摘要：本文闡述了嵌入式ARM9系統(tǒng)在發(fā)射臺自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,，主要實(shí)現(xiàn)對發(fā)射機(jī)的自動化監(jiān)控,，其良好的可在線編程功能,，大大增進(jìn)了友射臺管理和減少因軟件更新所帶來的維護(hù)成本,。

　　1．概述

　　廣西廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司按照“有人留守,，無人值班”的設(shè)計(jì)思路開發(fā)了一套無線發(fā)射臺遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)，對廣西1 6座邊遠(yuǎn)廣播電視無線發(fā)射臺進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理,。原監(jiān)控系統(tǒng)采用下位機(jī)和上位機(jī)監(jiān)控的模式,，下位機(jī)采用以8位單片機(jī)為處理核心的單片機(jī)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)具有集成度低外圍擴(kuò)展電路多,、系統(tǒng)主頻低,、實(shí)時響應(yīng)性慢的缺點(diǎn),，同時單片機(jī)與計(jì)算機(jī)交互需要許多專用的軟硬件，不同廠家的發(fā)射機(jī)甚至同一廠家的不同類別,、不同功率等級的發(fā)射機(jī)對應(yīng)不同程序,，使系統(tǒng)備件增加，而且在需要更新升級的時候只能奔赴發(fā)射臺現(xiàn)場,，這對于有著程序多樣性的各類發(fā)射機(jī)采集控制器來說顯得十分繁瑣,，給維護(hù)管理帶來極大的不便。隨著大規(guī)模集成電路和嵌入式技術(shù)的發(fā)展,，自動控制領(lǐng)域向高集成,、高速度、快速響應(yīng),、易維護(hù)管理等方向發(fā)展,。正因?yàn)槿绱?ARM9以其高集成的軟硬件系統(tǒng)和良好的可移植性及性價比走進(jìn)了工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，我們將嵌入式ARM9系統(tǒng)很好地運(yùn)用于無線發(fā)射臺尤其是高山臺智能化監(jiān)控系統(tǒng)中,，不僅進(jìn)～步提高了發(fā)射臺發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性,，也解決了程序更新難的問題。在更新程序或備份設(shè)備更換,、新增設(shè)備燒寫的時候只需將該設(shè)備插上網(wǎng)線連入監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部局域網(wǎng),，就可以在局域網(wǎng)的任何一地對其進(jìn)行燒寫、更新軟件,。系統(tǒng)改進(jìn)后下位機(jī),、上位機(jī)以及采集控制器的維護(hù)與升級都變成了極其方便和簡單，進(jìn)一步減少了發(fā)射臺管理和運(yùn)行維護(hù)成本,。

　　2．系統(tǒng)構(gòu)成

　　ARM (ADVANCED  R I S C Machines)，原意為公司名稱,，現(xiàn)泛指一類微處理器,，一種技術(shù)，指采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器,。它是一種先進(jìn)的精簡指令系統(tǒng)微處理器,，具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn),。支持多任務(wù)操作系統(tǒng),，就是說在一塊ARM芯片上可以移植一套完整的操作系統(tǒng)，能夠完成類似個人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)所能完成的基本功能,，其內(nèi)核CPU采用AT91SAM9260的ARM芯片,，該模塊出廠時已由廠家預(yù)裝了正版WinCE5．0實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)以及相關(guān)底層外圍驅(qū)動，這樣在開發(fā)基于該模塊的應(yīng)用程序時,，不用深入了解處理器芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),、寄存器,、總線等，而只需借助廠家提供的API庫函數(shù)就能完成相關(guān)功能,，大大節(jié)省了軟件的開發(fā)周期,。我們通過外圍電路設(shè)計(jì)了模擬的A／D轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸入輸出和四個串13,，四個串口都可以通過跳線選擇RS232,、 RS485和RS422方式進(jìn)行現(xiàn)場通訊。

　　Windows CE具有模塊化,、結(jié)構(gòu)化和基于Win32應(yīng)用程序接13和與處理器無關(guān)等特點(diǎn),，其操作界面雖來源于Windows 95／98，但Windows CE是基于WlN32 API重新開發(fā),、新型的信息設(shè)備的平臺,，是一個用于各種通訊、娛樂和移動式計(jì)算設(shè)備的操作系統(tǒng)平臺,。WinCE5．0在2004年5月份推出,，微軟宣布WinCE5．0擴(kuò)大開放程序源代碼，開放了250萬行源代碼程序作為*估套件,，它除了1 00％兼容于Windows CE外,，還強(qiáng)化許多功能。ARM芯片及外圍電路結(jié)構(gòu)圖如圖1

　　基于ARM9的EM9260系列產(chǎn)品的開發(fā)工具就是著名嵌入式開發(fā)工具EVC,，一款類似VC開發(fā)環(huán)境的專業(yè)嵌入式開發(fā)軟件,，其編程風(fēng)格幾近相同于VC編程，當(dāng)開發(fā)在線調(diào)試時只需借助一根網(wǎng)線連接到目標(biāo)設(shè)備即可,，這點(diǎn)不同于單片機(jī)設(shè)備調(diào)試,，需要取下處理器芯片并借助仿真器才能調(diào)試，顯得非常方便,。整個系統(tǒng)具有程序移植比較方便,、程序類型庫管理維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。

　　3．1程序移植

　　在軟件開發(fā)完成后,，需要對程序進(jìn)行移植,，也就是類似我們單片機(jī)設(shè)備的芯片程序第一次燒寫工作。進(jìn)行程序移植,，實(shí)際上也就是一個文件拷貝過程,，一共需要拷貝或者存儲至少6個文件，它們是userinfo．txt,、dbginfo．1xt,、Onboot．ini、ComNet．ini,、 Onboot．exe,、ComNet．exe,。其中CornNet．exe為設(shè)備正常工作的應(yīng)用程序可執(zhí)行文件，它可以為任意名稱,，但是對應(yīng)．Ini后綴的名稱也要跟它一致,，另~l,Onboot．ini內(nèi)部[run]鍵值下的對應(yīng)名稱必須也要和它一致。當(dāng)設(shè)備上電進(jìn)入操作系統(tǒng)以后,，系統(tǒng)根目錄下有一個文件名為“Nandflash”的文件夾,，這就是所有以上6個文件需要存放的地方，它為系統(tǒng)的flash disk,，設(shè)備掉電時只有存放在該文件內(nèi)部的文件不會丟失,，存放到其他位置的文件都將丟失(見圖2)。

 　　以上7個文件中除ComNet New．exe外,，userinfo.txt內(nèi)部存放有該設(shè)備的IP地址,，可以修改，相應(yīng)bginfo．txt亦存放有設(shè)備lP地址信息,，它必須與 userinfo．txt內(nèi)部IP地址一致,，另外還有遠(yuǎn)程調(diào)試主機(jī)IP地址，亦可以修改,，但不建議做改動,。Onboot.exe為引導(dǎo)應(yīng)用程序，ComNet．exe為最終運(yùn)行的應(yīng)用程序,，我們將該名字用于發(fā)射機(jī)采集控制器程序,。Onboot．ini為引導(dǎo)程序配置說明，包括它所引導(dǎo)的將要運(yùn)行的應(yīng)用程序信息,。ComNet．ini內(nèi)部包含有關(guān)設(shè)備的所有參數(shù)配置,，包括開放串口、設(shè)備lD,、發(fā)射機(jī)機(jī)型選擇,、手自動以及故障倒機(jī)狀態(tài)、自動開關(guān)機(jī)時間表等重要信息,。對新開發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行更新軟件的步驟是：在原有6個文件的基礎(chǔ)上，首先需要拷貝或者替換兩個文件ComNet_New．exe,、 Onboot．ini,，其中前者為更新文件，統(tǒng)一規(guī)定更新文件的文件名為在原有文件的名稱后面冠以_New未表示,，Onboot．ini文件是在原文件中組名為[update]下新增鍵值0=更新文件名,，原有文件名；然后給設(shè)備斷電重啟或者遠(yuǎn)程控制設(shè)備復(fù)位重啟即可完成對設(shè)備程序的更新,。

　　3.2程序類型庫

　　為了有效的避免因?yàn)榘l(fā)射機(jī)的種類多,，導(dǎo)致采集器程序較多,，我們建立了發(fā)射機(jī)程序類型庫，通過對所有發(fā)射機(jī)的采集施工后,，將所有程序建庫,，通過簡單的設(shè)置就可以達(dá)到發(fā)射機(jī)采集器的互用。當(dāng)有新的發(fā)射機(jī)加入時只需要在系統(tǒng)中增加該發(fā)射機(jī)的采集程序,。

　　4．軟件功能

　　軟件主要分為下位機(jī)軟件和服務(wù)器軟件兩個部分,。下位機(jī)硬件結(jié)構(gòu)采用了嵌入式ARM，下位機(jī)的軟件采用win．dows CE系統(tǒng),，通過遠(yuǎn)程的上位機(jī)可以進(jìn)行在線式程序更新,。操作簡單，管理方便,。我們可以像在電腦上一樣嵌入設(shè)置網(wǎng)頁方便非專業(yè)人員對設(shè)置的更改,。嵌入網(wǎng)頁可以設(shè)置各個通訊端口的參數(shù)、設(shè)備參數(shù),、倒備機(jī),、自動開關(guān)機(jī)等。

　　5．發(fā)射機(jī)采集監(jiān)控系統(tǒng)

　　發(fā)射機(jī)采集控制器采用先進(jìn)的嵌入式ARM9作為核心單元,，它不但具有發(fā)射機(jī)參數(shù)采集,、主備機(jī)倒換控制、定時開關(guān)機(jī),、遙控開關(guān)機(jī),，而且提供了發(fā)射機(jī)程序類型庫、在線式程序升級等功能極大的減少了備件的種類,，方便了設(shè)備維護(hù),。一臺采集器就可以完成一套節(jié)目包括主備發(fā)射機(jī)、主備激勵器參數(shù)的采集和監(jiān)視,，以及故障倒備機(jī)控制等功能,。上位機(jī)軟件采用B／S架構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)具有升級維護(hù)方便,，客戶端電腦擴(kuò)展簡單等特點(diǎn),。通過上位機(jī)可以完成監(jiān)控各個環(huán)節(jié)參數(shù)的實(shí)時動態(tài)顯示、參數(shù)異常報警,、發(fā)射機(jī)遙控開關(guān)機(jī)等功能,，并能夠設(shè)定發(fā)射機(jī)自動開關(guān)機(jī)、倒備機(jī)的時間設(shè)置等功能,。發(fā)射機(jī)嵌入式ARM9采集器具體實(shí)現(xiàn)功能如下：

　　1）采用主備發(fā)射機(jī)互為主備的工作方式,，即主備機(jī)之間沒有明確的從屬關(guān)系，隨著發(fā)射機(jī)的工作情況發(fā)射機(jī)的不同主備關(guān)系也隨之變化，大大地提高了發(fā)射機(jī)的工作壽命,。

　　2）可以分別定義A機(jī)和B機(jī)的工作時間段

　　3）A機(jī),、B機(jī)的高壓狀態(tài)，是彼此自動開關(guān)機(jī)的互鎖條件

　　4）天線位置為開機(jī)的必要條件

　　5）A機(jī),、B機(jī)的高壓狀態(tài)鎖定天線閘自動倒換驅(qū)動

　　6）可以預(yù)設(shè)倒機(jī)的功率門限以及延時時間

　　7）采集控制器根據(jù)監(jiān)測當(dāng)前工作發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率判別是否需要倒機(jī)

　　8）倒機(jī)流程：關(guān)閉并封鎖主機(jī),，倒換天線，開啟備機(jī)

　　結(jié)構(gòu)圖如圖3,。

　　6．結(jié)束語

　　監(jiān)控系統(tǒng)用ARM處理器代替單片機(jī),，不僅使系統(tǒng)性能得以大大提高，而且在遠(yuǎn)程升級維護(hù)管理上有明顯的優(yōu)勢,。當(dāng)連接發(fā)射臺監(jiān)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)中斷時,，嵌入在ARM9內(nèi)的網(wǎng)頁又可以滿足對臺內(nèi)設(shè)備的自動控制和平時應(yīng)急式的設(shè)置與維護(hù)，不至于造成整個監(jiān)控系統(tǒng)的癱瘓,，提高了安全播出的可靠性,，并大大減少了發(fā)射臺管理和運(yùn)行維護(hù)成本。