串口服務(wù)器在廣播電視發(fā)射機房的應用

隨著(zhù)廣播電視發(fā)射機技術(shù)的不斷提高，發(fā)射機的各個(gè)部件的工作狀況都能實(shí)現自動(dòng)監測與控制。收集和存儲發(fā)射機設備的運行數據，以各種形式顯示數據，方便值機人員監控設備的工作狀態(tài)；手動(dòng)、自動(dòng)生成數據報表；異常、故障報警與自動(dòng)記錄；值機人員日志管理，記錄設備的維護信息；數據存入數據庫，提供完善的查詢(xún)和報表功能；控制發(fā)射機開(kāi)關(guān)機、調整設備的運行參數。發(fā)射機房環(huán)境監測，遙控遙測等多種設備的各種參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。診斷和處理故障，記錄和分析相關(guān)數據，從而實(shí)現少人或無(wú)人值守的目的，并對設備進(jìn)行集中監控、集中維護和集中管理。

　　以往做法是主機通過(guò)轉換器直接與設備相連，如圖（1）。

　　一般主機自帶的串口數量非常有限， 所能控制的設備數量也非常有限，但是在很多應用情況下主機需要有大量的串口用來(lái)掛接多個(gè)串口設備， 從而實(shí)現主機對這些設備的控制， 在一些情況下串口數量可能達到幾十個(gè)至幾百個(gè)。如果按照以往的做法，就需要配置大量的主機，而且系統維護、管理， 機房的實(shí)時(shí)監控以及系統布線(xiàn)等方面存在很大缺陷。這樣不僅浪費資源而且無(wú)法實(shí)現集中管理。

　　1 新系統概況

　　隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，基于TCP/IP 協(xié)議的IP 網(wǎng)的應用得到廣泛普及，利用串口服務(wù)器設備Hutone Model1608，將現有的串口設備立即聯(lián)上以太網(wǎng)，通過(guò)基于TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對各個(gè)點(diǎn)的設備的實(shí)時(shí)監控，達到安全、簡(jiǎn)潔、有效的傳輸方式，實(shí)現集中便利的管理。系統主要是建立在現有以太網(wǎng)基礎上的解決方案。由于發(fā)射機實(shí)時(shí)監控的數據較多，因此，利用多串口服務(wù)器將各個(gè)發(fā)射機設備直接聯(lián)網(wǎng)或者少數設備合并聯(lián)網(wǎng)，可以縮短系統每次查詢(xún)發(fā)射機的時(shí)間。通過(guò)RS485 集線(xiàn)器將機房環(huán)境監控系統設備如空調、溫度濕度傳感器、煙塵探頭、穩壓電源等設備與多串口服務(wù)器相聯(lián)從而實(shí)現聯(lián)網(wǎng)，如圖（2）。

　　2 Hutone Model1608 數據傳輸器軟、硬件技術(shù)概要

　　Hutone Model1608 數據傳輸器是北京融成互通通信技術(shù)有限公司的串口轉以太網(wǎng)產(chǎn)品，它主要在網(wǎng)絡(luò )層完成以太網(wǎng)TCP/IP 協(xié)議和發(fā)射機及機房環(huán)境設備現場(chǎng)總線(xiàn)RS-232、RS-485、RS-422 等協(xié)議的轉換，完成以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )間的互聯(lián)，實(shí)現以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間的數據交換。在這個(gè)智能系統中，利用現有網(wǎng)絡(luò )及Hutone Model1608 數據傳輸器將廣播電視發(fā)射機房各種串口子系統有機的集成為一體。利用Hutone Model1608 的TCP/IP Server/Client 基于以太網(wǎng)的通訊手段的智能機房控制技術(shù)，可以集成發(fā)射機監控系統、環(huán)境監控、門(mén)禁系統等多種功能于一體，通過(guò)廣電寬帶網(wǎng)絡(luò )系統集中管理控制系統。

2.1 硬件

　　Hutone Model1608 數據傳輸器的功能及網(wǎng)絡(luò )工作模式和結構。

　　2.1.1 功能

　　Hutone Model1608 數據傳輸器服務(wù)器，功能齊全的八口RS232/422/485 設備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，具有10M/100M 自適應以太網(wǎng)接口，支持Windows 串口通信的驅動(dòng)，這意味著(zhù)使用Hutone Model1608 上的RS-232 口，就如同使用PC 上的COM 口一樣，同時(shí)也代表了所有應用在原有串口設備上的軟件皆不需要修改，可使用TCP/IP Socket 來(lái)存取串行數據。該服務(wù)器可用于廣播電視發(fā)射機的數據監測、采集、報警、控制機房環(huán)境監控等多種用途。

　　2.1.2 COM 口模式

　　使用虛擬串口通訊模式，該模式下，一個(gè)或者多個(gè)轉換器與一臺電腦建立連接，實(shí)現數據的雙向透明傳輸。由電腦上的虛擬串口軟件管理下面的轉換器，可以實(shí)現一個(gè)虛擬串口對應多個(gè)轉換器，使電腦管理串口設備就象管理自己的串口一樣方便。

　　2.1.3 網(wǎng)絡(luò )工作模式

　　TCP/IP Server 模式，串口服務(wù)器監聽(tīng)TCP/IP 端口并等待連接，向串口服務(wù)器發(fā)起連接的可以是電腦或其他嵌入式網(wǎng)絡(luò )設備。

　　TCP/IP Client 模式，串口服務(wù)器根據設置，向指定的遠程主機TCP/IP 端口發(fā)起連接，這些主機必須工作在Server 模式。

　　UDP 廣播模式，此模式下，串口服務(wù)器將用UDP 廣播方式進(jìn)行數據通訊，此模式可以實(shí)現單虛擬串口與多個(gè)串口服務(wù)器進(jìn)行通訊的方案。也可以實(shí)現一個(gè)串口服務(wù)器發(fā)送多串口服務(wù)器接收的一對多透明傳輸方案。

　　2.1.4 網(wǎng)絡(luò )結構

　　Hutone Model1608 作為數據傳輸終端，放于機房?jì)?，通過(guò)寬帶線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接到中央控制計算機，中央控制計算機可以對Hutone Model1608 進(jìn)行監控和管理，并通過(guò)數據庫保存住戶(hù)的相關(guān)數據。

　　2.2 軟件

　　網(wǎng)絡(luò )通信接口負責處理網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議。從網(wǎng)絡(luò )輸入的數據包被處理掉所有的協(xié)議頭，并在緩沖區重新裝配成完整的應用層數據，經(jīng)過(guò)異步通訊端口發(fā)到智能控制單元。從發(fā)射機監控系統、環(huán)境監控、門(mén)禁系統等智能單元發(fā)過(guò)來(lái)的數據在通信接口單元被打包并加上協(xié)議頭發(fā)到網(wǎng)絡(luò )上一臺主機或多臺主機，介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議為以太網(wǎng)IEEE802.3，網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議采用TCP/IP或UDP/IP。

　　應用軟件分發(fā)射機監控軟件、環(huán)境監控系統軟件等等。發(fā)射機監控軟件通過(guò)Hutone Model1608，實(shí)現收集和存儲發(fā)射機設備的運行數據，以各種形式顯示數據，手動(dòng)、自動(dòng)生成數據報表；異常、故障報警與自動(dòng)記錄；值機人員日志管理，數據存入數據庫，提供完善的查詢(xún)和報表功能；控制發(fā)射機開(kāi)關(guān)機、調整設備的運行參數等。發(fā)射機房環(huán)境監控軟件則實(shí)現機房的溫度、濕度、煙霧、灰塵、電源等方面的監測和監控。

　　3 系統的伸展性及安全性

　　本系統可以通過(guò)寬帶連接至上級廣電中心，實(shí)現數據上報與匯總。安全性：設備和網(wǎng)絡(luò )管理系統之間采用TCP 點(diǎn)到點(diǎn)連接，設備不接收來(lái)自非網(wǎng)絡(luò )管理系統IP 地址的任何數據包。

　　4 結論

　　本系統為適應廣電機房自動(dòng)化管理的需求，系統還具有很好的互操作性和支持多種通信介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò )拓撲。在整個(gè)系統的通信結構建立和實(shí)現過(guò)程中充分考慮了開(kāi)放性原則，可任意增加或刪除節點(diǎn)，給用戶(hù)提供了最大的靈活性。