基于单片机控制的智能航空机务维修工具箱设计

尹朝辉

摘 要：以STC89C52单片机为控制核心，设计了一种既能对工具放置不到位进行检测，同时还能对丢失工具进行报警的智能航空机务维修工具箱，对于减轻维修人员的工作压力，提高工作效率有着较高的实用价值。

关键词：单片机；智能航空机务维修工具箱；无线收发模块；声光报警

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）05-0066-02

Design of Intelligent Aviation Maintenance Toolkit Based on SCM Control

YIN Zhaohui

（Zhengzhou Xinzheng International Airport Limited Company，Zhengzhou Henan 451150）

Abstract： The STC89C52 single chip microcomputer as the control core， we designed a kind of can not only to test the tool place not in the position， but also alarming for lost tools intelligent aviation maintenance toolkit. To reduce the working pressure of maintenance ， improve the work efficiency has a high practical value.

Keywords： single chip microcomputer；intelligent aviation maintenance toolkit；wireless transceiver module；sound and light alarm

隨着我国科技的进步和经济的发展，诸多航空公司纷纷引进采用新技术的飞机，使飞机的可靠性和安全性有了较大提高。但在航空事业大发展背景下，航空安全依然是最为重要的问题。目前，我国航空维修还主要依赖人力，在维修过程中，维修人员容易受一些因素的影响导致出现差错。在航线维修中，尤其是在凌晨1点到3点钟这段时间内，人的大脑和精力处于最低点，这种状态下最容易发生“错、忘、漏”等人为差错。此外，机务维修工具的管理也是诱发这些差错的关键因素。孔子曰：“工欲善其事必先利其器。”由此可见，设计一种智能化的维修工具箱尤为重要。

1 系统功能描述

为了防止因工具遗失而造成不良后果，本文设计了一种具有可靠双保险报警提醒功能的工具箱。第一种报警提醒功能是：当完成维修工作后，工具没有全部按规定位置放入工具箱而直接关闭箱盖时，会自动发出声光报警，提醒维修人员工具回收不齐全；第二种报警提醒功能是：当工具遗失（即工具和工具箱之间的距离超出控制范围）时，也会自动发出声光报警[1]。为实现上述功能，本系统包括母系统和子系统两部分，各部分结构原理如图1所示。

母系统安装在工具箱内，子系统跟随工具移动。在工具箱盖处于关闭状态时，系统电源开关自动打开，系统进入工作状态，这时母系统进行两方面的工作：①通过工具检测模块，检测工具是否放置到位，若未放置到位则启动声光报警；②通过无线发送模块A，每隔20s向外发送一次信号，子系统的无线接收模块A在收到母系统无线发送模块A的信号后，通过无线发送模块B向母系统反馈“应答”信号，当母系统收到“应答”信号后，即可确认工具（即子系统）在可控制范围内。若母系统连续3次未收到子系统的“应答”信号，则判断工具遗失，启动声光报警[2]。

2 系统硬件设计

该设计的硬件部分包括控制模块、工具检测模块、无线收发模块和报警模块4部分。

2.1 控制模块设计

该设计中的控制模块采用性能稳定的单片机作为控制核心。单片机的种类较多，其中STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程、可擦除只读存储器的低电压、高性能单片机，其具有单片机的各种操作指令和强大的控制功能，能满足本设计需求。此外，STC89C52单片机价格十分便宜，因此选择STC89C52型单片机为控制核心。

2.2 工具检测模块

在每个工具卡槽底部安装一个常闭式键开关，所有键开关的一端连接到一起共同接地，另一端分别通过上拉电阻接单片机的端口。当工具放入卡槽内，则键开关断开，单片机的该引脚输入为高电平，否则输入为低电平。

2.3 无线收发模块

无线收发模块采用低功耗、低价位的通用编码解码芯片PT2262/PT2272。PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时，相应的数据引脚输出高电平。由于本系统中发射和接收只用于传送“应、答”信号，故无线发送模块A、B分别只用一个数据输入引脚和单片机连接[3]。

2.4 报警模块

当母系统检测到工具没有放置到位或工具遗失时，则需要发出警示信号，报警电路如图2所示。当需要报警时，周期性的脉冲信号从单片机P2.0引脚输出，PNP型的三极管Q1断续导通截止，蜂鸣器报警；同时，由VCC、R2、D1和P2.0构成的发光回路断续导通，使发光二极管D1闪烁，发出视觉上的警示[4]。

3 软件系统设计

由于本系统的硬件组成包括子系统和母系统两部分，所以软件系统也应该包括两部分。为了优化系统程序结构，采用模块化程序结构，母系统的软件包括4个模块，分别是主程序、报警子程序、定时器和外部中断INT0的中断服务程序。主程序的主要功能是实现系统初始化、检测工具放置到位开关状态等；定时器中断服务程序的功能是利用硬件定时和软件计数相结合的方式定时20s，每当定时时间到，则通过单片机的引脚控制无线发送模块A发送“问”的信号；外部中断INT0的中断服务程序的功能是接收子系统发送来的“答”信号，若系统发出一“问”，能收到一“答”，表明工具在可控范围内，否则，当连续三次未收到“答”信号时，调用报警子程序（需要注意的是：报警程序需要硬件才能复位）[5]。

4 结语

本系统以STC89C52单片机为控制核心，以常闭式键开关作为工具检测器件，以通用编码解码芯片PT2262/PT2272作为无线电收发模块，解决了多种情况下引起的工具丢失问题。同时，采用声光报警进行提醒，有效提高了机务维修人员清点工具的效率，对保护航空安全起到了一定作用。经测试，本系统稳定可靠，成本低廉，安装方便，有较高的实用价值。

参考文献：

[1]王啸东，尤凤翔.基于单片机的智能防丢器系统设计[J].河南科技，2011（21）：61.

[2]刘胜男，苏树兵.一种电子防丢器的设计[J].宁波工程学院学报，2016（2）：22-25.

[3]丁庆哲.基于单片机的智能火灾报警系统的设计[J].黑龙江科技信息，2016（9）：91.

[4]李从宏.一种针对PT2262编码芯片的编码软件设计[J].南京工业职业技术学院学报，2013（2）：50-52.

[5]赵亚丽.基于单片机和PT2262/2272的电源控制系统[J].装备制造技术，2016（9）：210-212.