数据)和RXD (接受数据）引脚。RS485芯片的A、B、GND(接地引脚）引脚和RS232芯片的RS-232INPUT和（输 入)0UTPUT(输出）、GND引脚分别通过接线端子和DB9(插座接口类型)插座与外部设备连接。
[0079] 以太网模块可选用SPI(串行外设接口）总线或串口控制的以太网控制芯片。由于 核心模块需要提供2路以太网端口，即使用2块以太网控制芯片，因此推荐选用SPI控制的以 太网控制芯片，如W5500(以太网控制芯片型号），当选用的微控制器不支持SPI总线时，可以 用普通10口通过软件编程模拟SPI通讯口。当使用W5500作为核心模块的以太网控制芯片 是，2块W5500芯片的SPI通讯引脚(MIS0(主器件数据输入）、MIS0、SCLK(串行时钟）同时连接 微控制器对应的的SPI总线引脚，SCS(引脚名）、RST(引脚名）和INT(引脚名）引脚则分别连 接到微控制器的不同的普通10口。微控制器通过控制2块W5500芯片的SCS引脚的电平，选择 使能其中一块芯片的SPI通讯。W5500的以太网通讯端口则通过分别连接2个RJ45(接口类 型）的网线接口，通过网线与其他设备连接。
[0080] GPRS模块选用可通过USART控制的模块，例如SM900A(无线通讯模块型号）APRS 模块的TxD和RxD引脚交叉连接到微控制器的TxD和RxD引脚上，通过SMA(接口名称)接口外 接GSM(全球移动通信系统)天线接收发送网络信号。
[0081]拓展输入模块具有独立的控制器。控制器读取各路输入量的开关或模拟量信号， 通过RS485总线与核心模块连接，把数据传送到核心模块。同一核心模块能同时连接多个拓 展输入模块，拓展输入模块之间通过拨码开关相互区别。拓展输入模块的控制微控制器的 型号没有特定要求，但至少需要支持1组USART通讯口。拓展输入模块的微控制器的USART通 讯口通过RS485电平转换芯片连接到核心模块的RS485通讯引脚，实现与核心模块的通讯。 电平转换芯片的TTL电平信号引脚分别连接到微控制器的USART通讯TXD和RXD引脚。RS485 芯片的A、B、GND引脚连接到核心模块对应的RS485通讯接线端子。拓展输入模块具有多路兼 容交流、直流开关信号，0-1 〇V、0-20mA模拟量的输入端子。输入信号的类型通过模块电路板 上的跳线选择与实际接线对应。拓展输入模块通过光电耦合器采集开关量信号。用光电耦 合器采集开关量信号实现了采集器电路系统与设备电路系统的隔离。通过选用双向或单向 光耦和选择合适阻值和功率的电阻，保证光耦输入端的电流在光耦的允许范围内，就能实 现对不同电压的交、直流开关信号的采集。对于不带电压的开关触点，可从模块的供电电源 连接到触点以检测触点的通断。拓展输入模块通过电阻分压的方式采集0-10V模拟量信号， 根据欧姆定律原理，利用两个电阻分压，使把0-10V电压转换为0至微控制器工作电压接入 微控制器的ADC(端口名）输入端口。拓展输入模块通过并联电阻的方式采集0-20mA模拟量 信号，根据欧姆定律原理，在电流信号和数字地间并联合适阻值的电阻，使当电流信号为 20mA时，电阻上的电压为微控制器的工作电压。微控制器的ADC(模数转换器)输入引脚连接 到电流信号引脚，ADC引脚读取到的0至工作电压的数值，就代表0-20mA的电流信号值。 [0082]如图4所示，核心模块的控制器程序框图：
[0083]核心模块的控制器控制程序分为：数据处理与存储、硬件驱动、设备的协议通讯、 与服务器的WebService通讯4部分。核心模块通过硬件驱动，从硬件接口与登机桥和桥载设 备的控制器实现既定协议的通讯获取设备运行数据，数据在核心模块中经过处理和存储， 又通过硬件驱动从硬件接口以调用服务器WebService的形式发送到服务器。
[0084]硬件驱动:包括微控制器USART、SPI、普通10 口的初始化程序，USART的发出和接收 中断函数，SPI接收发送函数接口函数等。
[0085] 与设备的协议通讯程序:根据被监测设备支持的通讯协议格式设计，按照协议格 式控制USART通过RS232或RS485通讯口向设备发送读取数据的请求命令，通过USART接收设 备回复的数据帧，并提取其中有效的数据信息。
[0086] 若需要通过拓展输入模块采集设备的信号点数据，核心模块需要支持与拓展输入 模块匹配的Modbus-RTU主站通讯协议。核心模块定时向指定地址的拓展输入模块发送读取 存储器数据的命令，等待存储器回复，从应答数据帧中提取该拓展输入模块的寄存器数据， 并把寄存器数据对应到设备的运行数据。
[0087]以太网版本的核心模块与服务器的WebService通讯:完成现场采集器的设备数据 上传到服务器的工作。核心模块通过集成了 TCP/IP(网络通讯协议)协议栈的网络通讯模块 通过双绞网线链接到服务器。核心模块的软件程序中设置好目标服务器IP和端口，通过 HTTP POST(与服务器交互的方式）的方式调用服务器的WebService接口函数，把数据传递 到服务器。程序设定每当设备的关键数据点改变，或每隔5分钟，就向服务器发送一次设备 数据。
[0088] GPRS版本的核心模块与服务器的WebService通讯:完成现场采集器的设备数据上 传到服务器的工作。核心模块通过集成了TCP/IP协议栈的GPRS通讯模块通过GPRS网络连接 到服务器。微控制器通过USART发送AT指令控制GPRS模块，设置好目标服务器IP和端口，通 过HTTP POST的方式调用服务器的WebService接口函数，把数据传递到服务器。程序设定每 当设备的关键数据点改变，或每隔5分钟，就向服务器发送一次设备数据，图5是核心模块程 序运行流程图。
[0089]如图6所不，拓展输入模块框图
[0090]拓展输入模块的控制程序包括:硬件驱动、信号采集和与核心模块的Modbus RTU (通讯协议类型)通讯3部分。拓展输入模块的微控制器通过普通10 口和内置的模数转换器 读取设备的开关量和模拟量数据。微控制器启动时，通过程序控制完成USART、普通10口和 ADC转换器的初始化。通过普通10 口读取拨码开关设置的从站地址。
[0091]程序初始化后，开始定时从对应10 口和ADC读取设备的关键点数据，并保存到一个 既定顺序的数组。同时，程序激活USART接收完成中断，监听USART接收到的数据。当接收到 从站地址是本机的符合Modbus RTU格式的查询指令时，通过USART发送回复帧，把设备数据 发送到核心模块，图6是拓展输入模块程序运行流程。
[0092] 如图7所示，服务器包括web services(web services是基于网络的、分布式的模 块化组件，它执行特定的任务，遵守具体的技术规范，这些规范使得网络服务能与其他兼容 的组件进行互操作）、数据库、后台软件、FTP(文件传输协议)服务器。主要数据传输包括以 下五点：
[0093] 1 ?采集器调用web services传输设备数据。
[0094] 2.智能终端调用web services传输应用数据。
[0095] 3.机场其他系统通过后台软件进行数据同步和共享。
[0096] 4.web services、后台软件、客户端连接数据库进行数据存取。
[0097] 5.客户端通过FTP服务器进行文件存取。
[0098] 图7阐述了服务器内部各个组件之间的相互关系，采集器采集到的设备数据通过 web services进入到服务器，存储到数据库中，通过后台软件对数据进行加工、与机场其他 系统进行数据同步和共享;客户端通过数据库客户端与数据库进行通讯，以获取数据。 [0099] Web services主要有两个用途，第一个用途是为采集器输入设备数据提供接口， 第二个可为机场其他系统访问服务器提供接口。
[0100] 1、设备数据输入接口
[0101] 采集器调用服务器端的web services，web services接收到数据后，调用数据库 的对应设备的存储过程。web services提供参数供采集器调用，参数包括登机桥及桥载三 种设备的设备ID(唯一编码）、输入时间、运行状态、故障信息、其他模拟量数字量参数。 [0102]接口函数获得以上参数后，调用存储过程对以上数据进行存储处理。主要处理包 括:离线判断、实时数据更新、触发判断、历史记录存储、报警信息判断、状态运行时间累积。
[0103] 离线判断:可用输入时间作为该数据是否为离线数据的判断依据。
[0104] 触发判断：主要包括运行状态触发判断、故障触发解除判断、操作触发判断。可判 断状态点以及各个数字点是否有触发和解除。用于跟踪登机桥运行情况。
[0105] 历史记录存储：可存储监测机发送的原始采集记录、以及处理判断后的状态变化 和数字点触发历史记录。
[0106] 报警信息判断:判断该设备是否触发故障报警，若需故障报警，要激活该桥的弹窗 标记和自动发短信标记。
[0107] 状态运行时间累积:在每一次有数据输入时，计算它和上一条数据的时间差，并将 该时间差累积到这段时间的状态上；累积后的数据可直接用于统计某段时间内该设备运 行、待机、故障等等不同状态的运行时间。
[0108] 以上处理均在存储过程中进行，以登机桥为例的具体实现流程图如图8所示。
[0109] 图8说明，接收到监测机数据后，判断数据是否有效，有效则调用存储过程传递参 数;存储过程通过设备id获取上一次的状态信息，根据输入时间判断是否离线数据，并更新 最新状态细腻些，存储原始采集记录数据，逐位判断故障编码、操作编码、信息编码等编码 是否触发或接触，并记录；累计该状态的运行时间；若运行状态与上一次状态不同，说明状 态有变化，结束上一次状态，并计算持续时间，插入新状态并更新状态触发时间，判断设备 状态是否正常，若数据为在线数据，且为不正常状态，若设备发送的是在线数据且为设置为 维保状态时，说明设备故障，需激活弹窗标记。
[0110] 其中逐位判断故障编码是否触发或解除的实现流程如图9所示，首先获取该设备 上一次的故障编码，判断故障编码是否改变，获取编码长度，将新旧编码进行逐位对比，当 有位数不相等时，判断该位为触发还是解除，并储存记录；
[0111] 可为机场其他系统提供接口
[0112] 表1与机场其他系统接口的通讯接口说明表
[0114] 上表为该装置与机场其他系统的接口，几个接口说明如下：
[0115] 与设备管理系统的接口：接口输入为设备类型(登机桥、桥载）、可输出该类设备的 实时统计数据。
[0116] 与地勤收费系统的接口：包括两类接口，分别为通过桥信息查询桥和桥载最后一 次使用的时间、通过航班信息查询登机桥及桥载的使用时间和次数。
[0117]数据库设计
[0118] 系统数据库采用关系型数据库，如图10所示。由图10知，数据库对象包括:数据表、 视图、存储过程、触发器、索引等，主要功能实现方案如图11所示：
[0119] 数据库端开发的功能包括数据存储、数据操作接口、掉线检测、报警检测、数据统 计、后台软件、FTP服务器等7个部分。具体介绍如下：
[0120] 数据存储
[0121] 各类数据在数据库中以关系数据表形式存储，设备监控基础数据包含实时状态数 据表、数据采集原始数据表、历史变化记录表、报警信息表、报警历史记录表、数据编码解码 表，以及航班信息表、人员信息表、作业信息表、审批记录表、系统日志表、系统信息表、账号 表等。不同设备建立不同存储表、并为每个设备设定唯一 ID，其他子表中均以该ID关联。
[0122] 数据操作接口
[0123] 数据库使用存储过程为数据的操作提供接口，主要包括以下类型接口：
[0124] a)设备数据输入和预处理接口 ：此接口接收数据设备数据、并与现有最新数据对 比判断设备状态是否变化、触发。存储历史记录、判断是否需故障报警、是否需弹窗和发短 信、累计设备状态时间。
[0125] b)其他数据输入接口 ：系统日志录入接口、作业信息录入接口、审批记录入接口、 新增设备接口、新增用户接口、确认信息输入接口、报警条件输入接口。
[0126] c)数据查询接口 ：此接口包括图形界面数据获取接口、列表数据获取接口、历史记 录查询接口、原始数据查询接口、报警记录查询接口、航班信息查询接口、人员信息及作业 信息查询接口、审批记录查询接口、系统日志查询接口、软件最新版本查询接口、设备基础 信息查询接口、用户信息查询接口等。
[0127] d)数据更新接口：设备基础信息更新接口、用户权限更新接口、用户信息更新接 口、数据编码信息更新接口、报警条件更新接口、设备监控状态更新接口。
[0128] 掉线检测
[0129] 数据库使用定时计划结合存储过程定时检测设备在线状态，在存储过程中查找最 新更新时间大于10分钟(可设定)的设备，将状态置为掉线，并激活弹窗报警。
[0130]报警检测
[0131]数据库使用定时计划定时检测报警条件是否触发，首先查找出符合报警条件的设 备、判断当前是否有报警信息，若无报警信息，加入新报警。
[0132]数据统计
[0133] 数据库提供各类统计数据输出接口，包括设备故障次数统计、设备状态时间统计 表、设备故障确认次数统计表、航班使用桥和桥载数据统计表、设备总体情况统计表。
[0134] 后台软件
[0135] 后台软件主要用于同步设备管理系统维修保养数据、报停数据，后台采用winfrom (桌面应用程序)程序，定时访问其他系统的数据接口，存入本机数据库。
[0136] FTP服务器
[0137] 在服务器端需搭建ftp，并将最新版本的程序放置其中，监测机和客户端可通过登 录该ftp下载最新的程序，以进行自动更新。
[0138] 监控工作站，作为客户端，从服务器端可将获取的设备实时数据，通过图形化，列 表式的监测界面呈现给用户。用户可以通过图像界面直接监测航站楼所有登机桥及桥载设 备的实时状态；点击对应区域，就可看到该区域的设备的实时状态；点击相应设备，可进入 第三层界面，查看设备的详细数据，并可查看该设备的历史记录、状态变化记录等信息;对 于故障或异常的设备，系统将通过在客户端弹窗报警，或者自动发短信的模式通知用户，用 户接收到故障通知后，在系统进行确认后，可做到及时处理相关问题。
[0139] 客户端登机桥的故障、限位触发、操作触发等声光报警信号，需要用户进行确认。 客户端对设备状态的各个运行时间/次数进行统计生成报表，同时可用excel格式导出。 [0140]客户端由系统管理、基础信息管理、监控图形界面、设备状态列表、用户中心、短信 管理、统计信息查看七个模块组成，软件结构如图12所示。
[0141]系统管理:管理用户角色与权限、用户账号信息、现场检测机软件版本管理、客户 端版本号管理、查看登陆日志。
[0142] 基础信息管理：管理登机桥和桥载的基本信息、登机桥和飞机空调编码信息、 400hz电源故障码、报警条件设定。
[0143] 监控图形界面:可查看登机桥及桥载的实时状态信息的图形界面(具有弹窗、响铃 功能），分为首层(大图）：可显示设备状态统计数据、异常状态设备列表;从首层点击相应登 机桥可进入第二层，看到登机桥和桥载设备的明细信息。
[0144] 设备状态列表:可查看登机桥的实时状态信息列表，及根据区域、运行状态筛选设 备。
[0145] 航班综合管理设计:该模块将航班信息与设备监测信息关联起来，对数据进行加 工整合，生成航班使用登机桥和桥载的时间和次数数据信息。
[0146] 历史记录:可查询设备历史记录信息和监测机发送的采集记录、报警历史记录、暂 停监控历史记录。
[0147] 用户中心：可修改用户登录口令，设置是否需要弹窗和响铃、监控界面背景颜色 等。
[0148] 短信管理:管理接收推送信息的人员、查看推送信息发送的历史记录。
[0149] 统计信息查看:可查看和导出登机桥及桥载次数时间统计信息、故障报警确认次 数统计、设备总体情况统计信息、航班使用登机桥和桥载时间次数统计。
[0150] 系统管理模块
[0151] 1.角色权限管理界面:在角色权限管理中有三个区域:角色区、功能区、绑定区，可 通过角色(功能)代码和名称进行检索，在数据表内显示，通过选择空间选择角色和功能后， 可进行绑定操作，将角色绑定至功能。
[0152] 2.用户管理界面:该界面包含查询条件、显示列表、修改框，可通过账号、部门、姓 名、角色查询用户，在列表内显示账号、姓名、账号、所在部门、角色、备注、修改按钮。修改框 在点击修改后激活，可修改用户信息、配置信息、背景颜色。删除按钮可删除在列表选中的 人员、新增按钮可激活修改框，填写后保存。
[0153] 3.系统信息：显示系统当前版本号，用户管理员修改版本号后，可通过修改按钮激 活修改框，填写新版本号，并保存更新。
[0154] 4.登录日志：在用户每次点击登录按钮时记录用户账号、时间、主机名信息，每次 点击退出系统按钮时，记录退出账号和退出时间；在列表中显示账号、时间、主机号、状态 (登入/登出）；可通过账号、时间条件查询;并有导出excel功能。
[0155] 基础数据管理模块
[0156] 1.设备信息管理：具有查询按钮、显示列表、修改框、增加按钮、删除按钮、导出 excel按钮。查询条件包括设备ID、设备名称、设备位置、设备类型;删除某台设备时，会根据 设备ID关联删掉数据集中所有与该设备相关的数据。
[0157] 2.400hz电源故障码管理:该数据包括序号、故障代码、类别、故障内容、备注、修改 人等信息；可用故障代码、名称、类别作为查询条件查询;修改按钮可修改某故障代码的故 障内容;设置删除、新增、修改、导出exce 1按钮。
[0158] 3.登机桥和飞机专用空调编码管理:该数据包括序号、编码、设备类别、信息类别、 触发位含义、非触发位含义、触发位(〇或者1)、备注、修改人等信息;从登机桥、飞机专用空 调采集到的数字点可分为信息记录、操作记录、故障记录三个部分;将其编码化，编码可由 故障类型+编码位置组成;在该界面可对编码进行修改、导出exce 1操作。可修改编码是否报 警属性，修改后，该编码加入后台扫描，触发时可进行报警。
[0159] 4.报警条件设定界面：该界面可设定模拟量的报警阈值，设定时填写：报警参数 (填写后自动匹配该参数的数据库字段）、允许最小值、允许最大值；自动生成可修改的报警 语句;新增后，该报警条件加入后台扫描，触发时可进行报警。
[0160] 监控图形界面设计
[0161] 1.首层界面：
[0162] 该界面包含主监测图形界面（左边），全局统计信息（右上）、报警信息（右下）三部 分，每6秒刷新一次;主监测图形界面以机场布局缩略图为背景(上图为白云机场航站楼布 局），包含所有被监测的登机桥及桥载，设备监测点的位置与现场设备位置基本一致，以不 同形状图形显示不同设备，以不同颜色显示不同状态;全局统计界面包含登机桥及桥载等 设备当前的实时统计情况，能反映机场目前运行、待机、故障灯状态的设备数量;报警信息 显示当前状态异常(故障、掉线等）的设备，当有设备触发故障时，会弹窗提示窗口和响铃， 以便提醒用户安排维修。
[0163] 图13说明：数据刷新过程用异步委托，初始化登机桥控件的形状，将控件加入控件 数组，加载用户配置，初始化刷新时间；刷新时间到则执行事件;现场服务器通过存储过程 调用数据，提取状态异常的数据，在报警列表显示;提取实时状态表，循环给登机桥逐个复 制，对于需要弹窗响铃的登机桥，弹窗新窗口并调用铃声，并标记本次状态已弹窗。
[0164] 首层界面飞机空调和400HZ电源等设备的刷新方式与登机桥相同。
[0165] 在登机桥控件绑定事件，点击控件可跳转至相应区域的第二层界面。
[0166] 登机桥及桥载明细界面
[0167] 第二层图形界面显示了该登机桥和桥载的详细数据，用模拟仪表、登机桥桥头、轮 架的形状来表示模拟桥身角、轮架角、桥头角的变化。并显示登机桥的坡度、行走速度、高 度、长度的数据。显示当前触发的故障、当前信息记录的触发、操作记录的触发情况。
[0168] 在第二层用飞机空调内部结构示意图显示压缩机、冷凝风机、送风机、风管、电压 等状态。显示当前触发的故障、状态变化的历史记录。
[0169] 第二层显示400hz电源的详细数据，包括内部详细线电压、电流；相电压、电流;AC 模块温度、输入输出频率、输出电压、直流瞬时电压、直流平均电压；电缆的状态、反馈、电压 补偿设定值；
[0170] 同时在第二层可查看登机桥、飞机专用空调、400hz电源当天的历史记录信息。
[0171] 首层界面每次访问数据库刷新数据时，提供一个具体桥号的参数，当进入第二层 界面时，赋予该参数桥号。首层界面可从数据库获取该桥的具体参数。
[0172] 监控列表界面
[0173] 除了图形界面外，设备状态查询列表可查询登机桥、飞机专用空调、400hz电源的 实时状态列表。界面支持自动刷新，刷新方法与图形界面相同；在监控列表界面中以列表形 式显示登机桥及桥载的实时运行状态，包括设备状态、区域、设备编号、状态触发时间、更新 时间等信息；同时，可通过区域、设备类型、设备状态对数据进行筛选。
[0174] 航班综合管理
[0175] 系统能与机场航班信息联动，通过与机场航班系统进行通讯同步数据，将航班信 息整合至该系统服务器，后台通过航班信息中的机位与登机桥进行关联，整合登机桥及桥 载实时监测数据，可计算每个航班所使用登机桥、飞机专用空调、400hz电源的使用时间和 次数信息，可作为对航空公司的收费依据；
[0176] 信息流动如图14所示，航班信息如图15所示。
[0177] 航班信息包括航班信息系统的基本航班信息和与监测系统计算出来的使用设备 时间和次数。
[0178]主要包括数据同步模块、航班信息预处理模块、计算模块、查询显示模块，各个模 块的作用分别如下：
[0179] (1)数据同步数据:数据同步模块通过标准接口与航班管理系统定时同步数据，将 航班信息同步到监控系统数据库。
[0180] (2)航班信息预处理模块:该模块对航班信息进行预处理，通过该航班的预到、实 到、预飞、实飞、停场类型，计算该航班停场时间。若为过站航班，则以实到、实飞为开始结束 时间；若为航前航班，则计飞减1小时（可调)作为开始，实飞作为结束时间；作为航后航班， 则以实到作为开始，实到加3小时(可调)作为结束；
[0181] (3)计算模块:该模块目的是统计已完成保障的航班在机场使用登机桥及桥载的 次数和时间。该模块通过提取航班停场时间内的登机桥和桥载的运行监测数据，累积登机 桥状态为"接机"、桥载状态为"运行"的次数和时间，将该数据与航班信息绑定；
[0182] (4)查询显示模块：
[0183] 1.该模块提供给航空公司、地勤公司人员提供了查询接口，航空公司可以通过该 模块检索与他相关的航班使用登机桥和桥载的时间和次数;地勤公司用户可通过该模块查 询数据并导出至收费计费系统。
[0184] 2.该模块可查询每个机位的航班动态信息，可查询某个时间段内各个机位的使用 情况和设备运行状态；
[0185] 各模块连接关系如图16航班信息处理流程图所示。
[0186] 图16为航班信息处理流程图，显示该功能的各个模块之间的关系，航班信息通过 "数据同步模块"输入后，"航班信息预处理模块"对其初步加工，经过"计算模块"计算后，由 "查询显示模块"呈现给用户。
[0187] 历史记录
[0188] 系统设计了两种形式的历史记录查询功能，一种是未经处理加工过的采集记录， 这是监控系统的原始数据；另一种是加工过后的能显示该登机桥状态变化、信息触发情况 的历史记录，此历史记录能让用户更直观的跟踪登机桥的状态，系统筛选去除掉重复的状 态数据，显示每次状态变化的开始时间、结束时间和持续时间。以及各个数字点每次触发和 解除的时间和状态。
[0189] 历史记录采取分步加载方式，避免因查询天数太多，造成界面卡死现象;还可避免 因查询数据太多数据库索引失效，如查询多天记录时，系统按天分多次加载，异步显示，用 进度条提示查询进度；
[0190] 用户中心设计
[0191] 系统使用的用户可在用户中心管理登陆密码、配置个性化监控信息，可在此中心 修改监测设备类型、设置是否弹窗响铃、界面的背景颜色等信息。
[0192]统计信息查看模块设计
[0193] 统计信息查看模块示意图如图17所示。
[0194] 本模块包含登机桥及桥载系统状态次数、时间统计、设备弹窗报警情况统计、航班 使用登机桥及桥载次数、时间统计。
[0195] 1.登机桥及桥载系统状态次数、时间统计
[0196] 图18所示，登机桥及桥载系统状态次数、时间统计模块对数据在录入时按天所累 计的各个状态运行时间进行统计，统计各个设备的每个状态(包括运行、待机、故障、掉线 等)在某段时间内的总累计时间和次数，并以列表呈现。
[0197] 2.设备弹窗报警情况统计
[0198] 图19所示为设备弹窗报警情况统计框架图。
[0199] 由图19可知，该模块可分别统计每天早班、晚班所接收弹窗报警次数、每个小时所 接收弹窗报警次数、具体每次报警处理情况;按早晚班统计各个时段的报警次数;可统计指 定日期段的早班和晚班报警次数;按小时统计的可以统计指定日期;此外，系统可统计具体 每次故障的设备的报警状态、故障内容、故障触发时间、派工时间、故障恢复时间、派工时 间、故障修复时长；以上统计方法可分析设备在不同时段的故障规律、评估每次故障的修复 情况。
[0200] 3.航班使用登机桥及桥载次数、时间统计
[0201] 在服务器后台，定时从航班信息系统更新三天以内的航班数据，并提取每个航班 停场时间内的登机桥、飞机专用空调、400hz电源的运行状态时间和次数，可提供给收费系 统作为收费标准。
[0202] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，其特征在于，所述登机桥及 桥载设备远程监测装置包括:服务器，所述服务器通过oracle client组件与监控工作站连 接，外系统通过以太网与服务器通讯，采集器通过web services与服务器通讯，所述采集器 通过RS232/RS485与登机桥和桥载的控制器通讯口进行通讯。2. 如权利要求1所述的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，其特征在于， 所述采集器包括： 用于获取设备运行数据信息的核心模块； 用于通过采集设备本身信号关键点或加装信号传感器的方式采集登机桥或桥载设备 中通过通讯方式无法获取数据的拓展输入模块。3. 如权利要求2所述的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，其特征在于， 所述核心模块包括采集器的中心处理器、1个GPRS通讯模块、1个以太网端口、1个RS485端口 和1个RS232端口，安装有S頂卡的GPRS模块通过GPRS网络接入英特网，连接到服务器的公网 IP。4. 如权利要求2所述的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，其特征在于， 所述核心模块还包括： 用于提供工作电压，完成数据的处理和存储，通过以太网通讯模块或GPRS通讯模块与 服务器通讯上传设备数据的电源稳压模块； 用于根据微控制器运行电压选用电平转换芯片的RS232电平转换模块和RS485电平转 换丰吴块； 选用SPI总线或串口控制的以太网控制芯片，用于上传数据的以太网通讯模块。5. 如权利要求2所述的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，其特征在于， 所述拓展输入模块具有多路兼容交流、直流开关信号，0-10V、0-20mA模拟量的输入端子。6. 如权利要求5所述的基于航班信息的登机桥及桥载设备远程监测装置，其特征在于， 所述拓展输入模块进一步设置有采集开关量信号光电耦合器。
【文档编号】G05B19/048GK205594405SQ201620163488
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】陈桂波, 莫伟舜, 杨婷
【申请人】广州白云空港设备技术发展有限公司