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摘要：随着互联网的日益普及，广电设备智能化、数字化的程度不断提高，基于Internet的广电机房设备远程监控系统逐渐成为发展趋势。文章给出了基于嵌入式WEB技术的GDSM-FM-06 调频同步激励器远程监测系统设计方案。
关键词：嵌入式WEB技术；B/S架构；远程监测；调频同步激励器
中图分类号：TP872文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)33-1506-02
Design a simple remote Monitoring system for digital synchronous frequency-modulation inciter
ZHANGHai-qiong
(Anhui Radio Film and Television Institute of Vocational Technology, Hefei 230022, China )
Abstract: As internet used widely ,broadcast equipment becomes more intelligentize and digitalize than before .remote monitoring system based on embedded web technology are popular used in broadcast field. This article gives a design of remote Monitoring system for digital synchronous frequency-modulation inciter.
Key words：embedded Web technology; b/s architecture; remote monitoring; digital synchronous frequency-modulation inciter
1 引言
机房设备监控系统，实质是远程数据采集控制系统在行业中的狭义应用。广电机房设备是广电网络的重要组成部分，做好广电机房设备的远程监测与控制工作，其意义不仅仅在于能够监测广电机房设备的工作状态，更重要的是提高播出系统的可靠性与稳定性，使机房设备维护从定期维护转为状态维护，保证广播电视安全稳定播出。为实现广电机房“无人值班，有人留守”的现代化管理模式提供了技术保证。
GDSM-FM-06立体声调频同步激励器是一款精密的全数字调频同步激励器。它采用先进的数字信号处理(DSP)和直接数字频率合成(DDS)等技术实现高稳定度的射频输出及载波同步。调频激励器是调频发射机的信息处理核心，直接决定发射机性能的优劣，同时它还部分承担了发射机故障处理及报警的责任。因此对激励器进行远程监测就具有重要的意义。
根据嵌入式技术的发展和广电机房设备的现状，研制一种将微处理器、存储器、网络芯片、嵌入式网页服务器等子系统集成一体，具有智能化、网络化、模块化、可靠性高、成本低廉以及维护简单等特点的基于嵌入式WEB的数字调频同步激励器远程监测系统势在必行。
2 基于嵌入式WEB的数字调频同步激励器远程监测系统的设计
2.1 系统原理简介
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，以微处理器或微控制器为核心的专用计算机系统。嵌入式系统与Internet技术相结合，采用B/S(浏览器/服务器)架构应用方式形成的嵌入式Web技术是近几年随着计算机网络的普及而发展起来的一项新兴技术。基于嵌入式Web技术的机房设备环境实时监控系统是指将嵌入式Web 服务器嵌入到机房设备和机房环境监控装置中，在相应的硬件平台和软件系统的支持下将机房设备参数和机房环境量的数据发送至互联网上共享，为Internet或局域网用户提供基于Web 的图形化管理接口，从而省去了专用客户端管理软件，实现对接入到网络中各种设备的统一管理。
基于嵌入式Web技术的数字调频同步激励器远程监测系统的核心是嵌入式Web服务器，嵌入式Web服务器由微处理器MCU和以太网接口控制器芯片组成的硬件平台和由数据采集程序、TCP/IP协议栈和HTTP服务器程序组成的软件系统相结合的体系来实现的。基于嵌入式Web技术数字调频同步激励器远程监测系统设计的总体思路是嵌入式Web服务器通过通信端口或现场总线与本地数字调频同步激励器直接相连，并将接收到的数据经过分析、处理后通过TCP/IP协议将其连接到以太网上。客户端监控主机则通过Web浏览器在远程实时地监测现场信号的动态变化，从而实现远程监测的目标。
基于嵌入式Web的数字调频同步激励器远程监测系统原理框图如图1所示。
2.2 系统硬件设计
基于嵌入式Web技术的数字调频同步激励器远程监测系统的硬件平台主要由嵌入式Web服务器和接口电路组成。
嵌入式Web服务器采用Silicon Laboratories公司的高速单片机C8051F120作为中央处理单元。C8051F系列单片机是集成的混合信号片上系统SOC(System on chip)，具有与MCS-51内核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有标准8051的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。网络协议转换器采用CP2200单芯片以太网控制器，CP2200是集成了IEEE 802.3以太网媒体访问控制器(MAC)、10Base-T物理层(PHY)和8KB非易失性FLASH存储器的单芯片以太网控制器。片内FLASH存储器可用于存储用户常数、Web服务器内容或作为通用非易失性存储器。FLASH存储器的最后6个存储单元已在出厂前被预先写入了一个唯一的48位MAC地址。CP2200采用精巧的5 × 5毫米封装，能在-40℃到 85℃工业级温度范围内正常工作。
根据GDSM-FM-06立体声调频同步激励器通信协议以及使用状况要求，考虑到一般调频发射机房都有数台调频同步激励器同时工作，因此在其监控系统设计中增加一个嵌入式串口扩展模块。嵌入式串口扩展模块采用成都国腾微电子有限公司生产的GM8125芯片。
GM8125可以将一个全双工的标准串口扩展成5个标准串口。该芯片工作在多通道模式下时，子串口能主动响应从机发送的数据，并由母串口发送给主机，同时返回子串口地址。该模式使每个从机的发送要求都能被及时地响应，即使所有从机同时有发送要求，数据也不会丢失，基本实现了主控单元和外设通讯的实时性。该芯片的外部控制少，应用灵活，编程使用简单，适用于大多数有串口扩展需求的系统。这就实现了一台嵌入式Web服务器同时监测5台调频同步激励器的功能。
2.3 系统软件设计
基于嵌入式Web技术的GDSM-FM-06立体声调频同步激励器远程监测系统软件架构采用浏览器/服务器(B/S)模式，客户端可使用Microsoft internet explorer浏览器，服务器采用基于CMX-MICRONET的TCP/IP协议栈实现HTTPWeb服务。远程测控功能通过CGI(通用网关接口)程序实现。即客户端通过HTTP协议发出请求，该请求到达Web服务器后执行相应的CGI程序采集数据并将结果发回客户。图像、声音及动画等多媒体数据的处理是通过嵌入在网页中的Java Applet程序来实现交互功能。
图2 GDSM-FM-06 调频同步激励器远程监测系统界面
客户端的IE浏览器通过B/S 方式访问Web 服务器上的网页数据时，网页中Java Applet能够被传送到浏览器并且在浏览器所在的本地机上运行。系统通过Java Applet平衡了服务器端与浏览器端的负载状况，将一部分从前在服务器上工作分给了浏览器，降低了服务器的运行负荷。
2.4 系统实现功能
根据GDSM-FM-06 调频同步激励器监测要求，本系统主要实现了以下几个方面的监测功能：
实现了音频状态信息、功率放大器状态信息、调制状态信息、同步状态信息及系统信息监测共计22项指标的监测功能。
实现了“音频”、“秒脉冲”、“10MHz”、“内环”、“外环”、“射频”、“失锁”、“保护”、“反射”和“互锁”报警信息状态指示灯的动态显示功能。完成了“手动查询，自动报警”的设计要求。
GDSM-FM-06 调频同步激励器远程监测系统界面如图2所示。
该系统完全摆脱了传统监控模式在地点、空间和人数上的限制，监控人员可以灵活机动、随时随地通过现有的公共通信网络在本地PC上使用标准的IE浏览器作为接口直接访问嵌入在GDSM-FM-06 调频同步激励器上的Web服务器。最大限度的发挥了监控系统的可用性和灵活性。
3 结束语
嵌入式Web服务器的应用能降低监控系统维护成本，提高监控系统运行效率。针对广电机房设备与以太网间的通信互联，本文实现了嵌入式Web在GDSM-FM-06 调频同步激励器远程监测系统中的应用，它为我们管理、控制和监测各种各样广电机房设备提供了一个切实可行的途径。
参考文献：
[1] 潘琢金,施国君.编著.C8051FXXX高速SOC单片机原理及应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2002.
[2] 许海燕,付炎.编著.嵌入式系统技术与应用[M]. 北京：机械工业出版社，2002.
[3] 金勇华,曲俊生.编著.Java 网络高级编程[M]. 北京：人民邮电出版社，2001.
[4] 童长飞.编著.C8051F系列单片机开发与C语言编程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2005.
关键词：嵌入式WEB技术；B/S架构；远程监测；调频同步激励器
中图分类号：TP872文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)33-1506-02
Design a simple remote Monitoring system for digital synchronous frequency-modulation inciter
ZHANGHai-qiong
(Anhui Radio Film and Television Institute of Vocational Technology, Hefei 230022, China )
Abstract: As internet used widely ,broadcast equipment becomes more intelligentize and digitalize than before .remote monitoring system based on embedded web technology are popular used in broadcast field. This article gives a design of remote Monitoring system for digital synchronous frequency-modulation inciter.
Key words：embedded Web technology; b/s architecture; remote monitoring; digital synchronous frequency-modulation inciter
1 引言
机房设备监控系统，实质是远程数据采集控制系统在行业中的狭义应用。广电机房设备是广电网络的重要组成部分，做好广电机房设备的远程监测与控制工作，其意义不仅仅在于能够监测广电机房设备的工作状态，更重要的是提高播出系统的可靠性与稳定性，使机房设备维护从定期维护转为状态维护，保证广播电视安全稳定播出。为实现广电机房“无人值班，有人留守”的现代化管理模式提供了技术保证。
GDSM-FM-06立体声调频同步激励器是一款精密的全数字调频同步激励器。它采用先进的数字信号处理(DSP)和直接数字频率合成(DDS)等技术实现高稳定度的射频输出及载波同步。调频激励器是调频发射机的信息处理核心，直接决定发射机性能的优劣，同时它还部分承担了发射机故障处理及报警的责任。因此对激励器进行远程监测就具有重要的意义。
根据嵌入式技术的发展和广电机房设备的现状，研制一种将微处理器、存储器、网络芯片、嵌入式网页服务器等子系统集成一体，具有智能化、网络化、模块化、可靠性高、成本低廉以及维护简单等特点的基于嵌入式WEB的数字调频同步激励器远程监测系统势在必行。
2 基于嵌入式WEB的数字调频同步激励器远程监测系统的设计
2.1 系统原理简介
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，以微处理器或微控制器为核心的专用计算机系统。嵌入式系统与Internet技术相结合，采用B/S(浏览器/服务器)架构应用方式形成的嵌入式Web技术是近几年随着计算机网络的普及而发展起来的一项新兴技术。基于嵌入式Web技术的机房设备环境实时监控系统是指将嵌入式Web 服务器嵌入到机房设备和机房环境监控装置中，在相应的硬件平台和软件系统的支持下将机房设备参数和机房环境量的数据发送至互联网上共享，为Internet或局域网用户提供基于Web 的图形化管理接口，从而省去了专用客户端管理软件，实现对接入到网络中各种设备的统一管理。
基于嵌入式Web技术的数字调频同步激励器远程监测系统的核心是嵌入式Web服务器，嵌入式Web服务器由微处理器MCU和以太网接口控制器芯片组成的硬件平台和由数据采集程序、TCP/IP协议栈和HTTP服务器程序组成的软件系统相结合的体系来实现的。基于嵌入式Web技术数字调频同步激励器远程监测系统设计的总体思路是嵌入式Web服务器通过通信端口或现场总线与本地数字调频同步激励器直接相连，并将接收到的数据经过分析、处理后通过TCP/IP协议将其连接到以太网上。客户端监控主机则通过Web浏览器在远程实时地监测现场信号的动态变化，从而实现远程监测的目标。
基于嵌入式Web的数字调频同步激励器远程监测系统原理框图如图1所示。
2.2 系统硬件设计
基于嵌入式Web技术的数字调频同步激励器远程监测系统的硬件平台主要由嵌入式Web服务器和接口电路组成。
嵌入式Web服务器采用Silicon Laboratories公司的高速单片机C8051F120作为中央处理单元。C8051F系列单片机是集成的混合信号片上系统SOC(System on chip)，具有与MCS-51内核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有标准8051的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。网络协议转换器采用CP2200单芯片以太网控制器，CP2200是集成了IEEE 802.3以太网媒体访问控制器(MAC)、10Base-T物理层(PHY)和8KB非易失性FLASH存储器的单芯片以太网控制器。片内FLASH存储器可用于存储用户常数、Web服务器内容或作为通用非易失性存储器。FLASH存储器的最后6个存储单元已在出厂前被预先写入了一个唯一的48位MAC地址。CP2200采用精巧的5 × 5毫米封装，能在-40℃到 85℃工业级温度范围内正常工作。
根据GDSM-FM-06立体声调频同步激励器通信协议以及使用状况要求，考虑到一般调频发射机房都有数台调频同步激励器同时工作，因此在其监控系统设计中增加一个嵌入式串口扩展模块。嵌入式串口扩展模块采用成都国腾微电子有限公司生产的GM8125芯片。
GM8125可以将一个全双工的标准串口扩展成5个标准串口。该芯片工作在多通道模式下时，子串口能主动响应从机发送的数据，并由母串口发送给主机，同时返回子串口地址。该模式使每个从机的发送要求都能被及时地响应，即使所有从机同时有发送要求，数据也不会丢失，基本实现了主控单元和外设通讯的实时性。该芯片的外部控制少，应用灵活，编程使用简单，适用于大多数有串口扩展需求的系统。这就实现了一台嵌入式Web服务器同时监测5台调频同步激励器的功能。
2.3 系统软件设计
基于嵌入式Web技术的GDSM-FM-06立体声调频同步激励器远程监测系统软件架构采用浏览器/服务器(B/S)模式，客户端可使用Microsoft internet explorer浏览器，服务器采用基于CMX-MICRONET的TCP/IP协议栈实现HTTPWeb服务。远程测控功能通过CGI(通用网关接口)程序实现。即客户端通过HTTP协议发出请求，该请求到达Web服务器后执行相应的CGI程序采集数据并将结果发回客户。图像、声音及动画等多媒体数据的处理是通过嵌入在网页中的Java Applet程序来实现交互功能。
图2 GDSM-FM-06 调频同步激励器远程监测系统界面
客户端的IE浏览器通过B/S 方式访问Web 服务器上的网页数据时，网页中Java Applet能够被传送到浏览器并且在浏览器所在的本地机上运行。系统通过Java Applet平衡了服务器端与浏览器端的负载状况，将一部分从前在服务器上工作分给了浏览器，降低了服务器的运行负荷。
2.4 系统实现功能
根据GDSM-FM-06 调频同步激励器监测要求，本系统主要实现了以下几个方面的监测功能：
实现了音频状态信息、功率放大器状态信息、调制状态信息、同步状态信息及系统信息监测共计22项指标的监测功能。
实现了“音频”、“秒脉冲”、“10MHz”、“内环”、“外环”、“射频”、“失锁”、“保护”、“反射”和“互锁”报警信息状态指示灯的动态显示功能。完成了“手动查询，自动报警”的设计要求。
GDSM-FM-06 调频同步激励器远程监测系统界面如图2所示。
该系统完全摆脱了传统监控模式在地点、空间和人数上的限制，监控人员可以灵活机动、随时随地通过现有的公共通信网络在本地PC上使用标准的IE浏览器作为接口直接访问嵌入在GDSM-FM-06 调频同步激励器上的Web服务器。最大限度的发挥了监控系统的可用性和灵活性。
3 结束语
嵌入式Web服务器的应用能降低监控系统维护成本，提高监控系统运行效率。针对广电机房设备与以太网间的通信互联，本文实现了嵌入式Web在GDSM-FM-06 调频同步激励器远程监测系统中的应用，它为我们管理、控制和监测各种各样广电机房设备提供了一个切实可行的途径。
参考文献：
[1] 潘琢金,施国君.编著.C8051FXXX高速SOC单片机原理及应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2002.
[2] 许海燕,付炎.编著.嵌入式系统技术与应用[M]. 北京：机械工业出版社，2002.
[3] 金勇华,曲俊生.编著.Java 网络高级编程[M]. 北京：人民邮电出版社，2001.
[4] 童长飞.编著.C8051F系列单片机开发与C语言编程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2005.