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智能調(diào)頻備份基站的研發(fā)

作者:莫啟友,陸丹來源:《視聽》日期:2015-11-03人氣:872

一、引言

隨著我區(qū)廣播電視事業(yè)的不斷發(fā)展壯大,遠程監(jiān)控系統(tǒng)日漸完善,全區(qū)的一、二級臺站正逐步實現(xiàn)“有人留守,無人值班”的運維管理模式。為確保安全播出萬無一失,必須通過科技創(chuàng)新的手段推進安全播出的保障體系建設。因此,筆者利用TEA5767調(diào)頻接收芯片及STC單片機開發(fā)出調(diào)頻信號控制器,結(jié)合調(diào)頻發(fā)射機,自主研發(fā)出智能調(diào)頻備份基站。該基站主要由信號源系統(tǒng)、調(diào)頻信號控制系統(tǒng)、GSM短信控制系統(tǒng)、電源開關(guān)控制器和發(fā)射機系統(tǒng)等五部分組成。在播出時間表內(nèi),調(diào)頻信號控制器實時偵聽主基站的播出情況。若主基站出現(xiàn)停播或播出的場強持續(xù)一分鐘低于設定值時,備份站對應的發(fā)射機會自動啟動恢復播出,并把運行情況通過短信發(fā)送到有關(guān)人員手機上,同時也可以通過手機遠程開關(guān)發(fā)射機。通過主基站與智能備份站之間的互補,即可實現(xiàn)調(diào)頻信號的連續(xù)性,從而避免停播事故的發(fā)生。

二、智能調(diào)頻基站的設計

(一) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

調(diào)頻備份站的系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

圖1 智能備份站系統(tǒng)框圖

調(diào)頻信號控制器實時偵測主機站發(fā)出的調(diào)頻信號,當主基站出現(xiàn)停播或發(fā)射的調(diào)頻信號場強低于門限值時,調(diào)頻信號控制器會按程序發(fā)出開機指令,喚醒調(diào)頻發(fā)射機,調(diào)頻發(fā)射機通電開機上功率恢復播出。

(二) 智能調(diào)頻備份站各子系統(tǒng)的功能

1.信號源系統(tǒng):由于是備份站,平時作為冷備份存在,因此對信號源系統(tǒng)的要求并不高,信號源采用網(wǎng)絡公司的機頂盒信號作為備份站的信號源。

2.發(fā)射機系統(tǒng):對應主基站的各個發(fā)射機,設置好播出頻率和發(fā)射功率以及進入的信號源等,平時處于休眠狀態(tài),等待調(diào)頻信號控制器的喚醒。 

3.電源控制器:接受調(diào)頻信號控制器的指令,負責給調(diào)頻發(fā)射機提供電源。

    4.GSM短信控制器:采用西門子公司的TC35i作為短信收發(fā)模塊,該模塊與單片機進行串口通信,再結(jié)合相應的AT指令,實現(xiàn)對發(fā)射機的控制。操作人員可以通過手機發(fā)送開機指令到智能基站,基站的短信控制器接收信息并解析后,促使單片機完成相應的動作,實現(xiàn)對發(fā)射機的控制。發(fā)射機的運行狀態(tài)通過短信發(fā)送到相關(guān)人員的手機上。

5.調(diào)頻信號控制器:調(diào)頻信號控制器是整個系統(tǒng)的核心部分, 采用STC單片機和TEA5767調(diào)頻芯片進行嵌入式設計,STC單片機通過I2C模式與TEA5767內(nèi)嵌的寄存器按既定的通信協(xié)議進行通信,讀出和寫入指令,從而實現(xiàn)選頻、存儲、設置工作模式、獲取信號強度、音量調(diào)節(jié)、液晶屏顯示和邏輯控制等功能。

(1)調(diào)頻信號控制器硬件電路圖如圖2所示。

圖2 調(diào)頻信號控制器電路圖

該控制器的硬件系統(tǒng)采用飛利浦公司的TEA5767芯片作為調(diào)頻接收模塊,該芯片內(nèi)嵌寄存器,集成了混頻、AGC、中頻放大、中頻限幅、中頻濾波、鑒頻、低頻靜噪、搜索調(diào)諧等功能。DATA和CLK為I2C通信的數(shù)據(jù)線和時鐘線,STC單片機通過I2C接口來對FM Module進行控制以實現(xiàn)上述功能,同時驅(qū)動LCD1602液晶屏顯示關(guān)鍵數(shù)據(jù)。當接收到的調(diào)頻信號低于設定值時,單片機P1.0腳輸出低電平,給對應的發(fā)射機送出開機指令。

(2)調(diào)頻信號控制器的軟件設計

軟件設計的核心是單片機與TEA5767進行通信,寫入相關(guān)參數(shù)控制無線模塊運行,主要由兩大部分組成:一、模擬I2C總線程序;二、對芯片寄存器進行操作的主程序。TEA5767內(nèi)嵌的寄存器共有五個數(shù)據(jù)位,每個數(shù)據(jù)位又有8個Bit,分別代表不同的功能,其中包括了頻率搜索、預設頻率、信號強度(ADC)、軟件靜音、模式選擇和音量調(diào)節(jié)等。通過編寫程序代碼,實現(xiàn)選頻和信號強度獲取等。STC單片機對讀出的信號強度進行判斷,并按既定程序驅(qū)動電源控制器,給發(fā)射機提供電源,實現(xiàn)對發(fā)射機的控制等。同時把關(guān)鍵的參數(shù)在液晶屏上顯示出來。其程序框圖如圖3所示。

圖3控制器程序框圖

    控制器上電后首先進行初始化設置,讀出主基站發(fā)射頻率的ADC值(信號強度),當發(fā)現(xiàn)信號強度小于設定值時,開始計數(shù),如果持續(xù)時間超過預設的時間,則發(fā)出指令使對應的發(fā)射機開機。否則繼續(xù)刷新ADC值。部分代碼截圖如4所示。

圖4智能控制器部分代碼截圖

三、智能調(diào)頻備份站的特點

(一)采用先進的嵌入式、數(shù)字化設計,核心部件的調(diào)頻信號控制器為自主研發(fā),硬件電路規(guī)范整齊,軟件架構(gòu)設計合理,關(guān)鍵代碼封裝打包,便于后續(xù)的功能擴展和系統(tǒng)升級。

(二)備份站為免維護基站,平時不通電處于休眠狀態(tài)。只有當主機站出現(xiàn)停播或發(fā)射的場強過低時,備份站對應的發(fā)射機才被喚醒,自動開機恢復播出。

(三)可以通過手機對發(fā)射機進行遠程控制。操作人員可以通過手機發(fā)送短信實現(xiàn)對發(fā)射機的開關(guān)機,同時發(fā)射機的狀態(tài)也會通過短信回傳到相關(guān)人員手機上。

(四)與傳統(tǒng)的備份站相比,該智能備份站具有技術(shù)先進、性能穩(wěn)定、調(diào)試方便和成本低等優(yōu)點。

結(jié)語

    目前,該智能調(diào)頻備份站已研發(fā)完畢,并成功運用于廣西廣播電視技術(shù)南寧分中心隆安維護部。在實際的工作中,該備份站與主基站形成互補,確實提升了該維護部的安全播出保障能力。

本文來源:http://www.12-baidu.cn/w/xf/9501.html 視聽

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