一種設計簡單的數字調頻同步激勵器遠程監測系統

摘要：隨著互聯網的日益普及，廣電設備智能化、數字化的程度不斷提高，基于Internet的廣電機房設備遠程監控系統逐漸成為發展趨勢。文章給出了基于嵌入式WEB技術的GDSM-FM-06 調頻同步激勵器遠程監測系統設計方案。

關鍵詞：嵌入式WEB技術；B/S架構；遠程監測；調頻同步激勵器

中圖分類號：TP872文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)33-1506-02

Design a simple remote Monitoring system for digital synchronous frequency-modulation inciter

ZHANGHai-qiong

(Anhui Radio Film and Television Institute of Vocational Technology， Hefei 230022， China )

Abstract: As internet used widely ，broadcast equipment becomes more intelligentize and digitalize than before .remote monitoring system based on embedded web technology are popular used in broadcast field. This article gives a design of remote Monitoring system for digital synchronous frequency-modulation inciter.

Key words：embedded Web technology; b/s architecture; remote monitoring; digital synchronous frequency-modulation inciter

1 引言

機房設備監控系統，實質是遠程數據采集控制系統在行業中的狹義應用。廣電機房設備是廣電網絡的重要組成部分，做好廣電機房設備的遠程監測與控制工作，其意義不僅僅在于能夠監測廣電機房設備的工作狀態，更重要的是提高播出系統的可靠性與穩定性，使機房設備維護從定期維護轉為狀態維護，保證廣播電視安全穩定播出。為實現廣電機房“無人值班，有人留守”的現代化管理模式提供了技術保證。

GDSM-FM-06立體聲調頻同步激勵器是一款精密的全數字調頻同步激勵器。它采用先進的數字信號處理(DSP)和直接數字頻率合成(DDS)等技術實現高穩定度的射頻輸出及載波同步。調頻激勵器是調頻發射機的信息處理核心，直接決定發射機性能的優劣，同時它還部分承擔了發射機故障處理及報警的責任。因此對激勵器進行遠程監測就具有重要的意義。

根據嵌入式技術的發展和廣電機房設備的現狀，研制一種將微處理器、存儲器、網絡芯片、嵌入式網頁服務器等子系統集成一體，具有智能化、網絡化、模塊化、可靠性高、成本低廉以及維護簡單等特點的基于嵌入式WEB的數字調頻同步激勵器遠程監測系統勢在必行。

2 基于嵌入式WEB的數字調頻同步激勵器遠程監測系統的設計

2.1 系統原理簡介

嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，以微處理器或微控制器為核心的專用計算機系統。嵌入式系統與Internet技術相結合，采用B/S(瀏覽器/服務器)架構應用方式形成的嵌入式Web技術是近幾年隨著計算機網絡的普及而發展起來的一項新興技術。基于嵌入式Web技術的機房設備環境實時監控系統是指將嵌入式Web 服務器嵌入到機房設備和機房環境監控裝置中，在相應的硬件平臺和軟件系統的支持下將機房設備參數和機房環境量的數據發送至互聯網上共享，為Internet或局域網用戶提供基于Web 的圖形化管理接口，從而省去了專用客戶端管理軟件，實現對接入到網絡中各種設備的統一管理。

基于嵌入式Web技術的數字調頻同步激勵器遠程監測系統的核心是嵌入式Web服務器，嵌入式Web服務器由微處理器MCU和以太網接口控制器芯片組成的硬件平臺和由數據采集程序、TCP/IP協議棧和HTTP服務器程序組成的軟件系統相結合的體系來實現的。基于嵌入式Web技術數字調頻同步激勵器遠程監測系統設計的總體思路是嵌入式Web服務器通過通信端口或現場總線與本地數字調頻同步激勵器直接相連，并將接收到的數據經過分析、處理后通過TCP/IP協議將其連接到以太網上。客戶端監控主機則通過Web瀏覽器在遠程實時地監測現場信號的動態變化，從而實現遠程監測的目標。

基于嵌入式Web的數字調頻同步激勵器遠程監測系統原理框圖如圖1所示。

2.2 系統硬件設計

基于嵌入式Web技術的數字調頻同步激勵器遠程監測系統的硬件平臺主要由嵌入式Web服務器和接口電路組成。

嵌入式Web服務器采用Silicon Laboratories公司的高速單片機C8051F120作為中央處理單元。C8051F系列單片機是集成的混合信號片上系統SOC(System on chip)，具有與MCS-51內核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有標準8051的數字外設部件之外，片內還集成了數據采集和控制系統中常用的模擬部件和其它數字外設及功能部件。網絡協議轉換器采用CP2200單芯片以太網控制器，CP2200是集成了IEEE 802.3以太網媒體訪問控制器(MAC)、10Base-T物理層(PHY)和8KB非易失性FLASH存儲器的單芯片以太網控制器。片內FLASH存儲器可用于存儲用戶常數、Web服務器內容或作為通用非易失性存儲器。FLASH存儲器的最后6個存儲單元已在出廠前被預先寫入了一個唯一的48位MAC地址。CP2200采用精巧的5 × 5毫米封裝，能在-40℃到+85℃工業級溫度范圍內正常工作。

根據GDSM-FM-06立體聲調頻同步激勵器通信協議以及使用狀況要求，考慮到一般調頻發射機房都有數臺調頻同步激勵器同時工作，因此在其監控系統設計中增加一個嵌入式串口擴展模塊。嵌入式串口擴展模塊采用成都國騰微電子有限公司生產的GM8125芯片。

GM8125可以將一個全雙工的標準串口擴展成5個標準串口。該芯片工作在多通道模式下時，子串口能主動響應從機發送的數據，并由母串口發送給主機，同時返回子串口地址。該模式使每個從機的發送要求都能被及時地響應，即使所有從機同時有發送要求，數據也不會丟失，基本實現了主控單元和外設通訊的實時性。該芯片的外部控制少，應用靈活，編程使用簡單，適用于大多數有串口擴展需求的系統。這就實現了一臺嵌入式Web服務器同時監測5臺調頻同步激勵器的功能。

2.3 系統軟件設計

基于嵌入式Web技術的GDSM-FM-06立體聲調頻同步激勵器遠程監測系統軟件架構采用瀏覽器/服務器(B/S)模式，客戶端可使用Microsoft internet explorer瀏覽器，服務器采用基于CMX-MICRONET的TCP/IP協議棧實現HTTPWeb服務。遠程測控功能通過CGI(通用網關接口)程序實現。即客戶端通過HTTP協議發出請求，該請求到達Web服務器后執行相應的CGI程序采集數據并將結果發回客戶。圖像、聲音及動畫等多媒體數據的處理是通過嵌入在網頁中的Java Applet程序來實現交互功能。

圖1 數字調頻同步激勵器遠程監測系統原理框圖

圖2 GDSM-FM-06 調頻同步激勵器遠程監測系統界面

客戶端的IE瀏覽器通過B/S 方式訪問Web 服務器上的網頁數據時，網頁中Java Applet能夠被傳送到瀏覽器并且在瀏覽器所在的本地機上運行。系統通過Java Applet平衡了服務器端與瀏覽器端的負載狀況，將一部分從前在服務器上工作分給了瀏覽器，降低了服務器的運行負荷。

2.4 系統實現功能

根據GDSM-FM-06 調頻同步激勵器監測要求，本系統主要實現了以下幾個方面的監測功能：

實現了音頻狀態信息、功率放大器狀態信息、調制狀態信息、同步狀態信息及系統信息監測共計22項指標的監測功能。

實現了“音頻”、“秒脈沖”、“10MHz”、“內環”、“外環”、“射頻”、“失鎖”、“保護”、“反射”和“互鎖”報警信息狀態指示燈的動態顯示功能。完成了“手動查詢，自動報警”的設計要求。

GDSM-FM-06 調頻同步激勵器遠程監測系統界面如圖2所示。

該系統完全擺脫了傳統監控模式在地點、空間和人數上的限制，監控人員可以靈活機動、隨時隨地通過現有的公共通信網絡在本地PC上使用標準的IE瀏覽器作為接口直接訪問嵌入在GDSM-FM-06 調頻同步激勵器上的Web服務器。最大限度的發揮了監控系統的可用性和靈活性。

3 結束語

嵌入式Web服務器的應用能降低監控系統維護成本，提高監控系統運行效率。針對廣電機房設備與以太網間的通信互聯，本文實現了嵌入式Web在GDSM-FM-06 調頻同步激勵器遠程監測系統中的應用，它為我們管理、控制和監測各種各樣廣電機房設備提供了一個切實可行的途徑。

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