浅谈广播监测网发展方向

刘扬耸

（国家广电总局 海南监测台〈海口市〉，海南 海口571126）

0 引言

目前我国的无线广播监测网遥控站、 数据采集点系统全部采用Windows2000 Server 或Windows 2000+工控机的方式。 在实际运行和维护过程中普遍存在操作系统安装困难，并且当发生故障时，由于现场是无人值守,不能及时发现和了解现场出现的情况,又由于看门狗电路启动，导致计算机频繁启动，使得计算机系统不能正常关机，最后导致计算机系统崩溃。 由于设备板卡主要采用PCI、ISA 接口方式，不支持热插拔，如果设备板卡出现故障或硬盘损坏，就要将计算机机箱打开才能更换，由于外围连线较多导致系统维护繁琐。此外，现在使用的Windows 操作系统存在的可靠性和安全性缺陷，也给整个监测网的安全带来威胁。这些问题的存在已是监测网安全、有效、稳定运行的潜在隐患。

针对上述这些情况，研制一种可靠性高，维护简单，使用方便的广播监测网遥控站、数据采集点系统势在必行。

1 当前计算机分类

按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。

通用计算机：具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现并应用在社会的各个方面，其典型产品为PC。

嵌入式计算机:嵌入式系统是以应用为中心,软硬件可裁剪的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用电脑系统；嵌入式系统功耗低，可靠性高；功能强大，性能价格比高；实用性强，支持多任务；站用空间小，效率高；面向特定应用，可根据需要灵活定制。

2 当前监测网计算机硬件、操作系统软件和外围接口的现状

目前的广播监测网遥控站、数据采集点全部采用：系统软件使用Windows2000 Server 或Windows2000 Professional 硬件采用通用工控机+板卡方式，板卡设备采用PCI、ISA、RS232 接口。 由于板卡设备大部分采用PCI、ISA 总线方式并且使用多块板卡（10 块左右）它需要计算机供电， 造成计算机负载过大、 并且PCI、ISA 接口是并行总线，而PCI 总线的中断必须通过计算机南桥来通知CPU 这样就容易造成计算机不稳定。 当计算机开机和非正常关机时，就容易造成计算机系统崩溃。

3 目前计算机常见接口类型

3.1 并行接口

主机与接口、接口与外设之间都以并行方式传送数据。 即每次传送一个字或字节的全部代码。 如ISA、PCI、PC104 总线。

3.2 RS232 串行接口

RS232 串行接口不同于并行接口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位串行的传送下去。 速率38400 BIT/秒。

3.3 USB 串行接口

USB 串行接口标准是采用 “级联” 方式， 每个USB 设备用一个USB 插头连接到一个外设的USB 插座上， 而其本身又提供一个USB插座给下一个USB 设备设备使用，通过这种方式的连接，一个USB 控制器可以连接多达127 个外设。 速率480M BIT/秒。

3.4 RJ45 以太网接口

随着计算机接口技术的发展，其它接口在数据通信效率和稳定性方面存在一定的不足，在IP/TCP 协议上，研制专用接口软件或协议软件进行设备间的通信和数据传输逐渐成为主流，速率达到10M/100M/1000M 每秒。

4 USB 接口的优点、可靠性及发展趋势

USB 串行接口标准是由Microsoft 、Intel、 COMPAQ 、IBM 等国际知名大公司共同推出的，这是新一代接口标准，也是一种连接外围设备的机外总线。 它提供机箱外的热即插即用连接，用户在连接外设时不再打开机箱、关闭电源，而是采用“级联”方式，可以连接多达127 个外设。 USB 串行接口智能识别USB 链上外围设备的插入和拆卸，可进行热插拔，用户在连接外设时不再打开机箱、关闭电源，当计算机系统发生故障时，故障判别容易，不需要拆卸主机。

USB 串行接口智能识别USB 链上外围设备的插入或拆卸， 除了能够连接键盘、鼠标、打印机、光驱、硬盘、还可以连接ISDN、电话系统、数字音响、扫描仪、ICOM PCR1500 接收机等。目前国外大公司所生产的新型仪器设备如有计算机接口一般都有USB 接口。

5 Windows2000 系统和嵌入式Windows XPE 系统的比较及当前广播监测网的现状

5.1 保障系统安全

由于嵌入式Windows XPE 内核小， 操作系统可以固化在FLASH盘上，不仅免受计算机病毒侵入，而且系统启动时间大大缩短；IDE 硬盘仅用做存储数据，即使硬盘损坏，也不会影响到系统软件和应用软件的正常工作，监测前端还能够完成一般的监测任务，仅仅是不能长期存储数据而已；而且还可以让硬盘工作在RAID（磁盘冗余阵列）方式下，使得单个硬盘的损坏不会引起数据丢失。

5.2 节省硬件开销

嵌入式Windows XPE 内核较小、功能强大、运行稳定、系统健壮、效率高；对微机硬件要求大大降低，Windows 2000 需要在至少1GHz、P4 级的CPU 及256MB 内存的主板上才能较好地运行； 嵌入式Windows XPE 操作系统在P3 级的CPU 及256MB 内存的主板上就能很好地工作；从电路可靠性角度来看，性能低的硬件比性能高的硬件要强很多。

5.3 嵌入式Windows XPE 的优势

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可裁剪，适用于系统对功能、可靠性、成本、功耗严格要求的专用计算机系统。 高实时性是嵌入式系统的基本要求，其次，还要求代码尽可能小，运行速度尽可能快，可靠性尽可能高。嵌入式Windows XPE 是指对Windows XPE 经过小型化裁剪后， 能够固化在容量只有四五百M 的存储器芯片中，应用于特定嵌入式场合的专用Windows XPE 操作系统。

6 通用和嵌入式计算机的可靠性比较

为了提高执行速度和系统可靠性， 嵌入式系统中的硬件及操作系统是根据应用程序的实际需要进行裁减冗余度小、 操作系统及应用软件一般都固化在存储只读电子盘中， 而不是存贮于磁盘等载体中。

7 通用和嵌入式计算机的软件安装的比较

嵌入式操作系统软件安装的简单：它将所有要安装的驱动程序均写在操作系统软件安装，可实现一键式安装，而通用式操作系统软件安装的繁琐，他必须将设备驱动程序一一操作安装。

8 结束语

目前监测前端设备普遍采用的“微机插卡加应用软件”方式，即在微机硬件与Windows 软件相结合的现成平台上开发专用系统，这种方式存在以下问题：

8.1 作为桌面应用的Windows 操作系统，其固有的可靠性和安全性缺陷非常突出，如安全漏洞（引来计算机病毒泛滥）、内存泄漏（引起系统死机）；

8.2 通用微机硬件的稳定性、 可靠性不足以支持监测前端的长期全天候工作：集成电路芯片品质和接插件质量不能满足使用要求。

8.3 硬盘的工作寿命不足以支持监测前端的长期工作，“长时间工作、反复读写、随机存取”的工作方式对硬盘的磨损比较严重。

从目前计算机技术的发展水平来看： 嵌入式计算机+串行接口（RS232、USB2.0）+专用接口设备(接收机、语音压缩、调幅、调频、频偏)组成的计算机系统能比较好解决上述问题，实现稳定、可靠、维护简单的广播监测网系统。

［1］谢锦辉,主编.广播电视规划院技术研究报告[R].中国广播电视出版社，2011.

［2］[美]拉伯罗斯（Jean J.Labrosse）.嵌入式实时操作系统QUC/OS-3 操作系统[M].宫辉，曾鸣，龚光华,译.北京航空航天大学出版社，2011.