專利名稱：一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置。
背景技術(shù)：
為保證發(fā)射機(jī)播出節(jié)目的質(zhì)量，大多數(shù)發(fā)射臺(tái)發(fā)射系統(tǒng)都采用主機(jī)+備機(jī)的工作方式。傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)備份方式是每臺(tái)主用發(fā)射機(jī)都有一臺(tái)備用發(fā)射機(jī)，隨著臺(tái)站需要播出節(jié)目數(shù)的增多，該方式每套節(jié)目需兩部發(fā)射機(jī)，這將增加設(shè)備的投資。同時(shí)，這種備份方式的備機(jī)利用率低，設(shè)備維護(hù)量大。隨著發(fā)射機(jī)技術(shù)的發(fā)展，全國的多數(shù)調(diào)頻節(jié)目已基本上都采用全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)，全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)可以發(fā)射全頻帶任意一個(gè)頻點(diǎn)的節(jié)目，這使得N+1發(fā)射系統(tǒng)成為可能，即多臺(tái)發(fā)射機(jī)共用一臺(tái)備機(jī)。這種方式可以有效地避免發(fā)射機(jī)故障停播事故和減少設(shè) 備的投資及維護(hù)量，但此方式需要在主用發(fā)射機(jī)故障后，能夠自動(dòng)讓備機(jī)代播，而此功能的實(shí)現(xiàn)需要依靠N+1自動(dòng)切換控制系統(tǒng)。目前，國內(nèi)N+1自動(dòng)切換控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式不盡相同，新光N+1發(fā)射控制系統(tǒng)，以工控機(jī)為控制器，通過以太網(wǎng)交換信息，信息獲取需依賴發(fā)射機(jī)自帶的微機(jī)控制；吉兆調(diào)頻N+1自動(dòng)切換控制系統(tǒng)，以PLC為控制器，為每部發(fā)射機(jī)重新配備了測(cè)控模塊，通過RS-485通信交換信息。上述系統(tǒng)成本高、對(duì)發(fā)射機(jī)自帶的微機(jī)控制有依賴。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，該裝置利用多顆嵌入式微控制器實(shí)現(xiàn)備機(jī)切換的信息采集與控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和降低了系統(tǒng)的成本，而且減少各控制器之間交換信息的時(shí)間，減少倒備機(jī)時(shí)間。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，包括主控單元、若干個(gè)智能I/O測(cè)控模塊，觸摸屏模塊，所述主控單元與若干個(gè)智能I/o測(cè)控模塊通過CAN總線交換信息，主控單元與觸摸屏通過觸摸屏接口交換信息，主控單元還可連接上位機(jī)，通過以太網(wǎng)或RS-485通信總線交換監(jiān)控信息。所述的主控單元包括微處理器、CAN通信接口、以太網(wǎng)接口、RS-232/485的通信接口、觸摸屏接口以及存儲(chǔ)模塊。所述的智能I/O測(cè)控模塊包括8路模擬量輸入通道、7路數(shù)字量輸入通道、8路數(shù)
字量輸出通道。所述的各智能I/O測(cè)控模塊與主控單元通過高速CAN通信總線交互信息。所述微處理器選用STM32F103VC芯片。所述的主控單元完成主備機(jī)監(jiān)測(cè)信息的獲取、備機(jī)切換的判斷、倒備機(jī)過程的控制、數(shù)據(jù)記錄、人機(jī)交互、與上位機(jī)通信。[0014]所述的智能I/O測(cè)控模塊完成故障切換數(shù)據(jù)和同軸開關(guān)連接狀態(tài)的采集、發(fā)射機(jī)自動(dòng)開關(guān)機(jī)、同軸開關(guān)手/自動(dòng)切換控制。所述的觸摸屏模塊是系統(tǒng)操作和顯示的終端。通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是一、利用低成本的多顆嵌入式微控制器設(shè)計(jì)自動(dòng)控制裝置，降低了系統(tǒng)的成本；二、利用專門配備的智能I/O測(cè)控模塊，對(duì)發(fā)射機(jī)自帶的微機(jī)控制無依賴性，提高了系統(tǒng)的可靠性； 三、利用高速CAN通信減少各控制器之間交換信息的時(shí)間，減少了倒備機(jī)時(shí)間；四、利用32位的ARM微控制器(STM32F103VC)，提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理效率。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實(shí)用新型硬件結(jié)構(gòu)連接框圖。圖2為本實(shí)用新型切換備機(jī)的軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參照?qǐng)DI，這是本實(shí)用新型硬件結(jié)構(gòu)連接框圖。一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，包括主控單元I、若干個(gè)智能I/O測(cè)控模塊3和觸摸屏模塊2組成，主控單元I與智能I/O測(cè)控模塊3通過CAN通信接口相互連接，主控單元I與觸摸屏2通過觸摸屏接口交換信息，主控單元I還可通過以太網(wǎng)或RS-485通信接口連接上位機(jī)4。所述的主控單元包括微處理器、CAN通信接口、以太網(wǎng)接口、RS-232/485的通信接口、觸摸屏接口以及存儲(chǔ)模塊。CAN通信接口是由微控制器內(nèi)置的CAN控制器、通信隔離芯片、CAN收發(fā)器和DB9插座依次連接組成；以太網(wǎng)通信接口是由SPI接口的以太網(wǎng)控制芯片ENC28J60、以太網(wǎng)變壓器11FB-05NL和RJ45插座依次連接組成；RS-485/232通信接口是由微控制器內(nèi)置的串行接口、通信隔離芯片ADUM1412、MAX485/232通信收發(fā)器和DB9插座依次連接組成；所述以太網(wǎng)接口和I路RS-232/485通信接口提供了兩種與上位機(jī)交換監(jiān)控信息的方式。存儲(chǔ)芯片選擇為2片I2C接口的AT24C1024B，總?cè)萘繛?56K字節(jié)。所述的智能I/O測(cè)控模塊包括8路模擬量輸入通道、7路數(shù)字量輸入通道、8路數(shù)
字量輸出通道。[0034]所述的模擬量輸入通道是指被測(cè)模擬量經(jīng)過Π型低通濾波(截止頻率48ΗΖ);再經(jīng)過LM324組成的兩級(jí)反向放大電路將(0-5ν)降至(0-3. 6ν)，輸入至微控制器的AD轉(zhuǎn)換器。所述的數(shù)字量輸入通道是指輸入的數(shù)字量經(jīng)過TLP521光電隔離后，再通過帶施密特觸發(fā)器的反相器74HC14將波形整形，連接至微控制器的I/O端口。所述的數(shù)字量輸出通道是指微控制器輸出的數(shù)字量經(jīng)過74HC14后，通過TLP521光電隔離，再通過三極管(9013)驅(qū)動(dòng)繼電器(DS2Y-S-3DC )輸出至控制接口。所述的觸摸屏模塊是指選用的7寸迪文工業(yè)串口屏DMG80480S70-01WT。所述的微控制器選擇為STM32F103VC，該芯片為32位ARM核微控制器，含有豐富的片內(nèi)外設(shè)，包含設(shè)計(jì)中所需的CAN控制器、SPI接口、I2C接口、3路串口、12位AD轉(zhuǎn)換；內(nèi)含 256KFLASH 和 64KSRAM。參照?qǐng)D2，這是本實(shí)用新型切換備機(jī)的軟件流程圖。 如圖所示，切換備機(jī)的控制軟件流程如下首先查詢切換過程標(biāo)志，判斷是否已經(jīng)啟動(dòng)切換備機(jī)過程。如果已啟動(dòng)備機(jī)過程，則判斷故障機(jī)是否已關(guān)機(jī)完成，當(dāng)故障機(jī)關(guān)機(jī)完成，查詢同軸開關(guān)切換是否啟動(dòng)，若沒啟動(dòng)則向該故障機(jī)配備的智能I/o測(cè)控模塊發(fā)送同軸開關(guān)切換命令，向音頻矩陣切換器發(fā)切換指令，向備機(jī)激勵(lì)器發(fā)代播頻率指令，若同軸切換已完成，則向該故障機(jī)配備的智能I/o測(cè)控模塊發(fā)送開備機(jī)命令，以完成倒備機(jī)過程；如果沒有啟動(dòng)切換過程，通過向各智能I/o測(cè)控模塊發(fā)送上傳采集信息命令來獲取主備機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的故障切換條件，判斷那部主用發(fā)射機(jī)故障，當(dāng)有故障機(jī)時(shí)，通過再次獲取該機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息來確認(rèn)該機(jī)是否故障，當(dāng)確認(rèn)該機(jī)故障后，判斷備機(jī)是否正在代播，如果備機(jī)在代播，則報(bào)警并且進(jìn)行故障記錄和顯示，如果備機(jī)沒有代播，則啟動(dòng)切換備機(jī)過程，向故障機(jī)發(fā)關(guān)機(jī)命令。利用該自動(dòng)切換裝置，可以降低播出系統(tǒng)的成本，從而減少電臺(tái)的運(yùn)行的運(yùn)營成本，促進(jìn)廣播事業(yè)的發(fā)展。該裝置具有成本低，可靠性高，人機(jī)交互友好等特定，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，其特征在于，包括主控單元、若干個(gè)智能I/o測(cè)控模塊，觸摸屏模塊，所述主控單元與若干個(gè)智能I/o測(cè)控模塊通過CAN總線交換信息，主控單元與觸摸屏通過觸摸屏接口交換信息，主控單元還可連接上位機(jī)，通過以太網(wǎng)或RS-485通信總線交換監(jiān)控信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，其特征在于所述所述的主控單元包括微處理器、CAN通信接口、以太網(wǎng)接口、RS-232/485的通信接口、觸摸屏接口以及存儲(chǔ)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，其特征在于所述的智能I/O測(cè)控模塊包括8路模擬量輸入通道、7路數(shù)字量輸入通道、8路數(shù)字量輸出通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，其特征在于所述的各智能I/O測(cè)控模塊與主控單元通過高速CAN通信總線交互信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，其特征在于所述微控制器選用ARM內(nèi)核的STM32F103VC芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種嵌入式自動(dòng)切換控制裝置，包括主控單元、若干個(gè)智能I/O測(cè)控模塊和觸摸屏模塊組成，所述主控單元與若干個(gè)智能I/O測(cè)控模塊通過CAN總線交換信息，主控單元與觸摸屏通過觸摸屏接口交換信息，主控單元還可通過以太網(wǎng)或RS-485通信接口連接上位機(jī)，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。智能I/O測(cè)控模塊包括8路模擬量輸入通道、7路數(shù)字量輸入通道、8路數(shù)字量輸出通道，所述的主控單元完成主備機(jī)監(jiān)測(cè)信息的獲取、備機(jī)切換的判斷、倒備機(jī)過程的控制、數(shù)據(jù)記錄、人機(jī)交互、與上位機(jī)通信，所述的智能I/O測(cè)控模塊利用嵌入式ARM技術(shù)實(shí)現(xiàn)，完成故障切換數(shù)據(jù)和同軸開關(guān)連接狀態(tài)的采集、發(fā)射機(jī)自動(dòng)開關(guān)機(jī)、同軸開關(guān)手/自動(dòng)切換控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和降低了系統(tǒng)的成本；通過利用高速CAN通信總線交換信息，減少了各控制器之間交換信息的時(shí)間，從而減少了倒備機(jī)時(shí)間。
文檔編號(hào)G05B19/042GK202583779SQ20122025718
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者黨宏社, 姚勇, 張新院, 張芳, 田麗娜, 劉靜, 劉星亮, 楊小青 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)