专利名称：：短波发射机远程集中监控系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及计算机网络、数字通信和监控系统，具体讲是涉及短波发射机远程集中监控系统。
背景技术：
：对于短波发射机分布在不同地域的情况，例如公司现有海华发射机MT1501A型共九套，其中在发射场地机房中有四套，如果需要改变发射机频率和查看工作状态，就需要去发射场地进行现场修改和查看，给值班人员工作带来很多困难，并且收信台值班人员也无法直观了解发射机运行状态。另一方面，传统发射机体积大、天线占地面积大。我公司在天津地区的短波业务只能覆盖渤海、东海海域，对于我公司在其他海域(南海、南沙等)的移动船舶和平台无法进行短波的通讯。短波服务覆盖范围示意图见附件图1。现有总调应急台(即短波通讯用户端)位于石油大厦A座、B座，均安装在办公场所。这使得收发信机功率不能太大，造成设备利用率和接通率低等问题。而且，现有工作方式只能提供传统模拟话音工作方式，只能在本地接收和发送话音业务，超出通讯范围将提供不了通话业务。如位于天津石油大厦A座、B座的总调应急台(短波通讯用户端)只能与渤海海域的船只、平台进行短波通讯，而无法与超出该范围的船只和平台进行通讯。
发明内容为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种短波发射机远程集中监控系统，实现远程监控管理，组网运行。本实用新型采用的技术方案是，短波发射机远程集中监控系统，包括工作于短波频段的发射机单机、发射机单机控制单元、串口服务器、工业监控主机、音频采集通路设备，发射机单机由通信开关电源、激励器、功率放大器、谐波滤波器、功率指示单元、电量检测模块、射频接口和PCM话音接口构成，发射机单机控制单元由微处理器、射频数据采集模块、电量数据采集模块构成，发射机单机与发射机单机控制单元相连，激励器、功率放大器、谐波滤波器、功率指示单元、通信开关电源分别通过串口调制解调器连接到串口服务器；电量检测模块通过电量数据采集模块连接到串口服务器；驻波比传感器通过射频接口、射频数据采集模块连接到串口服务器；串口服务器通过局域网LAN连线连接到工业监控主机；音频采集通路设备通过PCM话音接口、PCM话音采集模块连接到工业监控主机。串口服务器为RS232和RS485串口服务器。发射机单机为多台，各自对应连接发射机单机控制单元。本实用新型可带来下列技术效果1、由于本实用新型的发射机通过串口服务器汇接到监控计算机，接入局域网，因而能够实现对发射机的远程监控和管理，极大降低运营维护管理费用，提高效率。2、PCM话音采集模块通过A/D数模转换模块连接到监控计算机，实现可以在局域网内进行控制和呼叫，实现多用户通过网络使用短波业务的目的。3、采用监控计算机，可以实现定制巡检、排障、报表等日常事务分析设备的运行状态，并且统计和打印设备的工作时间、状态、报表输出话音的记录保存。图1为本实用新型发射机组成框图。图2为本实用新型串口服务器连接示意图。图3为电量采集模块框图。图4为16路PCM语音采集框图。图5为驻波比采集图。图6为发射机远程集中控制系统示意图。图7为本实用新型整体结构图。具体实施方式本实用新型可以实现參远程监测、遥控功能实现本地、远程监测和遥控发射机，包括发射机的状态控制，各种参数的调整、实时监测、显示发射机各项重要运行参数，实现超限报警、故障报警、故障自动记录、故障查询；參设备自动统计运行报表功能可定制巡检、排障、报表等日常事务；更可根据运行参数，分析设备的状态，统计和打印设备工作时间、状态、报表输出。參本地、远程实时话音监听功能实现实时对发射机话音的监听和录音功能、并且做到可以进行历史追溯。參分布式网络化控制功能监控系统是一个开放的系统，分布式的监测和控制系统、今后可以实现灵活的控制方式、可以为不同的调度中心实现软件短波通讯接入手段。參网络传输短波通讯的功能通过技术创新，改变现有只能在本地接收和发送话音业务。利用现有网络，逐步实现异地、分布式的控制收信机、发信机的组网的功能；将接收机和发射机通过软件结合在一起，在不同地点实现网络数字化短波通讯业务；实现在渤海地区为在南海、南沙作业船只提供短波通讯业务。以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型。第一部分硬件系统结构和技术实现1、系统结构发射台集中控制系统由软件和硬件组成，设备主要由发射机单机、发射机单机控制单元、数据采集模块、串口服务器、工业监控主机、音频采集通路设备组成，发射机单机即指短波发射机单机；系统软件包含计算机操作系统、专用监控应用软件、单片机程序。。可根据运行参数。可以实现对实时4[0035]发射台集中控制系统如图6、7所示。2、硬件结构发射机集中控制系统由发射机单机控制单元、数据转接口、通信接口、监控计算机(工业监控主机)、发射机单机、音频采集通路设备组成。利用原有发射机控制单元中单片机构成的数据转换接口、通信接口、将工业监控主机、多台发射机及相关设备组成的点到点的通信通道。在控制系统中，工业监控主机作为基础测控终端，完成对发射机设备的工作状态采集、存储、上传及实施过程控制指令，监控计算机提供良好的人机界面，操作简单、方便；数据接口主要是作为发射机和工业监控主机的硬件接口，便于发射机跟计算机进行数据交换，数据接口综合计算机和发射机的功能，完成多机自动监控通信功能。3、发射机及控制单元发射机是整个系统控制的对象，发射机由通信开关电源、激励器、功率放大器、谐波滤波器、功率指示单元、接口单元组成，其中激励器是发射机的核心，它控制着整个发射机的运行；现增加射频采集接口、电量检测模块和PCM话音采集模块。发射机单机控制单元用微处理器完成其控制功能，具有使用简单，稳定性好，实现功能方便，有一定智能，并易于功能修改扩充等。发射机单机控制单元由微处理器、射频数据采集模块、电量数据采集模块构成，通过与发射机单机相连接，能完成发射机单机控制、工作频率参数设置、状态、故障监测状态和安全报警状态，并且在原有功能的基础上，实现了上电自检、工作状态自动切换、数据采集传送、故障检测、分析以及相应的处理功能。发射机单机控制单元把所监测到的数据传给数据接口，同时接受工业监控主机实施的过程控制命令。发射机数据通信结构如图1。4、数据串口服务器如图2所示，工业监控主机是监控主机，即数据存储服务器和控制服务器，与发射机进行数据交换的接口，它由数据采集接口和数据通信接口组成，发射机的各种工作状态通过接口单元接入数据串口服务器，然后通过LAN方式上传给监控主机进行处理，同时接受监控主机的控制指令，再转发送给发射机各单元进行处理。5、技术实现方式发射机通信接口采用RS485/232的混合通信方式，采用实现一台主机同时监测控制多台发射机，发射机遥控由计算机通过通信接口进行多台发射机控制，遥控操作通过系统软件操作界面来实现，整个界面在WINDOWS操作系统下运行，传输的物理介质为多股电缆，传输硬件接口采用RS485/232通信标准。短波发射机(MT1501A)仅对原有的发射机修改计算机通信接口，并不破坏原有电路；使用其控制电路每台短波发射机都有各自的控制和保护系统。通过利用发射机本地/遥控方式，在遥控的MODEM接口电路上取得RS232C接口。实现本地控制和遥控控制两种方式。将发射机房内的五套发射机通过采集串口与机房串口服务器进行连接，发射场地机房的4套发射机通过进行长距离的串口传输然后接入串口服务器中，在工业监控主机中对每台机器进行串口定义，通过软件进行对每台设备各种参数的监控和操作。如图7所示。对每台发射机的模拟电量参数即附图中的电源电路参数进行采集，通过A/D转换器后，经电量/RS485数据采集模块输出到串口服务器，供工业监控主机采集出数字量，并且实时传送到客户端。如图3所示。通过PCM话音接口、PCM话音采集模块，对发射机的通话PCM话音进行实时的采集编码，数字化压縮存储在工业监控主机(16路话音录音服务器RECServer)上，对话音进行实时传送到客户端，并且根据客户端需求实现可追溯历史记录。如图4所示。通过驻波比传感器将发射机功率合成后的模拟输出数字化，以RS232C-ASCII码输出，参数分别为正向功率、反向功率、驻波比值；通过驻波比采集实时传输到工业监控主机，然后在客户端显示，可是提示用户发射机发射是否正常，显示报警等信息；为提前预防发射机损害提供可靠的依据。如图5所示。6、发射机数据监视和控制工业监控主机实时监控每台发射机状态，通过串口服务器采集各发射机，发送反馈命令获取发射机的状态参数，并实时更新发射机最新工作状态参数。远程监控终端通过调用工业监控模块实现与工业监控主机通信。远程监控终端登陆工业监控主机，远程监控终端会实时发送最新状态到工业监控主机。远端监控可以实时获得现有发射机的所有参数、包括实时发送的话音信号，可以准确的判断发送信号的是否到达发射机。该功能可以实现每个远程监控终端随时对设备工作情况进行监控，保证设备维护的响应效率，减少应设备故障引起的损失。7、发射机监控信号的获取实现对发射机的计算机自动监控，关键是在对发射机各种监控信号的获取。发射机需监控的信号可分为三类參各种运行参数(频率、工作种类、调制方式、工作模式、信道、发射机状态、调谐等)及其控制信号(发射机的控制命令)參实时话音信号采集(PCM话音转换为数字音频流)參实时参数采集(驻波比参数、交流电量参数采集)运行命令参数(HEX格式)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>发射机返回命令参数(HEX格式)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>ToMT1501ACOMmonitordata:2007-12-06发送的HEX命令行060254303530303030030606024D31030606060606060606024D3103024D320320024D3203024D3303024D3403024D3503024D3603024D3703024D38030250300302503103025032030250330302503403024430030244310302443003024430030606027403060606060606060606060606060606FormMT1501ACOMmonitordata:2007-12-06接收的HEX命令行024F3F3803024F373803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F373803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F373803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F3803024F3F38038、实时话音采集模块如图5所示，对发射机的通话PCM话音进行实时的采集编码，数字化压縮存储在工业监控主机上，对话音进行实时传送到客户端，并且根据客户端需求实现可追溯历史记录。9、电量采集模块如图4所示，对每台发射机的模拟电量参数进行采集，通过A/D转换器后，工业监控主机采集出数字量，并且实时传送到客户端。10、驻波比采集模块通过驻波比传感器将发射机功率合成后的模拟输出数字化，以RS232C-ASCII码输出，参数分别为正向功率、反向功率、驻波比值；通过驻波比采集实时传输到服务器，然后在客户端显示，可是提示用户发射机发射是否正常，显示报警等信息；为提前预防发射机损害提供可靠的依据；第二部分软件结构1、系统设置(监控客户端)对每个客户端进行相应的参数设置维护1)远程监控终端IP以及访问端口。指定传递命令或提取发射机状态的工控机的地址。2)显示设置。进行发射机状态信息展示，并提供命令操作控制台。2、软件结构图(略)。服务器端主要存放服务器系统软件、数据库软件、配置数据、历史数据；而客户端主要通过网络配置数据和查看数据。3、服务器端软件框架软件模块说明CSysConfig模块用于管理配置信息。8[0095]CHistory模块用于读取和记录历史数据。CGather用于采集发射机数据，或者发送命令。CConnection用于和监控终端的网络通信。CGather和CConnection都由包含一个CStream对象，只不过CGather包含的是CStreamCom子类对象，而CConnection包含的是CStreamSocket子类对象。这样的设计有利于系统的稳定，而且便于维护。从软件工程思想来看，这种基于组态的结构设计能保证系统灵活性和开放性。4、客户端软件框架客户端软件架构相对简单。它主要的工作在于界面交互。CClientUI:界面交互模块，CClientConfig:客户端配置模块，CClientGather:客户端网络通信模块。5、软件界面6、系统特点1.灵活性由于采用组件方式搭建系统，系统具有很强的灵活性。2.低依赖使用C/C++开发，保证系统具有高效性、平台的低依赖性的优点。3.易维护组态设计各模块之间的低耦合，使得系统具有易于维护的特点。4.稳定性根据接口的稳定性决定系统稳定性的特点，组态设计具有非常好的稳定性。系统性能状态反应时间<=3秒控制命令反馈<=15秒系统环境说明1、开发环境开发语言^0++。开发环境-MicrosoftVisualStudio。结束语将现有传统发射机改造为通过网络控制的发射机，将传统话音业务经过网络传输，改变其只能在本地发射和接收的方式；实现可以在局域网内进行控制和呼叫，实现各调度室通过网络使用短波业务的目的。最终实现分布式的发射机机和接收机远程访问和调用的功能。为中海油各海域的船舶提供安全生产和应急指挥时的短波通讯，提高短波的接通率和覆盖面，尤其是随着南海和南沙油田开发力度的加大，我们可以利用这样方式为渤海船舶在南海、南沙等地作业提供短波通讯的保障。通过运用计算机及工业控制技术的创新，将传统的SSB话音业务改变为数字传输和控制，实现覆盖多个海域更广的业务范围，为安全生产和应急指挥提供更可靠的保障。权利要求一种短波发射机远程集中监控系统，其特征是，包括工作于短波频段的发射机单机、发射机单机控制单元、串口服务器、工业监控主机、音频采集通路设备，发射机单机由通信开关电源、激励器、功率放大器、谐波滤波器、功率指示单元、电量检测模块、射频接口和PCM话音接口构成，发射机单机控制单元由微处理器、射频数据采集模块、电量数据采集模块构成，发射机单机与发射机单机控制单元相连，激励器、功率放大器、谐波滤波器、功率指示单元、通信开关电源分别通过串口调制解调器连接到串口服务器；电量检测模块通过电量数据采集模块连接到串口服务器；驻波比传感器通过射频接口、射频数据采集模块连接到串口服务器；串口服务器通过局域网LAN连线连接到工业监控主机；音频采集通路设备通过PCM话音接口、PCM话音采集模块连接到工业监控主机。2.根据权利要求1所述的一种短波发射机远程集中监控系统，其特征是，串口服务器为RS232和RS485串口服务器。3.根据权利要求1所述的一种短波发射机远程集中监控系统，其特征是，发射机单机为多台，各自对应连接发射机单机控制单元。专利摘要本实用新型涉及计算机网络、数字通信和监控系统，具体讲是涉及短波发射机远程集中监控系统。为实现远程监控管理，组网运行，本实用新型采用的技术方案是，包括工作于短波频段的发射机单机、发射机单机控制单元、串口服务器、工业监控主机、音频采集通路设备，发射机单机通过数据采集模块连接到串口服务器；驻波比传感器通过射频接口、射频数据采集模块连接到串口服务器；串口服务器通过局域网LAN连线连接到工业监控主机；音频采集通路设备通过PCM话音接口、PCM话音采集模块连接到工业监控主机。本实用新型主要应用于短波发射机远程监控。文档编号H04L12/28GK201467135SQ20092009864公开日2010年5月12日申请日期2009年9月4日优先权日2009年9月4日发明者刘士忠,吉晓峰,张武健,斯江平,詹新法,黄森杰申请人:渤海石油通讯有限责任公司