串口服務(wù)器在廣播電視發(fā)射機(jī)房的應(yīng)用

隨著廣播電視發(fā)射機(jī)技術(shù)的不斷提高，發(fā)射機(jī)的各個部件的工作狀況都能實現(xiàn)自動監(jiān)測與控制。收集和存儲發(fā)射機(jī)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，以各種形式顯示數(shù)據(jù)，方便值機(jī)人員監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)；手動、自動生成數(shù)據(jù)報表；異常、故障報警與自動記錄；值機(jī)人員日志管理，記錄設(shè)備的維護(hù)信息；數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，提供完善的查詢和報表功能；控制發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)、調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)。發(fā)射機(jī)房環(huán)境監(jiān)測，遙控遙測等多種設(shè)備的各種參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測。診斷和處理故障，記錄和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)少人或無人值守的目的，并對設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控、集中維護(hù)和集中管理。
以往做法是主機(jī)通過轉(zhuǎn)換器直接與設(shè)備相連，如圖（1）。


一般主機(jī)自帶的串口數(shù)量非常有限， 所能控制的設(shè)備數(shù)量也非常有限，但是在很多應(yīng)用情況下主機(jī)需要有大量的串口用來掛接多個串口設(shè)備， 從而實現(xiàn)主機(jī)對這些設(shè)備的控制， 在一些情況下串口數(shù)量可能達(dá)到幾十個至幾百個。如果按照以往的做法，就需要配置大量的主機(jī)，而且系統(tǒng)維護(hù)、管理， 機(jī)房的實時監(jiān)控以及系統(tǒng)布線等方面存在很大缺陷。這樣不僅浪費資源而且無法實現(xiàn)集中管理。
1 新系統(tǒng)概況
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基于TCP/IP 協(xié)議的IP 網(wǎng)的應(yīng)用得到廣泛普及，利用串口服務(wù)器設(shè)備Hutone Model1608，將現(xiàn)有的串口設(shè)備立即聯(lián)上以太網(wǎng)，通過基于TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對各個點的設(shè)備的實時監(jiān)控，達(dá)到安全、簡潔、有效的傳輸方式，實現(xiàn)集中便利的管理。系統(tǒng)主要是建立在現(xiàn)有以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的解決方案。由于發(fā)射機(jī)實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)較多，因此，利用多串口服務(wù)器將各個發(fā)射機(jī)設(shè)備直接聯(lián)網(wǎng)或者少數(shù)設(shè)備合并聯(lián)網(wǎng)，可以縮短系統(tǒng)每次查詢發(fā)射機(jī)的時間。通過RS485 集線器將機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備如空調(diào)、溫度濕度傳感器、煙塵探頭、穩(wěn)壓電源等設(shè)備與多串口服務(wù)器相聯(lián)從而實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，如圖（2）。


2 Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器軟、硬件技術(shù)概要
Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器是北京融成互通通信技術(shù)有限公司的串口轉(zhuǎn)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(jī)及機(jī)房環(huán)境設(shè)備現(xiàn)場總線RS-232、RS-485、RS-422 等協(xié)議的轉(zhuǎn)換，完成以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)，實現(xiàn)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。在這個智能系統(tǒng)中，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器將廣播電視發(fā)射機(jī)房各種串口子系統(tǒng)有機(jī)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(jī)房控制技術(shù)，可以集成發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控、門禁系統(tǒng)等多種功能于一體，通過廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中管理控制系統(tǒng)。
2.1 硬件
Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器的功能及網(wǎng)絡(luò)工作模式和結(jié)構(gòu)。
2.1.1 功能
Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器服務(wù)器，功能齊全的八口RS232/422/485 設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，具有10M/100M 自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，支持Windows 串口通信的驅(qū)動，這意味著使用Hutone Model1608 上的RS-232 口，就如同使用PC 上的COM 口一樣，同時也代表了所有應(yīng)用在原有串口設(shè)備上的軟件皆不需要修改，可使用TCP/IP Socket 來存取串行數(shù)據(jù)。該服務(wù)器可用于廣播電視發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)監(jiān)測、采集、報警、控制機(jī)房環(huán)境監(jiān)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，一個或者多個轉(zhuǎn)換器與一臺電腦建立連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向透明傳輸。由電腦上的虛擬串口軟件管理下面的轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)一個虛擬串口對應(yīng)多個轉(zhuǎn)換器，使電腦管理串口設(shè)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(jiān)聽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(shè)備。
TCP/IP Client 模式，串口服務(wù)器根據(jù)設(shè)置，向指定的遠(yuǎn)程主機(jī)TCP/IP 端口發(fā)起連接，這些主機(jī)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(shù)據(jù)通訊，此模式可以實現(xiàn)單虛擬串口與多個串口服務(wù)器進(jìn)行通訊的方案。也可以實現(xiàn)一個串口服務(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(jié)構(gòu)
Hutone Model1608 作為數(shù)據(jù)傳輸終端，放于機(jī)房內(nèi)，通過寬帶線網(wǎng)絡(luò)連接到中央控制計算機(jī)，中央控制計算機(jī)可以對Hutone Model1608 進(jìn)行監(jiān)控和管理，并通過數(shù)據(jù)庫保存住戶的相關(guān)數(shù)據(jù)。
2.2 軟件
網(wǎng)絡(luò)通信接口負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。從網(wǎng)絡(luò)輸入的數(shù)據(jù)包被處理掉所有的協(xié)議頭，并在緩沖區(qū)重新裝配成完整的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，經(jīng)過異步通訊端口發(fā)到智能控制單元。從發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控、門禁系統(tǒng)等智能單元發(fā)過來的數(shù)據(jù)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(jī)或多臺主機(jī)，介質(zhì)訪問協(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(yīng)用軟件分發(fā)射機(jī)監(jiān)控軟件、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件等等。發(fā)射機(jī)監(jiān)控軟件通過Hutone Model1608，實現(xiàn)收集和存儲發(fā)射機(jī)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，以各種形式顯示數(shù)據(jù)，手動、自動生成數(shù)據(jù)報表；異常、故障報警與自動記錄；值機(jī)人員日志管理，數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，提供完善的查詢和報表功能；控制發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)、調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)等。發(fā)射機(jī)房環(huán)境監(jiān)控軟件則實現(xiàn)機(jī)房的溫度、濕度、煙霧、灰塵、電源等方面的監(jiān)測和監(jiān)控。
3 系統(tǒng)的伸展性及安全性
本系統(tǒng)可以通過寬帶連接至上級廣電中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上報與匯總。安全性：設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)之間采用TCP 點到點連接，設(shè)備不接收來自非網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)IP 地址的任何數(shù)據(jù)包。

4 結(jié)論
本系統(tǒng)為適應(yīng)廣電機(jī)房自動化管理的需求，系統(tǒng)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?fù)?。在整個系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)建立和實現(xiàn)過程中充分考慮了開放性原則，可任意增加或刪除節(jié)點，給用戶提供了最大的靈活性。