串口服務器在廣播電視發(fā)射機房的應用

隨著廣播電視發(fā)射機技術的不斷提高，發(fā)射機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)射機設備的運行數(shù)據(jù)，以各種形式顯示數(shù)據(jù)，方便值機人員監(jiān)控設備的工作狀態(tài)；手動、自動生成數(shù)據(jù)報表；異常、故障報警與自動記錄；值機人員日志管理，記錄設備的維護信息；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)射機開關機、調整設備的運行參數(shù)。發(fā)射機房環(huán)境監(jiān)測，遙控遙測等多種設備的各種參數(shù)進行實時監(jiān)測。診斷和處理故障，記錄和分析相關數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)少人或無人值守的目的，并對設備進行集中監(jiān)控、集中維護和集中管理。

　　以往做法是主機通過轉換器直接與設備相連，如圖（1）。

　　一般主機自帶的串口數(shù)量非常有限， 所能控制的設備數(shù)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掛接多個串口設備， 從而實現(xiàn)主機對這些設備的控制， 在一些情況下串口數(shù)量可能達到幾十個至幾百個。如果按照以往的做法，就需要配置大量的主機，而且系統(tǒng)維護、管理， 機房的實時監(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，利用串口服務器設備Hutone Model1608，將現(xiàn)有的串口設備立即聯(lián)上以太網(wǎng)，通過基于TCP/IP 的網(wǎng)絡實現(xiàn)對各個點的設備的實時監(jiān)控，達到安全、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)基礎上的解決方案。由于發(fā)射機實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)較多，因此，利用多串口服務器將各個發(fā)射機設備直接聯(lián)網(wǎng)或者少數(shù)設備合并聯(lián)網(wǎng)，可以縮短系統(tǒng)每次查詢發(fā)射機的時間。通過RS485 集線器將機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設備如空調、溫度濕度傳感器、煙塵探頭、穩(wěn)壓電源等設備與多串口服務器相聯(lián)從而實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，如圖（2）。

　　2 Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器軟、硬件技術概要

　　Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器是北京融成互通通信技術有限公司的串口轉以太網(wǎng)產(chǎn)品，它主要在網(wǎng)絡層完成以太網(wǎng)TCP/IP 協(xié)議和發(fā)射機及機房環(huán)境設備現(xiàn)場總線RS-232、RS-485、RS-422 等協(xié)議的轉換，完成以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡間的互聯(lián)，實現(xiàn)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換。在這個智能系統(tǒng)中，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡及Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器將廣播電視發(fā)射機房各種串口子系統(tǒng)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，可以集成發(fā)射機監(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)絡工作模式和結構。

　　2.1.1 功能

　　Hutone Model1608 數(shù)據(jù)傳輸器服務器，功能齊全的八口RS232/422/485 設備聯(lián)網(wǎng)服務器，具有10M/100M 自適應以太網(wǎng)接口，支持Windows 串口通信的驅動，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 來存取串行數(shù)據(jù)。該服務器可用于廣播電視發(fā)射機的數(shù)據(jù)監(jiān)測、采集、報警、控制機房環(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換器，可以實現(xiàn)一個虛擬串口對應多個轉換器，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)絡工作模式

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

　　TCP/IP Client 模式，串口服務器根據(jù)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，串口服務器將用UDP 廣播方式進行數(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器進行通訊的方案。也可以實現(xiàn)一個串口服務器發(fā)送多串口服務器接收的一對多透明傳輸方案。

　　2.1.4 網(wǎng)絡結構

　　Hutone Model1608 作為數(shù)據(jù)傳輸終端，放于機房內，通過寬帶線網(wǎng)絡連接到中央控制計算機，中央控制計算機可以對Hutone Model1608 進行監(jiān)控和管理，并通過數(shù)據(jù)庫保存住戶的相關數(shù)據(jù)。

　　2.2 軟件

　　網(wǎng)絡通信接口負責處理網(wǎng)絡傳輸協(xié)議。從網(wǎng)絡輸入的數(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)絡上一臺主機或多臺主機，介質訪問協(xié)議為以太網(wǎng)IEEE802.3，網(wǎng)絡傳輸協(xié)議采用TCP/IP或UDP/IP。

　　應用軟件分發(fā)射機監(jiān)控軟件、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件等等。發(fā)射機監(jiān)控軟件通過Hutone Model1608，實現(xiàn)收集和存儲發(fā)射機設備的運行數(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)射機開關機、調整設備的運行參數(shù)等。發(fā)射機房環(huán)境監(jiān)控軟件則實現(xiàn)機房的溫度、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：設備和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)之間采用TCP 點到點連接，設備不接收來自非網(wǎng)絡管理系統(tǒng)IP 地址的任何數(shù)據(jù)包。

　　4 結論

　　本系統(tǒng)為適應廣電機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和網(wǎng)絡拓撲。在整個系統(tǒng)的通信結構建立和實現(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。