張朝宏

摘要：文章主要從采集控制器概述、采集控制器功能、發(fā)射機對采集控制器的要求等方面對廣播發(fā)射機監(jiān)控系統中的重要模塊一一采集控制器進行了分析和闡述，以供同行參考。

關鍵詞：采集控制器；發(fā)射機；ARM處理器；實時參數

自動監(jiān)控系統軟件采用多層C/S+B/S混合結構設計，實時監(jiān)控軟件采用C/S+B/S混合結構，實現各項數據采集、發(fā)射機控制、多客戶端監(jiān)測，并將采集的數據及其他工作數據上傳到管理中心；遠程管理系統軟件采用C/S+B/S混合結構，在這種結構下，用戶不僅能瀏覽發(fā)射機各種數據，還能實現遠程通訊、發(fā)射機遠程控制等功能。自動監(jiān)控系統與本單位的計算機組成局域網（Local Area Network，LAN），局域網絡上的任何一個計算機監(jiān)控所有發(fā)射機的工作。如局域網連上因特網（Internet）將可隨時隨地地利用任何一臺計算機（手機）掌握所有發(fā)射機的工作狀態(tài)。

隨著視頻處理、計算機、通信網絡、傳感器、自動控制等技術的高速發(fā)展，采集控制器技術不斷成熟，使自動監(jiān)控系統在廣播機房應用越來越廣泛。廣播機房“有人留守，無人值班”的目標逐漸成為現實。

1 采集控制器概述

通過發(fā)射機采集控制器，將發(fā)射機各項實時參數，包括各項模擬量、狀態(tài)量、開關量進行采集處理后送至交換機，完成對發(fā)射機的參數實時監(jiān)測、自動控制、自動或遠程手動倒備。

發(fā)射機參數采集控制采用“分布式”的控制結構，即每一部發(fā)射機對應一個采集控制器，采集控制器可以脫離計算機系統獨立工作，并且整個發(fā)射機監(jiān)控系統不對發(fā)射機的正常工作產生任何干擾。采集控制器之間無任何依賴關系，某一個采集控制器出現故障，不影響整個系統的運轉。

采集控制器是監(jiān)控系統與發(fā)射機之間的紐帶，它負責采集發(fā)射機的相關實時參數。內置時鐘系統可根據預設的時間參數對發(fā)射機進行自動開關機操作，可以進行自動倒各機和倒天饋操作（見圖1）。

對于無通訊接口的發(fā)射機，采集控制器可采集模擬量24路，狀態(tài)量24路，控制量8路。用戶可根據實際情況設置指標參數。發(fā)射機控制器分同軸開關和繼電器2種可選。對于有通訊協議的發(fā)射機，采集控制器只需將串口輸出轉為網口輸出即可。

天線交換模塊通過對同軸開關或真空繼電器進行自動控制，完成發(fā)射機主、備機的倒換。采集制控器具備獨立的發(fā)射機功率判斷以及主備機倒換功能。支持互為主備的工作方式，同一頻率的2部發(fā)射機沒有固定的主備關系，采集控制器可以預設2部發(fā)射機的開關機時間，在某一部發(fā)射機工作時，另一部發(fā)射機即為備機。出現停播故障時采集控制器完成動態(tài)的主備倒換。采集控制器具備天饋線倒備控制及互鎖功能。

2 采集控制器核心——ARM處理器的特點 實時控制要求采集控制器快速、高效。目前采集控制器使用ARM處理器（Advanced RISC Machines），它是精簡指令集的RISC（Reduced Instruction Set Computer）架構，RISC結構優(yōu)先選取使用頻最高的簡單指令，避免復雜指令；將指令長度固定，指令格式和尋地方式種類減少；以控制邏輯為主，不用或少用微碼控制，采用多級流水線式處理任務，大量使用寄存器，數據處理指令只對寄存器進行操作，只有加載/存儲指令才訪問存儲器，提高了指令執(zhí)行速度。具有體積小、低功耗、低成本、高性能的特點。而51核的單片機是集中指令集的CISC架構，采用單級順序式處理任務，相比之下ARM的處理的速度更快，更高效。ARM處理器的內置硬件協議更多，像SPI接口、IIC接口、USB接口等，這些接口的加入大大方便了使用者的使用，也提高了執(zhí)行效率。ARM處理器的內置RAM和FLASH比單片機更大，這樣不用外接擴展RAM和FLASH就可以完成大中型的項目，給使用者帶來了更大方便。由于ARM處理器芯片本身的原因，芯片在抗沖擊、抗干擾方面比單片機還有很大的提高。且基于ARM9的控制芯片還可以運行復雜的操作系統，像linux和wlnce等，這樣就可以便于使用者管理和操作不同事件，實現多任務的實時處理。

3 采集控制器功能

（1）采集發(fā)射機實時參數，對發(fā)射機進行開關，調整功率。（2）具備與計算機（數據庫服務器）之間的數據通信快速、可靠。（3）可存儲運行程序并按程序對發(fā)射機進行開、關、功率調整等控制。（4）自動與計算機進行時間同步。（5）具備天饋系統的狀態(tài)、位置識別、倒換開關的控制。（6）具備簡單邏輯自定義，包括順序控制、時序控制、條件控制等。（7）具備數字接口調節(jié)功能，可根據實際需要設置為RS232，RS485，RS422等類型支持多種波特率設置。（8）具備設備狀態(tài)指示功能，通過運行程序指示顯示發(fā)射機通訊故障、發(fā)射機倒機故障、采集器之間通訊故障等，且具有開關機命令下發(fā)狀態(tài)顯示。

4 發(fā)射機對采集控制器的要求

（1）模擬量采集點的輸入阻抗很高，應達到幾百KQ，在接入發(fā)射機的采集點后不會吸收發(fā)射機的電流或電壓，故不會對發(fā)射機造成影響。（2）開關量采集發(fā)射機的狀態(tài)，使用的是光耦合器件，與發(fā)射機隔離。（3）開關量輸出通道采集器使用固態(tài)繼電器去控制發(fā)射機，平時與發(fā)射機也是隔離的，不會影響發(fā)射機的正常工作。（4）天線控制模塊須采用多種連鎖、互鎖技術，當控制模塊收到倒換命令后會確認2臺發(fā)射機均處于關機狀態(tài)，才啟動同軸開關（或真空繼電器）進行天線倒換，這樣不會造成損壞發(fā)射機的情況及誤動作。（5）功能可以擴展。

5 結語

采集控制器是廣播發(fā)射機監(jiān)控系統中極為重要的模塊，其性能決定著整個監(jiān)控系統質量。隨著自動監(jiān)控系統在工業(yè)、農業(yè)、電力、醫(yī)療、廣播電視等領域的廣泛應用，采集控制器具備快速、可靠的工作性能，為監(jiān)控系統的應用提供了強有力的技術保障。