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關(guān)鍵詞:嵌入式WEB技術(shù);串口服務(wù)器;音視頻切換器
中圖分類號:TP872 文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)35-2349-02
Design of radio and Television Serial Device Server Room
ZHANG Hai-qiong
(Anhui Radio, Film and Television Institute, Hefei 230022,China)
Abstract: WEB-based embedded serial port server can be the engine room Radio, Film and Television serial device connected to the Internet to facilitate resource sharing, the author of this paper, the project development experience on how to use embedded technology WEB switch audio and video equipment such as radio and television rooms Serial server design.
Key words:Web embedded technology;the server serial port;audio and video switches
1 引言
廣電機房設(shè)備是廣電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,做好廣電機房設(shè)備的監(jiān)測與控制工作是實現(xiàn)廣電機房“無人值班,有人留守”現(xiàn)代化管理模式的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益普及,廣電設(shè)備智能化、數(shù)字化的程度不斷提高,基于Internet的廣電機房設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成為發(fā)展趨勢。
嵌入式系統(tǒng)與Internet技術(shù)相結(jié)合,采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)應(yīng)用方式形成的嵌入式Web技術(shù)是近幾年隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及而發(fā)展起來的一項新興技術(shù)?;谇度胧絎eb技術(shù)的機房設(shè)備串口服務(wù)器是為廣電機房RS-232終端設(shè)備到TCP/IP之間完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的通訊接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器,提供廣電機房RS-232終端設(shè)備與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。在相應(yīng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下將機房設(shè)備參數(shù)和機房環(huán)境量的數(shù)據(jù)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)上共享,為Internet或局域網(wǎng)用戶提供基于Web 的圖形化管理接口,從而省去了專用客戶端管理軟件,實現(xiàn)對接入到網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備的統(tǒng)一管理。
2 基于嵌入式WEB機房設(shè)備串口服務(wù)器的設(shè)計
基于嵌入式WEB機房設(shè)備串口服務(wù)器的核心是嵌入式Web服務(wù)器,嵌入式Web服務(wù)器由微處理器MCU和以太網(wǎng)接口控制器芯片組成的硬件平臺和由數(shù)據(jù)采集程序、TCP/IP協(xié)議棧和HTTP服務(wù)器程序組成的軟件系統(tǒng)相結(jié)合的體系來實現(xiàn)的。嵌入式Web服務(wù)器既是遠程監(jiān)控系統(tǒng)的中心節(jié)點,也是控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)。
根據(jù)廣電機房設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能要求,我們把機房設(shè)備串口服務(wù)器的硬件部分分為幾個模塊設(shè)計,這就是Web服務(wù)器模塊、串口協(xié)議編譯碼模塊、以太網(wǎng)接口控制器模塊和多串口擴展模塊等幾大模塊來共同完成廣電機房設(shè)備串口服務(wù)器的功能。系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖如圖1所示。
其中,Web服務(wù)器模塊采用Silicon Laboratories公司的高速單片機C8051F120作為中央處理單元,串口協(xié)議編譯碼模塊采用帶有CAN總線控制器的單片機C8051F040。C8051F系列單片機是集成的混合信號片上系統(tǒng)SOC(System on chip),具有與MCS-51內(nèi)核及指令集完全兼容的微控制器,除了具有標準8051的數(shù)字外設(shè)部件之外,片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。C8051F采用CIP-51內(nèi)核大力提升CISC結(jié)構(gòu)運行速度,創(chuàng)造了將8位MCU的性能提高到100MIPS的歷史,這一性能甚至不少16位MCU都達不到。C8051F具有將I/O從固定方式到交叉開關(guān)配置、從系統(tǒng)時鐘到時鐘系統(tǒng)、從傳統(tǒng)仿真調(diào)試到基于JTAG接口的在系統(tǒng)高度仿真調(diào)試、從引腳復(fù)位到多源復(fù)位,以及低功耗(采用3V而非5V供電)等特點。
以太網(wǎng)接口控制器模塊采用CP2200單芯片以太網(wǎng)控制器,CP2200是集成了IEEE 802.3以太網(wǎng)媒體訪問控制器(MAC)、10Base-T物理層(PHY)和8KB非易失性FLASH存儲器的單芯片以太網(wǎng)控制器。片內(nèi)FLASH存儲器可用于存儲用戶常數(shù)、Web服務(wù)器內(nèi)容或作為通用非易失性存儲器。FLASH存儲器的最后6個存儲單元已在出廠前被預(yù)先寫入了一個唯一的48位MAC地址。CP2200采用精巧的5 × 5毫米封裝,能在-40℃到+85℃工業(yè)級溫度范圍內(nèi)正常工作。
多串口擴展模塊采用GM8125芯片。GM8125可以將一個全雙工的標準串口擴展成5個標準串口。該芯片工作在多通道模式下時,子串口能主動響應(yīng)從機發(fā)送的數(shù)據(jù),并由母串口發(fā)送給主機,同時返回子串口地址。該模式使每個從機的發(fā)送要求都能被及時地響應(yīng),即使所有從機同時有發(fā)送要求,數(shù)據(jù)也不會丟失,基本實現(xiàn)了主控單元和外設(shè)通訊的實時性。該芯片的外部控制少,應(yīng)用靈活,編程使用簡單,適用于大多數(shù)有串口擴展需求的系統(tǒng)。
基于嵌入式Web技術(shù)的廣電機房設(shè)備環(huán)境實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S )和客戶端與服務(wù)器端(C/S)相結(jié)合的結(jié)構(gòu),客戶端可使用Microsoft internet explorer瀏覽器,服務(wù)器采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)HTTPWeb服務(wù)。遠程測控功能通過CGI(通用網(wǎng)關(guān)接口)程序?qū)崿F(xiàn)。即客戶端通過HTTP協(xié)議發(fā)出請求,該請求到達Web服務(wù)器,服務(wù)器執(zhí)行相應(yīng)的CGI程序采集數(shù)據(jù)并將結(jié)果發(fā)回客戶。圖像、聲音及動畫等多媒體數(shù)據(jù)的處理是通過嵌入在頁面中的Java Applet程序來實現(xiàn)交互功能。如圖2所示:
圖2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖
程序客戶端采用Java Applet技術(shù)增強瀏覽器的功能,客戶端的IE瀏覽器通過B/S 方式訪問Web 服務(wù)器上的網(wǎng)頁數(shù)據(jù)時,網(wǎng)頁中Java Applet能夠被傳送到瀏覽器并且在瀏覽器所在的本地機上運行。系統(tǒng)通過Java Applet平衡了服務(wù)器端與瀏覽器端的負載狀況,將一部分從前在服務(wù)器上工作分給了瀏覽器,降低了服務(wù)器的運行負荷。串口協(xié)議編譯碼模塊程序需根據(jù)不同的廣電設(shè)備通信協(xié)議進行設(shè)計。
3 VAS-8001音視頻切換器串口服務(wù)器設(shè)計實例
VAS-8001視音頻矩陣切換器具有對8路視音頻輸入信號進行選擇,輸出任意1路視音頻信號的功能,每路視、音頻信號均有二路分配輸出。被廣泛地應(yīng)用于廣播電視系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)、工業(yè)/保安監(jiān)控系統(tǒng)、電教系統(tǒng)、卡拉OK系統(tǒng)的視音頻信號切換。
VAS-8001視音頻矩陣切換器通信協(xié)議串口設(shè)置為波特率:9600;無校驗;8位數(shù)據(jù)位;1個停止位。其串口協(xié)議編譯碼模塊程序流程圖如圖3所示。
根據(jù)機房監(jiān)控對象的要求,本系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下幾個方面的監(jiān)控功能:
監(jiān)測功能分為模擬量檢測和開關(guān)量檢測兩個部分,其中模擬量檢測包括室內(nèi)溫度、VAS-8001音視頻切換器輸出的音頻和視頻分量幅度的檢測;開關(guān)量檢測包括VAS-8001音視頻切換器和室內(nèi)門、窗開關(guān)狀態(tài)等環(huán)境量的檢測。
遠程控制功能主要有VAS-8001音視頻切換器以及其它機房設(shè)備管理等開關(guān)量輸出控制。并用嵌入在網(wǎng)頁中的Java Applet程序?qū)⑸鲜龈黝愇锢砹坑寐曇艏皠赢嫾皶r動態(tài)地顯示出來;數(shù)據(jù)采集和報警刷新周期小于0.5s。VAS-8001音視頻切換器遠程監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控界面如圖4所示。
該系統(tǒng)研制成功后,首先投入到我院電視臺試運行。實現(xiàn)了管理者處于不同辦公場所均可在授權(quán)情況下的遠程監(jiān)控,實現(xiàn)了VAS-8001音視頻切換器的音、視頻信號檢測、主、備播信號自動切換及機房環(huán)境量監(jiān)測等功能。工作穩(wěn)定,安全可靠。
4 結(jié)束語
針對廣電機房設(shè)備與以太網(wǎng)間的通信互聯(lián),本文實現(xiàn)了基于嵌入式WEB的串口服務(wù)器在廣電機房設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)中一些具體的應(yīng)用,它為我們管理、控制和監(jiān)測廣電機房設(shè)備提供了一個切實可行的方案,對機房設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化遠程監(jiān)控具有推廣價值。
參考文獻:
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雷電是空氣對流層的一種放點現(xiàn)象,雷電易造成人員傷亡、建筑物和電氣等損毀。雷電的危害無孔不入,在整個空間對電子設(shè)備的侵襲很難防范,尤其是廣電系統(tǒng)的電氣設(shè)備精密,且設(shè)備都安裝在山頂,雷電對其侵襲更為突出,應(yīng)采取切實措施防止雷電的侵襲。
一、電力桿線路的走向與防雷
電力桿線設(shè)置的路徑與走向是防雷電侵襲的前提條件,選址要根據(jù)地形構(gòu)造、地貌結(jié)構(gòu)及地勢高低來考慮。因為高山地形與雷云之間產(chǎn)生異性電荷與山的地貌結(jié)構(gòu)、地勢高低、氣溫冷熱及空氣濕度大小都有關(guān)系。為此,電力桿線設(shè)置方位、路徑的取向,成為防范雷電侵襲的一項重要工作。
電力桿線路的路途遠,距離雷云接觸的異性電荷范圍廣,引入雷電的幾率大,系統(tǒng)設(shè)備遭受雷擊的故障最為突出,據(jù)統(tǒng)計約占90%以上。為此,在規(guī)劃時要尊重現(xiàn)代防雷的原則,必須尊重科學(xué),從實際出發(fā),因地制宜,即重視防雷的原則規(guī)范,又要有一定的靈活性,盡可能的選取防避雷電侵襲的地勢方位走向,務(wù)使系統(tǒng)設(shè)備供電的電力桿線路的走向,符合避雷要求,否則危患無窮,損失嚴重。
例如,我臺無線調(diào)頻發(fā)射機,電視發(fā)射機設(shè)立在城區(qū)西北邊沿的千丈巖的山頂,海拔380余米,電力供電源變壓器設(shè)置在山下城區(qū)西北邊沿,電力桿線路沿著這座山的東南坡架空三相四線輸送山頂(有放雷措施),電力干線沿著這座山的凹地布線占總線距三分之二,在距山頂?shù)娜种痪€距的電力桿線是設(shè)置在山脊凸陡山坡,在這三分之一的線距中,二十多年來經(jīng)常遭受雷電侵入,致使高壓電力變壓擊毀十余次。究其原因,這座山的供電電力桿線路徑的地形方位,在下午3時后,太陽西下,在沒有陽光后,城區(qū)中的熱濕空氣流向這座山的環(huán)形山窩內(nèi),沿著電力桿線路徑的方位走向,進入喇叭型結(jié)構(gòu)的地貌區(qū)域,熱濕空氣流沿著陡凸山坡的山頂方形上升,當雷雨云層來臨時,隨著氣壓的降低,帶雨云層的電荷與電力干線及地面之間產(chǎn)生了異性的電荷,即帶雨雷云與電力桿線及地面之間建立了雷電閃擊性放電的通道,當條件成熟時雷云就產(chǎn)生了閃擊放電,它以電壓波的形式沿著導(dǎo)線兩端流動,在220/380伏的電源線上就出現(xiàn)雷電電峰值浪涌放電電流,可達幾十甚至幾百千安,放電時間為50-100微秒,這種放電導(dǎo)致了電氣設(shè)備的嚴重破壞。為防止和避免這種情況的發(fā)生,在工程的技術(shù)指導(dǎo)上必須堅持兩條:
1、桿路走向應(yīng)盡量避開高點地勢,山地凹凸地形落雷幾率大于峽谷。
2、桿線應(yīng)盡量選擇帝鄉(xiāng)構(gòu)造緩慢上升的平坦緩坡地勢,以防帶雨云層積累起電荷的雷云,達到一定程度時,發(fā)生迅猛的放電。
為改變千丈巖電力桿線布局這種易遭雷擊的現(xiàn)實,2002年5月對現(xiàn)有防雷不和規(guī)范要求的防雷系統(tǒng)加以整改和調(diào)整。
1、對鐵塔下避雷裝置即接閃器(針、帶、網(wǎng)、線)引下線和接地地網(wǎng)進行了整改。
2、供電桿原三相四線電源線改為避雷線使用(原固定不變),頂上平行4線組合連接引入地網(wǎng),供電電源線改為4*16MM包集束架空絕緣電纜設(shè)置在供電桿的避雷線下方。
3、山頂上的頂頭電桿半山抽水機房的電桿與山下變壓器房的電桿分別加裝避雷針和地網(wǎng)。
通過整改和加強措施后,基本上沒有發(fā)生雷電強閃擊事故。
二、高壓供電變壓器地址的選址與防雷
變壓器地址的選址是防雷的關(guān)鍵。電力高壓變壓器設(shè)立在高山上是避雷最有效果的措施。
2003年8月我臺決定建立3000瓦調(diào)頻發(fā)射機(TF(S)-3000全固態(tài)3KW調(diào)頻),1000瓦×3臺調(diào)頻發(fā)射機(寧波廣播電臺的3套節(jié)目),由于城區(qū)千丈巖機房的經(jīng)驗教訓(xùn),在規(guī)劃實施前,對各座高山的地形構(gòu)造、地貌結(jié)構(gòu)、地勢高低、方位取向及高山頂?shù)母叩偷貏?,?gòu)造形狀進行了分析,經(jīng)過周密調(diào)研,確定選擇在海拔556米的五獅山山頂。五獅山的地理位置位于縣內(nèi)地理位置中心的區(qū)域。它的優(yōu)勢有110KV高壓電源,地形構(gòu)造和地貌狀態(tài)符合防雷條件要求,又有部隊駐防維護管理等方便條件。
規(guī)劃確定后在山頂造了一問8平方米的變壓器房和設(shè)備機房,它們之間的距離是100米,供電220/380伏,電源4×16MM鎧包集束絕緣電纜經(jīng)地理進入電源機房,深度達一米,鎧包入戶段金屬外皮與接地裝置相連接,在電纜與變壓器加空連接處,并使電纜兩端金屬外皮與接地裝置一起接地,保證了良好的接地狀態(tài),在機房輸入線上四線都裝置了氧化鋅避雷器,在發(fā)射設(shè)備上加裝了避雷器,有效地防范了雷電對設(shè)備的損害。
由于選址科學(xué)合理,有效地防止了雷擊。設(shè)備安裝于這樣的位置,即使雷電進入高壓線,但是變壓器的變壓(有高到低變)降低了雷電電壓瞬間浪涌雷電流的上升幅度降低雷電流的強度,加上變壓器的隔離作用,有效地降低了雷電對機器設(shè)備的損害,建臺6年來還沒有發(fā)生過因雷擊而造成的設(shè)備故障。
三、發(fā)射機房的防雷設(shè)備
發(fā)射機房的防雷必須強調(diào)科學(xué)性,經(jīng)濟實用和耐久可靠,為此,務(wù)必做到引入線,保護線,接地線連接牢固,地網(wǎng)可靠,泄放暢通,把雷電電流安全引入地網(wǎng)。
第一、應(yīng)切實做好防直接雷保護裝置的工作
一是避雷針裝置在高于發(fā)射天線數(shù)米,并做到按照標準保護角45度。桅桿與天線之間應(yīng)有一定距離,一般的做法是避雷針成為天線塔桿的主柱。發(fā)射天線裝在避雷針下主桅桿大于1.5米以下設(shè)置,避雷針接觸雷電強度大,范圍廣,首先要確保它有良好的電流泄放通道。良好的接地體最好使用銅帶,厚度盡可能厚些,地網(wǎng)內(nèi)也一樣。如果考慮經(jīng)濟原因,也可以用扁鋼帶,作為引下線到地網(wǎng)(熱鍍鋅的)。我臺經(jīng)常使用4×4厘米長度1.2米或1米三角鐵,垂直打入地溝,再用熱鍍鋅扁鐵與三角鐵焊接,方法是魚骨型地溝,地表下挖不出地溝,無優(yōu)質(zhì)的土壤結(jié)構(gòu),深度不夠就從實際出發(fā)因地制宜,哪里好挖就向哪個方向施工,靈活運用也可到海邊挖些海泥,充入地溝(實踐證明效果很好)或者購買一些降阻泥充入地網(wǎng)溝。
二是機房地線應(yīng)予充分考慮。地網(wǎng)在高山上往往難以做到沿著房屋四周封閉,所以對地網(wǎng)組成要靈活考慮,但機房建筑物保護地、鐵塔防雷地、設(shè)備工作地三者應(yīng)做到共同構(gòu)成完整電氣通路,這樣才能有效地將雷電流泄入大地,即傳導(dǎo)、分流、消雷,且要求鐵塔與建筑物連接(含地下樓頂有困難時也要確保樓頂避雷帶與鐵塔之間多點地網(wǎng)聯(lián)通,起碼要引出二條扁鐵帶與機房重復(fù)焊接并埋入地下,一直連接到機房接地點)。
第二、機房設(shè)備應(yīng)合理配方
一是機器設(shè)備之間的保護地必須等電位連接,用實心銅導(dǎo)線進行連接,保護地線的連接不能使用扁平編織線(細銅絲組成)或多股膠質(zhì)線(細銅絲)。扁平編織線或多股膠質(zhì)線,這類線在空氣濕度較大的地區(qū)不到兩年就被氧化腐蝕,特別是高山機房,雨季氣候,被云霧籠罩,潮氣濕度更大,更容易被氧化腐蝕。我臺經(jīng)過20多年的教訓(xùn),目前已更換了這類線,使用實心銅芯導(dǎo)線,在雷雨季節(jié)來臨時,雷電閃擊而引起的故障下降了許多,且此類線電感較大,不利于泄放雷電浪涌電流,使用時盡可能大于3毫米的實心銅芯線,相同的銅質(zhì)材料更好。
二是電源配電箱的電源以及各類設(shè)備使用的電源引入線必須安裝相關(guān)避雷器。最好是使用氧化鋅避雷器,這種避雷器效果好,其特點是動作迅速、流容量大、殘壓低、無續(xù)流、安裝簡便等。避雷器的接地線直流接地電阻不得大于4歐姆,否則影響效果。
關(guān)鍵詞 EOC;EPON;SNMP;拓撲顯示;故障定位
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)13-0143-01
隨著科技的發(fā)展和社會的進步,用戶希望廣電網(wǎng)絡(luò)不僅能夠提供廣播電視服務(wù),還能夠提供話音和數(shù)據(jù)服務(wù),而目前的廣電網(wǎng)絡(luò)多采用單向HFC(Hybrid Fiber - Coaxial,混合光纖同軸電纜網(wǎng))網(wǎng)絡(luò),難以滿足這些需求,因此必須進行網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化和雙向化升級。EPON(Ethernet Passive Optical Network,以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))[1]由于大容量、高性價比的特點成為寬帶接入網(wǎng)熱門技術(shù)之一。EOC(Ethernet over Coax,基于同軸電纜的以太網(wǎng)傳輸)[2]作為用戶接入手段能夠充分地使用現(xiàn)有廣電網(wǎng)絡(luò)中同軸電纜資源,有效地保護現(xiàn)有投資,因此兩者的結(jié)合被認為是最適合廣電網(wǎng)絡(luò)升級的方案。EPON+EOC具有廣闊的市場前景,通信企業(yè)紛紛開展了相關(guān)的研究并逐步加大投入[3],而廣電集團也在嘗試利用EPON+EOC改造現(xiàn)有的單向HFC網(wǎng)絡(luò),廣電集團的需求和通信企業(yè)的積極參與必將促使EPON+EOC技術(shù)走向成熟。
由于目前大部分EPON+EOC設(shè)備都是采用相對獨立的網(wǎng)絡(luò)管理方式,而隨著越來越多的EOC端用戶代替原有的EPON端用戶,使ONU(Optical Network Unit,光網(wǎng)絡(luò)單元)管理的對象發(fā)生了變化,這就需要網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)作出必要的調(diào)整以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化。而目前在EPON+EOC網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)管理方式仍延續(xù)了以前的獨立的網(wǎng)絡(luò)管理,即有兩套網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)分別對EPON和EOC設(shè)備進行管理,這種網(wǎng)絡(luò)管理方式雖然也能夠做到對EPON+EOC的管理,但是隨著EOC設(shè)備的增加,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,當EPON+EOC網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,需要大量的人員手動地對網(wǎng)絡(luò)進行檢查,難以及時準確地判斷故障原因,定位故障點。為了解決上述問題,本文提出了一種EPON+EOC拓撲管理系統(tǒng)的方案。
1 拓撲管理系統(tǒng)的設(shè)計
1.1 架構(gòu)設(shè)計
本文采用MVC(,模型-視圖-控制器)模式來進行綜合網(wǎng)絡(luò)拓撲管理系統(tǒng)程序的開發(fā)。該模式包含三個模塊:模型、控制器和視圖。模型是程序的主體部分,其用于表示業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。控制器接收用戶的業(yè)務(wù)請求并調(diào)用模型進行業(yè)務(wù)處理,同時調(diào)用視圖進行顯示。視圖是用戶與程序進行交互的界面。
1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計
系統(tǒng)功能劃分為三個模塊:自動拓撲發(fā)現(xiàn)模塊、拓撲故障定位模塊、網(wǎng)絡(luò)拓撲分層和故障設(shè)備的顯示模塊。
1)自動拓撲發(fā)現(xiàn)模塊的設(shè)計。在第一階段,綜合網(wǎng)絡(luò)拓撲管理系統(tǒng)運行EPON自動拓撲發(fā)現(xiàn)算法掃描EPON網(wǎng)絡(luò),得到該網(wǎng)絡(luò)中有哪些OLT和ONU設(shè)備以及設(shè)備間的連接關(guān)系,并把搜集到的信息存儲在數(shù)據(jù)庫中。在第二階段,EOC局端通過EOC廣播幀把自身的設(shè)備信息以及與之相連的ONU信息發(fā)送給OLT設(shè)備,OLT在收到該廣播幀后,修改MIB庫中該設(shè)備所對應(yīng)的數(shù)據(jù)項,網(wǎng)絡(luò)拓撲管理系統(tǒng)通過讀取OLT中的MIB庫,就能夠得到與OLT相連的ONU各個端口所連接的EOC設(shè)備信息,并把這些信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。通過上述兩個階段就能夠得到整個EPON+EOC網(wǎng)路的拓撲。
2)拓撲故障定位模塊。該模塊采用基于歷史關(guān)聯(lián)關(guān)系的故障定位算法與事件驅(qū)動的基于關(guān)聯(lián)推理的故障定位算法進行故障設(shè)備的定位。
3)網(wǎng)絡(luò)拓撲分層和故障設(shè)備的顯示模塊。該模塊能夠用樹和分層圖形的形式把發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)拓撲星形進行圖像化顯示,同時能夠顯示故障模塊定位出的故障設(shè)備和設(shè)備端口。
2 系統(tǒng)實現(xiàn)
本文利用Windows 7的操作系統(tǒng)下的開發(fā)工具MyEclipse、Web服務(wù)器Tomcat、拓撲圖生成插件Twaver以及SNMP開發(fā)包SNMP4J等,對拓撲管理系統(tǒng)進行了實現(xiàn)。并利用杭州初靈公司所生產(chǎn)EPON與EOC設(shè)備搭建了測試網(wǎng)絡(luò),如圖1所示。
圖1 測試網(wǎng)絡(luò)圖
第一層網(wǎng)絡(luò)的拓撲以及故障設(shè)備的顯示。其所顯示的網(wǎng)絡(luò)拓撲與本文所搭建的測試網(wǎng)絡(luò)的拓撲是一樣的。而為了驗證故障定位模塊是否能夠及時準確地定位故障點,以及故障顯示部分是否能夠正確地進行故障信息的顯示,把一個EOC設(shè)備跟上聯(lián)的ONU設(shè)備斷開。如果我們想了解到底是ONU設(shè)備的哪個端口連接故障EOC設(shè)備,我們可以通過雙擊該ONU設(shè)備進入到第二層網(wǎng)絡(luò)拓撲來查看。
3 結(jié)論
本文對廣電網(wǎng)絡(luò)中的EPON+EOC設(shè)備的拓撲管理進行了研究,并設(shè)計與實現(xiàn)了拓撲管理系統(tǒng)。測試表明,該系統(tǒng)的三個模塊都達到了設(shè)計要求。
參考文獻
[1]Kramer G, Pesavento G. Ethernet passive optical network (EPON): building a next-generation optical access network [J].IEEE Communication Magazine, 2002,40(2):66-73.
【關(guān)鍵詞】電視設(shè)備;維護管理
廣播電視是教育鼓舞全黨、全軍、全國各族人民進行社會主義物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)的最強大的現(xiàn)代化工具,是,也是黨和政府聯(lián)系群眾的最有效的工具之一。廣播電視技術(shù)裝備是完成廣播電視所擔(dān)負的上述任務(wù)不可缺少的載體,而規(guī)范的廣電設(shè)備及運行維護管理工作和制度建設(shè)就是用好、管好廣播電視技術(shù)設(shè)備。
隨著國家財力的增強和技術(shù)的發(fā)展,從上世紀末至今的十幾年就廣電行業(yè)國家通過“村村通”、“戶戶通”、“西行工程”等手段對最基層的縣市級廣電部門設(shè)備新增和更新,到廣大農(nóng)牧民家庭,收視工具免費贈送,無不體現(xiàn)黨和政府對各族人民群眾關(guān)心愛護,真正使全體人民分享了改革開放帶來的成果。為了保證“村村通、戶戶通”的長期通、高效通,這就要求我們這些使用,維護廣電設(shè)備的基層廣電技術(shù)人員在嚴格和規(guī)范的制度約束之下進行工作,所以筆者認為就縣市一級廣電部門除完善最基本的三大制度之外,還需根據(jù)各地的實際新增部分制度現(xiàn)介紹如下,以便同行商榷。
一、 三大制度的完善
三大制度指安全制度、檢修制度和播出制度,這是新疆廣電廳一九八六年后在全疆廣電行業(yè)組織實施的基本制度,當時制定這一套制度是為全疆廣播電視技術(shù)管理提供了統(tǒng)一的、科學(xué)的、具體的實用的條例,作為廣播電視管理工作的依據(jù)和檢查、統(tǒng)計、評比、考核的標準。上世紀九十年代末期特別是二十世紀以來,隨著廣播電視技術(shù)的快速發(fā)展,特別是制作和播出方式上發(fā)生了根本性的技術(shù)革命,即從原磁帶錄制播出到音頻工作站的普遍使用和電子管被集成電路和場效應(yīng)管取代。使得原來的一些管理方法和制度不能適應(yīng)這些技術(shù)的發(fā)展所以各地廣播電視部門必須根據(jù)本單位的具體運行程序在原三大制度的基礎(chǔ)上予以更新和完善這三大根本運行制度,以適應(yīng)新技術(shù)新要求,從而保證安全播出。此外還要根據(jù)新疆近一些年對反恐維穩(wěn)的要求,對電臺周邊的安全以及電臺的安保提出和完善安全制度。
二、 設(shè)計和新增以下制度:
1、技術(shù)例會制度
每周召開一次技術(shù)例會,由總工辦或技術(shù)科組織,匯總整理一周各部門技術(shù)設(shè)備的運行使用情況,以及存在的問題,對存在的問題進行研討,并制定相應(yīng)的解決措施,且安排到具體的責(zé)任人,對各類設(shè)備的故障損壞情況及事故予以界定,提出解決和處理、處罰決定,安排好下周工作。
2、技術(shù)檔案管理制度
由于“村村通”、“戶戶通”、“西行工程”的逐年完善和分步實施各地各級廣電部門新增或更新設(shè)備的投入使用,就要從基建設(shè)計、調(diào)試、竣工驗收所移交的全部技術(shù)圖紙,說明書等其它資料,根據(jù)技術(shù)特點及時進行整理,加工、分類、登記、編號、保管、歸檔,并設(shè)立確實可行的借閱制度,以保證技術(shù)資料完整和不損壞不遺失。
3、設(shè)備使用管理制度
加強和完善全局攝、錄、編、播及電源設(shè)備的科學(xué)化、制度化、規(guī)范化管理,增強工作人員愛護設(shè)備和安全合理使用設(shè)備的意識,提高設(shè)備的使用效率,充分發(fā)揮其作用,從而確保重大活動,重要播出及日常節(jié)目生產(chǎn)所用設(shè)備的完好率,明確設(shè)備保管責(zé)任部門和責(zé)任人,對原有設(shè)備和新購進設(shè)備全部納入國有資產(chǎn)管理,建立設(shè)備明細帳,統(tǒng)一編號、登記造冊、做到帳物相符,對于流動使用的設(shè)備要有主管部門簽發(fā)的設(shè)備領(lǐng)取單和設(shè)備管理流程卡,領(lǐng)取使用要按規(guī)定時間使用,并及時交還設(shè)備。對在使用中造成的故障要及時修復(fù),保證設(shè)備的完好率,從而保證播出節(jié)目的效率及質(zhì)量。
4、演播室及制作部管理制度
對廣播電視成節(jié)目制作的新聞演播室、虛擬演播室、小型綜合演播室,以及廣播節(jié)目的制作室,要有專門的部門負責(zé)管理,并由專人負責(zé),對技術(shù)保障工作,對技術(shù)部人員分工由相關(guān)人員具體負責(zé)。對每次制作過程應(yīng)提前做到演播前的技術(shù)保障,認真檢查、調(diào)試燈光和設(shè)備,重要演播和制作過程要有主、備二份預(yù)案,減少故障及差錯率,以確保播出活動的順利和完整。
5、廣播電視直播工作流程制度
廣播電視直播是一種具有特殊宣傳效果的宣傳的手段。由于涉及部門多、環(huán)節(jié)多,所以風(fēng)險也大,一定由主管宣傳的領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)各部門制定完整的直播方案,且還要有預(yù)案。它所涉及的部門有總編室、技術(shù)部、播控中心、機房等。制定縝密的信號流程,從現(xiàn)場信號的采集和現(xiàn)場主持播音切換,信號傳輸方式,播控中心信號的接收分配,機房的播出。環(huán)環(huán)相扣,每個環(huán)節(jié)所涉部門要有規(guī)范的工作流程,才能保證直播的順利完成,上述全過程均要有制度約束,才能做到各負其責(zé),責(zé)任明確,全盤不亂。
關(guān)鍵詞:遠程監(jiān)控;嵌入式WEB;音視頻切換器
中圖分類號:TP872文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2009)25-7274-02
TV Room Equipment Environment Remote Monitoring System Design
QIAN Feng
(Anhui Broadcasting Movie And Television College,Hefei 230022,China)
Abstract: This paper combines the author's project development experience, on how to make use of embedded technology for remote monitoring and control room equipment, environmental design, and the system hardware structure diagram, flowchart and control procedures for monitoring and control system interface diagram.
Key words: remote monitoring; embedded WEB; switch audio and video
安廣院電視臺是安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學(xué)院為培養(yǎng)學(xué)生廣播電視節(jié)目制作和播出的實踐能力、技術(shù)運用能力的重點實訓(xùn)基地。及時對其機房設(shè)備及環(huán)境進行遠程監(jiān)測和控制,成為學(xué)校安全防護工作的重點。為了有效地對學(xué)院電視臺機房進行管理,保障機房設(shè)備安全穩(wěn)定運行,我們進行了《安廣院電視臺機房設(shè)備環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)》項目的研制。
機房設(shè)備環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),實質(zhì)是遠程數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)在行業(yè)的狹義應(yīng)用。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使得B/S(瀏覽器/服務(wù)器)的應(yīng)用方式成為一種潮流,安廣院電視臺機房設(shè)備環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)是一個全數(shù)字化、全網(wǎng)絡(luò)化,融合了嵌入式技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)采集及現(xiàn)場控制技術(shù)的基于嵌入式Web的機房環(huán)境實時監(jiān)控系統(tǒng)。采用了分布式、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的以每個監(jiān)控對象為基礎(chǔ)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),方便地實現(xiàn)了安全防范、遠程控制等功能。
1 系統(tǒng)組成及工作原理
安廣院電視臺機房設(shè)備環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由嵌入式設(shè)備數(shù)據(jù)測控模塊、嵌入式Web服務(wù)器和以太網(wǎng)接口控制器組成的硬件平臺與由數(shù)據(jù)采集程序、TCP/IP協(xié)議棧和HTTP服務(wù)器程序組成的軟件系統(tǒng)相結(jié)合的體系來實現(xiàn)的。其系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.1 音視頻切換器
音、視頻矩陣切換器是廣播電視播出機房的重要設(shè)備,本系統(tǒng)設(shè)計采用北京京島田電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的VAS-8001視音頻矩陣切換器。
該產(chǎn)品采用了單片機控制,實現(xiàn)了逆程狀態(tài)下進行切換,大大縮小了切換時的抖動現(xiàn)象,既可以通過儀器面板上的按鍵開關(guān)進行單獨控制,又可以通過RS―232口在計算機上進行遠程控制。用戶還可按照自己的設(shè)置進行同時插播、界面鎖定、時鐘、日期等。具有對8路視音頻輸入信號進行選擇,輸出任意1路視音頻信號的功能,每路視、音頻信號均有二路分配輸出。實現(xiàn)了雙向傳輸功能,計算機可以監(jiān)視和控制切換器的工作狀態(tài)。切換器控制面板也可以監(jiān)視和控制計算機的工作狀態(tài)。被廣泛地應(yīng)用于廣播電視系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)、工業(yè)/保安監(jiān)控系統(tǒng)、電教系統(tǒng)、卡拉OK系統(tǒng)的視音頻信號切換。
1.2 嵌入式設(shè)備數(shù)據(jù)測控模塊
嵌入式設(shè)備數(shù)據(jù)測控模塊采用帶有CAN總線控制器的單片機C8051F040,它是VAS-8001視音頻矩陣切換器到嵌入式Web服務(wù)器之間完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的通訊接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
VAS-8001視音頻矩陣切換器通信協(xié)議串口設(shè)置為波特率:9600;無校驗;8位數(shù)據(jù)位;1個停止位。其程序流程圖如圖2所示。
1.3 嵌入式Web服務(wù)器模塊
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),以微處理器或微控制器為核心的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)與Internet技術(shù)相結(jié)合,采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)應(yīng)用方式形成的嵌入式Web技術(shù)是近幾年隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及而發(fā)展起來的一項新興技術(shù)。
基于嵌入式Web技術(shù)的機房設(shè)備環(huán)境實時監(jiān)控系統(tǒng)是指將嵌入式Web 服務(wù)器嵌入到機房設(shè)備和機房環(huán)境監(jiān)控裝置中,在相應(yīng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下將機房設(shè)備參數(shù)和機房環(huán)境量的數(shù)據(jù)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)上共享,為Internet或局域網(wǎng)用戶提供基于Web 的圖形化管理接口,從而省去了專用客戶端管理軟件,實現(xiàn)對接入到網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備的統(tǒng)一管理。
本系統(tǒng)嵌入式Web服務(wù)器模塊采用美國Cygnal公司出品的高速單片機C8051F120作為中央處理單元,C8051F系列單片機是集成的混合信號片上系統(tǒng)SOC(System on chip),具有與MCS-51內(nèi)核及指令集完全兼容的微控制器,除了具有標準8051的數(shù)字外設(shè)部件之外,片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。C8051F采用CIP-51內(nèi)核大力提升CISC結(jié)構(gòu)運行速度,創(chuàng)造了將8位MCU的性能提高到100MIPS的歷史,這一性能甚至不少16位MCU都達不到。C8051F具有將I/O從固定方式到交叉開關(guān)配置、從系統(tǒng)時鐘到時鐘系統(tǒng)、從傳統(tǒng)仿真調(diào)試到基于JTAG接口的在系統(tǒng)高度仿真調(diào)試、從引腳復(fù)位到多源復(fù)位,以及低功耗(采用3V而非5V供電)等特點。
1.4 以太網(wǎng)接口控制器模塊
以太網(wǎng)接口控制器模塊采用采用Silicon公司推出的目前體積最小、效能最高的CP2200單芯片以太網(wǎng)控制器,CP2200是集成了IEEE 802.3以太網(wǎng)媒體訪問控制器(MAC)、10Base-T物理層(PHY)和8KB非易失性FLASH存儲器的單芯片以太網(wǎng)控制器。片內(nèi)FLASH存儲器可用于存儲用戶常數(shù)、Web服務(wù)器內(nèi)容或作為通用非易失性存儲器。FLASH存儲器的最后6個存儲單元已在出廠前被預(yù)先寫入了一個唯一的48位MAC地址。CP2200采用精巧的5×5毫米封裝,能在-40℃到+85℃工業(yè)級溫度范圍內(nèi)正常工作。
1.5 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
安廣院電視臺機房設(shè)備環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S )和客戶端與服務(wù)器端(C/S)相結(jié)合的結(jié)構(gòu),客戶端可使用Microsoft internet explorer瀏覽器,服務(wù)器采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)HTTPWeb服務(wù)。遠程測控功能通過CGI(通用網(wǎng)關(guān)接口)程序?qū)崿F(xiàn)。即客戶端通過HTTP協(xié)議發(fā)出請求,該請求到達Web服務(wù)器,服務(wù)器執(zhí)行相應(yīng)的CGI程序采集數(shù)據(jù)并將結(jié)果發(fā)回客戶。圖像、聲音及動畫等多媒體數(shù)據(jù)的處理是通過嵌入在頁面中的Java Applet程序來實現(xiàn)交互功能。如圖3所示。
客戶端程序采用Java Applet技術(shù)增強瀏覽器的功能,實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)的實時瀏覽。客戶端的IE瀏覽器通過B/S 方式訪問Web 服務(wù)器上的網(wǎng)頁數(shù)據(jù)時,網(wǎng)頁中Java Applet能夠被傳送到瀏覽器并且在瀏覽器所在的本地機上運行。事實上,在Java applet 中的socket通信是一個典型的C/S訪問方式。系統(tǒng)通過Java Applet平衡了服務(wù)器端與瀏覽器端的負載狀況,將一部分從前在服務(wù)器上工作分給了瀏覽器,降低了服務(wù)器的運行負荷。
2 系統(tǒng)實現(xiàn)功能
根據(jù)機房監(jiān)控對象的要求,本系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下幾個方面的監(jiān)控功能:
監(jiān)測功能分為模擬量檢測和開關(guān)量檢測兩個部分,其中模擬量檢測包括室內(nèi)溫度、VAS-8001音視頻切換器輸出的音頻和視頻分量幅度的檢測;
開關(guān)量檢測包括VAS-8001音視頻切換器和室內(nèi)門、窗開關(guān)狀態(tài)等環(huán)境量的檢測。
遠程控制功能主要有VAS-8001音視頻切換器以及其它機房設(shè)備管理等開關(guān)量輸出控制。
并用嵌入在網(wǎng)頁中的Java Applet程序?qū)⑸鲜龈黝愇锢砹坑寐曇艏皠赢嫾皶r動態(tài)地顯示出來;數(shù)據(jù)采集和報警刷新周期小于0.5s。
基于系統(tǒng)安全性考慮,身份驗證是必不可少的。用戶進入系統(tǒng)主登錄界面后,并不能直接對系統(tǒng)進行監(jiān)控,必須要經(jīng)過兩層系統(tǒng)身份驗證,采用的方法是通過窗體驗證監(jiān)測密碼和控制密碼來實現(xiàn)對不同用戶的授權(quán)管理。
安廣院電視臺機房設(shè)備環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)界面如圖4所示。
3 結(jié)束語
該系統(tǒng)研制成功后,首先投入到我院電視臺試運行,工作穩(wěn)定,安全可靠。實現(xiàn)了管理者處于不同辦公場所均可在授權(quán)情況下的遠程監(jiān)控,實現(xiàn)了VAS-8001音視頻切換器的音、視頻信號檢測、主、備播信號自動切換及機房環(huán)境量監(jiān)測等功能。它為我們管理、控制和監(jiān)測各種各樣廣電機房設(shè)備提供了一個切實可行的途徑,為實現(xiàn)廣電機房“無人值班,有人留守”的現(xiàn)代化管理模式提供了技術(shù)保證。
參考文獻:
[1] 潘琢金,施國君.C8051FXXX高速SOC單片機原理及應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002.