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1．概述 廣西廣播電視信息網絡股份有限公司按照“有人留守，無人值班”的設計思路開發了一套無線發射臺遠程網絡監控管理系統，對廣西1 6座邊遠廣播電視無線發射臺進行遠程集中監控管理。原監控系統采用下位機和上位機監控的模式，下位機采用以8位單片機為處理核心的單片機系統，這種系統具有集成度低外圍擴展電路多、系統主頻低、實時響應性慢的缺點，同時單片機與計算機交互需要許多專用的軟硬件，不同廠家的發射機甚至同一廠家的不同類別、不同功率等級的發射機對應不同程序，使系統備件增加，而且在需要更新升級的時候只能奔赴發射臺現場，這對于有著程序多樣性的各類發射機采集控制器來說顯得十分繁瑣，給維護管理帶來極大的不便。隨著大規模集成電路和嵌入式技術的發展，自動控制領域向高集成、高速度、快速響應、易維護管理等方向發展。正因為如此ARM9以其高集成的軟硬件系統和良好的可移植性及性價比走進了工業自動化控制領域，我們將嵌入式ARM9系統很好地運用于無線發射臺尤其是高山臺智能化監控系統中，不僅進～步提高了發射臺發射機控制系統的精度和穩定性，也解決了程序更新難的問題。在更新程序或備份設備更換、新增設備燒寫的時候只需將該設備插上網線連入監控系統內部局域網，就可以在局域網的任何一地對其進行燒寫、更新軟件。系統改進后下位機、上位機以及采集控制器的維護與升級都變成了極其方便和簡單，進一步減少了發射臺管理和運行維護成本。 2．系統構成 ARM (ADVANCED R I S C Machines)，原意為公司名稱，現泛指一類微處理器，一種技術，指采用ARM技術知識產權（IP）核的微處理器。它是一種先進的精簡指令系統微處理器，具有性能高、成本低和能耗省的特點。支持多任務操作系統，就是說在一塊ARM芯片上可以移植一套完整的操作系統，能夠完成類似個人計算機操作系統所能完成的基本功能，其內核CPU采用AT91SAM9260的ARM芯片，該模塊出廠時已由廠家預裝了正版WinCE5．0實時多任務操作系統以及相關底層外圍驅動，這樣在開發基于該模塊的應用程序時，不用深入了解處理器芯片的內部結構、寄存器、總線等，而只需借助廠家提供的API庫函數就能完成相關功能，大大節省了軟件的開發周期。我們通過外圍電路設計了模擬的A／D轉換電路、開關量輸入輸出和四個串13，四個串口都可以通過跳線選擇RS232、RS485和RS422方式進行現場通訊。 Windows CE具有模塊化、結構化和基于Win32應用程序接13和與處理器無關等特點，其操作界面雖來源于Windows 95／98，但Windows CE是基于WlN32 API重新開發、新型的信息設備的平臺，是一個用于各種通訊、娛樂和移動式計算設備的操作系統平臺。WinCE5．0在2004年5月份推出，微軟宣布WinCE5．0擴大開放程序源代碼，開放了250萬行源代碼程序作為*估套件，它除了1 00％兼容于Windows CE外，還強化許多功能。ARM芯片及外圍電路結構圖如圖1 基于ARM9的EM9260系列產品的開發工具就是著名嵌入式開發工具EVC，一款類似VC開發環境的專業嵌入式開發軟件，其編程風格幾近相同于VC編程，當開發在線調試時只需借助一根網線連接到目標設備即可，這點不同于單片機設備調試，需要取下處理器芯片并借助仿真器才能調試，顯得非常方便。整個系統具有程序移植比較方便、程序類型庫管理維護簡單等優點。 3. 軟件設計 3．1程序移植 在軟件開發完成后，需要對程序進行移植，也就是類似我們單片機設備的芯片程序第一次燒寫工作。進行程序移植，實際上也就是一個文件拷貝過程，一共需要拷貝或者存儲至少6個文件，它們是userinfo．txt、dbginfo．1xt、Onboot．ini、ComNet．ini、Onboot．exe、ComNet．exe。其中CornNet．exe為設備正常工作的應用程序可執行文件，它可以為任意名稱，但是對應．Ini后綴的名稱也要跟它一致，另~l,Onboot．ini內部[run]鍵值下的對應名稱必須也要和它一致。當設備上電進入操作系統以后，系統根目錄下有一個文件名為“Nandflash”的文件夾，這就是所有以上6個文件需要存放的地方，它為系統的flash disk，設備掉電時只有存放在該文件內部的文件不會丟失，存放到其他位置的文件都將丟失(見圖2)。 以上7個文件中除ComNet New．exe外，userinfo.txt內部存放有該設備的IP地址，可以修改，相應bginfo．txt亦存放有設備lP地址信息，它必須與userinfo．txt內部IP地址一致，另外還有遠程調試主機IP地址，亦可以修改，但不建議做改動。Onboot.exe為引導應用程序，ComNet．exe為最終運行的應用程序，我們將該名字用于發射機采集控制器程序。Onboot．ini為引導程序配置說明，包括它所引導的將要運行的應用程序信息。ComNet．ini內部包含有關設備的所有參數配置，包括開放串口、設備lD、發射機機型選擇、手自動以及故障倒機狀態、自動開關機時間表等重要信息。對新開發產品進行更新軟件的步驟是：在原有6個文件的基礎上，首先需要拷貝或者替換兩個文件ComNet_New．exe、Onboot．ini，其中前者為更新文件，統一規定更新文件的文件名為在原有文件的名稱后面冠以_New未表示，Onboot．ini文件是在原文件中組名為[update]下新增鍵值0=更新文件名，原有文件名；然后給設備斷電重啟或者遠程控制設備復位重啟即可完成對設備程序的更新。 3.2 程序類型庫 為了有效的避免因為發射機的種類多，導致采集器程序較多，我們建立了發射機程序類型庫，通過對所有發射機的采集施工后，將所有程序建庫，通過簡單的設置就可以達到發射機采集器的互用。當有新的發射機加入時只需要在系統中增加該發射機的采集程序。 4．軟件功能 軟件主要分為下位機軟件和服務器軟件兩個部分。下位機硬件結構采用了嵌入式ARM，下位機的軟件采用win．dows CE系統，通過遠程的上位機可以進行在線式程序更新。操作簡單，管理方便。我們可以像在電腦上一樣嵌入設置網頁方便非專業人員對設置的更改。嵌入網頁可以設置各個通訊端口的參數、設備參數、倒備機、自動開關機等。 5．發射機采集監控系統 發射機采集控制器采用先進的嵌入式ARM9作為核心單元，它不但具有發射機參數采集、主備機倒換控制、定時開關機、遙控開關機，而且提供了發射機程序類型庫、在線式程序升級等功能極大的減少了備件的種類，方便了設備維護。一臺采集器就可以完成一套節目包括主備發射機、主備激勵器參數的采集和監視，以及故障倒備機控制等功能。上位機軟件采用B／S架構，這種機構具有升級維護方便，客戶端電腦擴展簡單等特點。通過上位機可以完成監控各個環節參數的實時動態顯示、參數異常報警、發射機遙控開關機等功能，并能夠設定發射機自動開關機、倒備機的時間設置等功能。發射機嵌入式ARM9采集器具體實現功能如下： 1）采用主備發射機互為主備的工作方式，即主備機之間沒有明確的從屬關系，隨著發射機的工作情況發射機的不同主備關系也隨之變化，大大地提高了發射機的工作壽命。 2）可以分別定義A機和B機的工作時間段。 3）A機、B機的高壓狀態，是彼此自動開關機的互鎖條件。 4）天線位置為開機的必要條件。 5）A機、B機的高壓狀態鎖定天線閘自動倒換驅動。 6）可以預設倒機的功率門限以及延時時間。 7）采集控制器根據監測當前工作發射機的發射功率判別是否需要倒機。 8）倒機流程：關閉并封鎖主機，倒換天線，開啟備機。 結構圖如圖3。 6．結束語 監控系統用ARM處理器代替單片機，不僅使系統性能得以大大提高，而且在遠程升級維護管理上有明顯的優勢。當連接發射臺監控系統的以太網中斷時，嵌入在ARM9內的網頁又可以滿足對臺內設備的自動控制和平時應急式的設置與維護，不至于造成整個監控系統的癱瘓，提高了安全播出的可靠性，并大大減少了發射臺管理和運行維護成本。 |
