◆白巖軍

中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

◆白巖軍

（內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視局 呼倫貝爾廣播發(fā)射中心臺(tái) 內(nèi)蒙古 02100）

本文結(jié)合廣播電視信號(hào)通訊傳輸?shù)膶?shí)際情況，從中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的通信方式選擇以及通信協(xié)議設(shè)計(jì)等方面，對(duì)廣播電視中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，為相關(guān)領(lǐng)域研究提供參考。

中波發(fā)射機(jī)；監(jiān)控系統(tǒng)；通訊網(wǎng)絡(luò)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

當(dāng)前，我國(guó)的廣播電視信號(hào)傳輸中，中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，是以計(jì)算機(jī)以及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)等先進(jìn)技術(shù)的綜合運(yùn)用，進(jìn)行建立和實(shí)現(xiàn)的發(fā)射臺(tái)管理系統(tǒng)，它在中波發(fā)射機(jī)的信號(hào)發(fā)射與通訊傳輸中，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并完成數(shù)據(jù)采集與信息存儲(chǔ)等工作任務(wù)，對(duì)廣播電視傳播技術(shù)的發(fā)展以及我國(guó)廣播電視事業(yè)的不斷進(jìn)步有著十分重要的作用和影響。其中，結(jié)合我國(guó)廣播電視傳播中對(duì)中波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，從而促進(jìn)其信號(hào)傳播的通信網(wǎng)絡(luò)功能不斷強(qiáng)化，也是有關(guān)行業(yè)領(lǐng)域研究和關(guān)注的重要問(wèn)題。下文將結(jié)合廣播電視傳播發(fā)展中對(duì)中波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用情況，從通信方式選擇與通信協(xié)議設(shè)計(jì)等方面，對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，為相關(guān)領(lǐng)域提供參考。

1 中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的通信方式及其選擇分析

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與建設(shè)中所采用的通信方式，其中，以RS-485和RS-232兩種通信方式最為常見(jiàn)，并且在實(shí)際中的應(yīng)用也比較廣泛。

其中，RS-232通信在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中應(yīng)用，一般在信號(hào)傳輸速度不高于20000b/s的通信場(chǎng)景中應(yīng)用較多。這種通信方式在實(shí)際應(yīng)用中，不僅對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳輸速度較塊，還具有操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，廣泛表現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中。但是，以 RS-232通信方式進(jìn)行工業(yè)通信與傳輸應(yīng)用，容易受外界的電氣因素影響，從而出現(xiàn)通信與傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等情況。而RS-485通信方式是根據(jù)RS-232通信在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題和不足，通過(guò)不斷改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的一種通信方式，當(dāng)前在我國(guó)的有關(guān)通信領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用。與RS-232通信方式不同，RS-485通信方式的最大變化在于對(duì)通信接口的改進(jìn)完善和優(yōu)化上。其中，RS-485通信方式在數(shù)據(jù)通信與信號(hào)傳輸中，是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信支持，因此，其通信應(yīng)用的抗噪性表現(xiàn)更強(qiáng)，能夠?qū)νㄐ啪€路中所產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾信號(hào)進(jìn)行有效消除；此外，RS-485通信方式的布線成本也比較低，且能夠?qū)崿F(xiàn)超遠(yuǎn)距離的通信和傳輸支持，也因此促進(jìn)了RS-485通信方式的串行接口在電子通信中廣泛應(yīng)用。

在進(jìn)行廣播電視傳播的中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，由于其發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信與傳輸?shù)木嚯x相對(duì)較遠(yuǎn)，且各通信分布點(diǎn)的均勻性表現(xiàn)較差，通信傳輸過(guò)程中容易受到周圍的磁場(chǎng)信號(hào)干擾等。因此，綜合中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的通信需求，結(jié)合上述兩種通信方式各自不同的特征和優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行該監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，可采用RS-485主從式串行通信方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用，從而在對(duì)各通信點(diǎn)分布的均勻性保障基礎(chǔ)上，滿足其監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控與通信傳輸需求，從而達(dá)到較好的通信設(shè)計(jì)和應(yīng)用效果。

2 中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)

在對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，由于其監(jiān)控系統(tǒng)的通信設(shè)計(jì)多會(huì)采用串行通信協(xié)議模式，再加上中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中上位機(jī)利用RS-485通信網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射機(jī)的主控單位進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通信和信號(hào)傳輸，并根據(jù)約定協(xié)議模式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集與通信傳輸，以進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行中所發(fā)布指令的有效執(zhí)行，完成中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)的多機(jī)位監(jiān)控任務(wù)。

根據(jù)上述中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信過(guò)程分析，不難看出其發(fā)射機(jī)在完成一次通信工作的過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同的作業(yè)步驟，即：由工控機(jī)根據(jù)協(xié)議要求進(jìn)行指令發(fā)送；發(fā)射機(jī)對(duì)工控機(jī)所發(fā)射指令進(jìn)行接收和處理。值得注意的是，該監(jiān)控系統(tǒng)的通信傳輸過(guò)程中，為避免系統(tǒng)通信受電氣條件與物理?xiàng)l件的干擾和影響，需要對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行一定的響應(yīng)時(shí)間預(yù)設(shè)，其響應(yīng)時(shí)間一般為100ms至200ms。其中，在發(fā)射機(jī)的主控單元進(jìn)行命令碼接收過(guò)程中，需要使主控單元快速返回到相應(yīng)的工作狀態(tài)中，從而對(duì)下位機(jī)成功進(jìn)行系統(tǒng)指令接收進(jìn)行保障；在系統(tǒng)通信過(guò)程中，如果返回的數(shù)據(jù)存在“NAK00”提示的情況下，即說(shuō)明系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收中發(fā)生錯(cuò)誤，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行改正?？傊瑢?duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格按照上述通信協(xié)議和要求，在提前擬定的協(xié)議控制和支持下對(duì)中波發(fā)射機(jī)的一系列指令傳輸與動(dòng)作監(jiān)控進(jìn)行支持，從而實(shí)現(xiàn)中波發(fā)射機(jī)發(fā)射數(shù)據(jù)的采集和處理，并滿足其實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。

3 中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)分析

對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，主要包含對(duì)其監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)兩大部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

3.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)中，由于其通信網(wǎng)絡(luò)的主控單位一般由上位機(jī)與下位機(jī)兩個(gè)部分構(gòu)成。其中，下位機(jī)在系統(tǒng)通信中使通過(guò)核心芯片STM32來(lái)開(kāi)展相應(yīng)的通信和調(diào)度支持工作，是進(jìn)行中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和主控單位的運(yùn)行、監(jiān)測(cè)與控制支持的重要結(jié)構(gòu)部分。比如，某廣播電視傳播中所采用的STM32芯片就是以ARMV7結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)研發(fā)設(shè)計(jì)的芯片裝置，這種芯片在中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信中不僅具有較為豐富的外設(shè)和優(yōu)異的實(shí)時(shí)性能特征，而且其開(kāi)發(fā)成本較低，在實(shí)際應(yīng)用中十分受歡迎。此外，上述監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的下位機(jī)是利用STM32芯片的AD接口，來(lái)進(jìn)行外部模擬量數(shù)據(jù)的有效采集，并在其他的通用接口支持下滿足其數(shù)據(jù)輸入和輸出需求，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制功能需求支持。

3.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要是進(jìn)行上位機(jī)的監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用。其中，Delphi作為計(jì)算機(jī)常用操作系統(tǒng)中發(fā)展表現(xiàn)最快的一種軟件開(kāi)發(fā)工具，在進(jìn)行中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的有關(guān)通信支持軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)中，就可以利用上述軟件開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)與編譯實(shí)現(xiàn)，從而對(duì)其系統(tǒng)運(yùn)行與通信的有關(guān)功能和需求進(jìn)行滿足。此外，在對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信軟件設(shè)計(jì)中，還可以采用Microsoft SQL Server2005多功能數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)對(duì)其軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行支持。其中，Microsoft SQL Server2005數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)在中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)用，是通過(guò)集成BI工具方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)建設(shè)的數(shù)據(jù)管理功能支持。值得注意的是，根據(jù)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)際情況，對(duì)上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，主要集中在對(duì)用戶信息采集以及數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)的有效支持上，通過(guò)對(duì)用戶參數(shù)的設(shè)定，在具體應(yīng)用中能夠?qū)ζ錃v史數(shù)據(jù)查詢等功能需求進(jìn)行支持。

3.3 對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與分析

在中波發(fā)射機(jī)工作運(yùn)行中，其監(jiān)控系統(tǒng)主要用于對(duì)發(fā)射機(jī)的工作系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)控，并針對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行各種控制指令下達(dá)，以促進(jìn)其監(jiān)測(cè)與控制等有關(guān)功能實(shí)現(xiàn)。因此，在對(duì)中波發(fā)射機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)中，需要從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控以及開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)與控制、歷史數(shù)據(jù)讀取與打印、遠(yuǎn)程控制等功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上進(jìn)行分析。以監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能為例，在對(duì)該功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，可通過(guò)對(duì)提前設(shè)計(jì)的通信協(xié)議及其通信模式應(yīng)用，來(lái)進(jìn)行制定命令的發(fā)送，從而滿足其遠(yuǎn)程控制的功能需求。其中，在中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能設(shè)計(jì)中，包含對(duì)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)的控制以及升降功率、系統(tǒng)時(shí)間設(shè)定等內(nèi)容的控制和實(shí)現(xiàn)。而中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能，則包含對(duì)中波發(fā)射機(jī)工作運(yùn)行的入射功率、反射功率等各項(xiàng)數(shù)值與參數(shù)的監(jiān)測(cè)，在上述數(shù)值超出其參數(shù)設(shè)置允許范圍時(shí)候，就會(huì)通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行紅色或黃色提示指令發(fā)出，以滿足對(duì)中波發(fā)射機(jī)工作運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控需求。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)研究，有利于促進(jìn)其監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的不斷優(yōu)化和完善，避免監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中多機(jī)通信導(dǎo)致的總線沖突情況發(fā)生，減少中波發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信故障與問(wèn)題，滿足監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和應(yīng)用需求，為我國(guó)廣播電視的傳播發(fā)展提供有力的支持，具有十分積極的作用和意義。

[1]王衛(wèi)平.淺談基于單片機(jī)的中波廣播發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界，2020（7）：194-195.

[2]張勇綱.中波廣播發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].西部廣播電視，2017（15）：230-230.

[3]李光明，楊宏，許園園，等.一種新型廣播發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2021（1）：26-30，54.