中波发射机监控系统通讯网络设计与实现

单鹏

【摘要】中波发射机监控系统是一种在广播行业中运用的较为广泛的有关于监控的一种技术手段。伴随着中波发射机这一研究获得的进步，发射台已经向规模、数字以及自动化的方向不断进步，可以更高效的发挥自己的作用，提高效率。本文基于中波发射机监控系统通讯网络的设计与实现进行深入探析，希望更好的完善，提升其可靠性。

【关键词】中波发射机;监控系统;通讯网络

中图分类号：TN94                 文献标识码：A               文章编号：1673-0348（2020）012-127-03

Abstract： The monitoring system of medium wave transmitter is a kind of technical means about monitoring which is widely used in broadcasting industry. With the development of the research of medium wave transmitter， the transmitting station has made continuous progress in the direction of scale， digital and automation， which can play its role more efficiently and improve efficiency. In this paper， based on the design and implementation of the communication network of the monitoring system of medium wave transmitter， we hope to improve it and improve its reliability.

Key words： medium wave transmitter; Monitoring system; communication network

广播在人们平时的生活中有着极重要的地位，可推动人们更好的生活。随着当前社会的不断发展，科学技术也在不断的更新。广播中的波发射台承担着重要的有关广播的任务，利用现代化科技手段积极开发一个有效的监控系统，不仅可以将发射机的播发质量进行一定的监控，也能够保证整个播发系统其可靠以及稳定性。

1. 简述中波发射机监控系统

中波发射机监控系统由于自身良好的监控功能以及先进技术，在更多的行业中进行应用。随着技术方面的不断强化，中波发射机的功能也在不断的更新中获得明显的提升，现今已成为监控领域中不能缺少的重要设备，可以保证整个系统在性能方面的安全与稳定。

2. 中波发射机监控系统通信网络设计与实现

2.1 通信系统硬件结构

主控单元一般是由上位机与下位机这两部分组成。在这之中，下位机主要是通过其核心芯片STM32开展实际的工作，可以保证对主控单元以及整个系统在运行、监控、控制等方面的要求。某地新闻出版广电局使用的就是这一芯片，具有外设丰富且实时性能高的特征，最为关键的是其在开发方面的花费不高，并不会带来极大的在经济方面的壓力。下位机一般采用的是STM32芯片的 AD 采集口，可以高质量的达成数据方面的采集，也能够利用另外的通用口达成数字量的输入与输出相应工作，从而真正的达成对发射机实时的进行监控以及控制的需求。

2.2 上位机的监控软件

Delphi是Windows 这一平台下应用以及在真正发展中速度最快的程序开发工具。而中波发射机的监控软件在真实的开发过程中，可以通过Delphi 这其中的工具以及编译器达成对数据库的监测。而且，MicrosoftSQL Server2005也是一个具有较多功能的数据库管理平台，能够利用集成BI的形式实现对数据的管理。以实际在应用方面的情况进行分析，上位机软件一般在对用户信息的采集、数据采集以及数据存储等工作中实际应用，可以实现对用户参数的设定，也能够查询以往在使用方面的真实数据。所以，若是想要将监控通讯网络的功能最大限度的实现，一定要将对上位机监控软件的设计水平强化，才可以有效的满足在实时监控方面的要求，进而保证广播电视在实际播出中质量的提升。

2.3 监控系统功能设计

设计监控这一功能主要是通过对发射机整个工作的系统全方面的控制，有效对发射机下达相关的控制指令，使其可以高质量的完成监测工作。而它在功能方面的具体设计如下。一、数据采集与监控功能。通过对指令的发送可以让上位机开展数据的传输，方便与对发射机实际工作情况的有效监督。而且，还能够将中波发射器在真实工作中实时的数据进行储存。若是在监测过程中，数据超出限定值，系统会做自动的弹出相应颜色的指示，有效的发挥对用户的提醒作用。二、对开关量监测。这一工作的真正实现可以将开关量的实际问题真正解决，并通过其状态变化以弹窗等形式对用户进行警告，最大程度的确保运行系统其本身的安全性。三、对历史数据读取与打印。在一般情况下，能够自动或手动的将发射机的参数、故障记录，将在实际运行中的数据保存在数据库之中，也兼具打印以及对数据的分析功能。四、远程控制。这一系统可以通过实现将提前设定的通信协议将指定的命令代码进行发送，高效达成远程控制的需求。例如，自动开关机、设定系统时间等。

2.4 主要功能模块实现

中波发射机监控系统通信网络的主要功能模块如图1，由系统设置、通信模块、报警信息以及数据库这四部分组成。其中，系统设置有着用户设置、门铃修改和开关设置功能。数据库会实现数据的查询、备份与恢复。

2.4.1 系统设置模块

这一模块是对发射机管理与维护人员登录信息安全的识别。这一模块会依据实际注册人的职位信息详细分类，在其登录过程中验证其职务，并明确其具有的相应权限以及此登陆用户可以开展何种程度的操作。如，普通的值守工作人员只有普通的控制权限，而对于部门主管来讲，其具有着全部的权限。例如，可以将离职人员的相关信息进行注销等。

2.4.2 通信模块

这一模块是监控系统需要重点设计的内容，其设计的成果将直接影响监控系统实际的工作效率以及效果。在Delphi环境中，想要达成串口通信可以采取以下手段。一是利用VCL控件，二是调用API函数，三是调动另外的串口通信程序。因为SPCOMM 这一控件其所能提供的对串口种类极为丰富，其操作可以充分的满足监控系统实际的通信需要。所以，可以运用这一控件实现有效通信。在真正开展程序的运行中，要对串口进行初始化，对于每个串口的数据位、停止位等设置。在程序运行中，每一路的数据都会单独的参入相应串口的缓冲地区，之后才可进行数据上的解析。

2.4.3 数据库模块

对于数据进行实时的储存是极为必要的。一整套中波发射机监控系统不仅可以开展实时动态的监控，也能够达成对以往数据的查询、对比等相关功能。数据的存储可以有效的达成以上功能。

3. 监控系统的可靠性设计

3.1 提升可靠性的硬件办法

3.1.1 分布电容

数据流在总线上传播，可以被称为基波信号，通过高低电平进行表达。如，在0000 0011的数据包中，0信号会让电容充分的充电，而1信号到来时则会来不及放电，在最终的识别中，依旧将其认为0信号，这可能会导致数据传输出现严重的问题，对于指令的正确性造成一定的影响。想要将这一问题解决，可以将数据传输的波特率降低，也要加大硬件方面的水准，尽可能的使用小分布电容电缆。

3.1.2 总线冲突

在通信网络之中，上位机有着对总线的控制权。而且，当处于同一时间，只有一台设备处于发送的状态中，若是数量多的下位机一起对总线进行数据的发送，可以会出现数据方面的冲突。在开展对监控系统设计的实验中，如果出现数据冲突的情况，一般会导致多个设备上传的数据夹杂，以致数据出现大量的堆积，影响上位机的识别。所以，应该对下位机系统过程中设计相应的防冲突闭锁电路。

3.1.3 节点故障

收发器出现故障以及损坏的原因较多。其中，最为常见的就是线路浪涌、雷击等等，对于通信的可靠性造成一定的影响。想要有效的预防，可以选择相应的芯片进行故障保护方面的设计。在外面加入保护电路。也可以在各个从机通信的出口端与系统总线之间加入电阻。这样即使在面临极端情况时，也能够保证部分的节点电阻。

3.2 加强可靠性的软件办法

3.2.1 增加校检

利用串口进行数据的接收时，在校检地址码之外，对数据进行累加和等开展一系列的校检都可以将通信的可靠性能增强。以某系统为例，在实际的工程中进行使用，可在协议中增加‘AA 55與‘CC 33这样的内容，伴随着数据不断以十六进制的形式进行储存，通过字节的形式进行发送，利用累加和的校检形式实现数据可靠性的不断增强。在上位机或是下位机系统接收数据时，可以将这样的数据进行提取，并消除其中可能存在的干扰内容，若数据一致可有效的在执行或判断中运用。

3.2.2 加入延时

基于总线开展多机的通讯中，因为硬件存在的电气特性，其传输并不是在一瞬间就可以完成的。半双工状态进行工作的 RS485 在开展输入与输出状态的转换过程中需要一定的时间。因此，在编程中，需要在上位机接口转换电路的切换中进行一定的延时设计，这会大大的增加在数据传输方面的可靠性。

3.2.3 超时监测

为了避免当某一节点出现问题无法及时的回复信息，以致出现系统假死情况的出现，上位机与下位机在通讯过程中需要充分的考量实际的状况，适当的加入超时监测程序。例如，某系统选择15-20倍的常规通信时间，将其作为最大超时时间。一旦达到最大超时时间依旧得不到恢复，就会将这一指令结束，将其认定为执行失败，并将其超时记录存储到数据库中。此外，还会对用户进行提醒，使其对相关的硬件节点进行实际的检测。

4. 结束语

当中波发射机监控系统真正的进行使用后，能够最大程度的将计算机的优势发挥，有效的达成从原本的人为控制向机械控制转变，实时的开展对运行系统相关数据的监控以及采集。而且，最为重要的是，通过对监控系统的设计以及实现，可以规避多机通信导致总线冲突的状况，更高质量的达成对通讯网络的优化，避免在节点方面问题的产生，实现监控系统的设计要求的达成。

参考文献：

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