CN202217174U

CN202217174U - 一种基于can总线的发射机远程监控系统

Info

Publication number: CN202217174U
Application number: CN2011202713560U
Authority: CN
Inventors: 党宏社; 刘星亮; 刘静; 杨小青
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，包括与发射机相连的现场设备网络，所述现场设备网络设有CAN总线，现场设备网络通过CAN总线与嵌入式网络服务器相连，嵌入式网络服务器经由以太网总线连接监控终端。该系统能够实现对发射机的远程在线监控任务，具有成本低、功能多、稳定性好、效率高、可靠性好的特点。

Description

一种基于CAN总线的发射机远程监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种远程监控系统，尤其是一种基于CAN总线的发射机远程监控系统。

背景技术

广播电视发射台担负着极其重要的广播电视发射任务，不仅要保证发射信号的质量，同时还要维持播出信号的可持续性和稳定性，这样就不但要求输入信号的高质量，而且需要保证发射机安全稳定的运行。在发射机远程监控系统出现之前，由于不能及时在线了解发射机的工作状况，判断故障源，在发射机工作过程中如果出现故障，维护人员短时间内不能快速定位故障点，排除不了故障，将造成发射机发射质量下降或较长时间的停播事故。另外，发射机基站一般位于建筑物顶层或边远地区高山上，工作条件艰苦。电台广播机值班人员需不断的对广播机运行状态进行监视，并记录下相关状态，工作强度大，并且有强噪音、强电磁辐射，很容易使工作人员疲劳和疏忽。因此，应用嵌入式计算机网络技术，给发射机配置远程监控系统，对发射机状态进行在线监控和检测，已成为一种必然趋势。目前，常用的发射机监控系统不具备远程监控能力，仅能对单一发射机实现开关机，数据存储，实时显示，历史查询等基本功能，对于故障检测，仅使用单一传感器，进行简单的报警和保护，效率不高，还很有可能出现误报警的情况，从而影响整个发射电台的播出质量。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，该系统能够实现对发射机的远程在线监控任务，具有成本低、功能多、稳定性好、效率高、可靠性好的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，包括与发射机相连的现场设备网络，所述现场设备网络通过CAN总线与嵌入式网络服务器相连，嵌入式网络服务器经由以太网总线连接监控终端。

本实用新型进一步的特征在于：

所述现场设备网络包含四个CAN节点，四个CAN节点分别与发射机对应单元相连，每个节点分别完成对发射机各部分状态的检测任务。所述发射机对应单元为开关电源单元、发射机功率单元及开关单元、发射机功放模拟量单元和发射机功放开关量单元。

所述CAN节点包括微控制器及分别与微控制器相连的开关信号检测模块、模拟信号检测模块以及开关信号输出模块，还包括与微控制器双向接口相连的人机交互模块、CAN通信模块和存储模块。

所述嵌入式网络服务器包括依次连接的CAN总线收发器、CAN总线控制器、ARM处理器和以太网控制器；ARM处理器连接有存储器。

所述CAN总线依次通过CAN总线收发器、CAN总线控制器、ARM处理器、以太网控制器与以太网总线连接。

所述CAN总线控制器采用MCP2510。

所述CAN总线收发器采用SJA1050。

所述以太网控制器采用DM9000A。

本实用新型具有以下积极有益的效果：

由于本实用新型采用了嵌入式网络服务器接口设备，在网络环境下的自识别、自描述和互操作性技术，实现网络节点的动态配置和重构功能。用户能够随时随地有效地对发射机各关键部位进行监测，准确地对故障定位，并提供维修指南，以帮助技术人员及时排除发射机故障，减少平均修复时间。该系统可以满足自动化设备维护、监控的实时性和可靠性要求，有效实现设备的远程监控。

附图说明

图1是发射机远程监控系统的总体结构框图。

图2是CAN节点结构示意图。

图3是嵌入式网络服务器的结构示意图。

图4是嵌入式网络服务器通信流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1所示，该基于CAN总线的发射机远程监控系统，包括与发射机相连的现场设备网络1，其中，现场设备网络1通过CAN总线与嵌入式网络服务器2相连，嵌入式网络服务器2经由以太网总线连接监控终端3。

现场设备网络1包含四个CAN节点，四个CAN节点分别与发射机对应单元相连；发射机对应单元为开关电源单元、发射机功率单元及开关单元、发射机功放模拟量单元和发射机功放开关量单元。

参见图2所示，为CAN节点结构示意图。CAN节点包括微控制器及分别与微控制器相连的开关信号检测模块、模拟信号检测模块以及开关信号输出模块，还包括与微控制器双向接口相连的人机交互模块、CAN通信模块和存储模块。

参见图3所示，为嵌入式网络服务器的结构示意图。

嵌入式网络服务器2包括依次连接的CAN总线收发器、CAN总线控制器、ARM处理器和以太网控制器；ARM处理器连接有存储器。CAN总线依次通过CAN总线收发器、CAN总线控制器、ARM处理器、以太网控制器与以太网总线连接。

上述CAN总线控制器采用MCP2510。

上述CAN总线收发器采用SJA1050。

上述以太网控制器采用DM9000A。

整个监控系统由现场设备网络1实现数据采集，CAN总线采用节点结构，各节点与嵌入式网络服务器2采用CAN总线通信。嵌入式网络服务器2实现连接CAN网络和以太网。一方面接收现场设备网络上传的检测数据，实现设备的检测；另一方面通过以太网发布监测数据和信息，实现跨地域的远程网络化监控。

嵌入式网络服务器2负责收发来自基于CAN总线的现场设备网络1和与以太网连接的监控终端3的信息流，通过协议转换实现两种不同网络的通信。嵌入式网络服务器2通过对网络设备之间的信息进行识别和描述，判断采集信息的类型和含义，从而确定要发送的位置，而无需对信息进行剖析，大大节省了嵌入式网络服务器2的处理时间。还可以通过监控终端3提供的参数自动配置网络服务器，并通过嵌入式网络服务器2自动配置CAN总线上的任意一个节点，实现网络传感器动态配置、重构功能，灵活地配置系统挂载的智能设备节点数，降低设备网络接口的制造和维护成本。当发生故障时，嵌入式网络服务器2还可以及时处理或者向监控终端发出报警。监控终端3设计了形象的监控界面，可以即时在异地了解设备运行的情况，制定决策信息。嵌入式网络服务器2实现CAN总线和以太网之间的数据通信，提高系统的通信效率和可靠性。

监控终端3包括前台的人机交互界面、后台数据库以及与硬件设备之间的通信，监控终端3监测和控制现场总线设备，把监测数据存入数据库，并通过数据库存储的设备信息制定合理的控制决策；用户可以在任何地方对设备运行状态进行监控。

发射机各部分运行状态信息采集、监测以及控制均由CAN节点来实现。通过微控制器、人机交互模块、CAN通信模块、存储模块、开关信号检测模块、模拟信号检测模块以及开关信号输出模块将采集到的发射机各个部分运行的状态信息进行及时的处理，再由CAN节点的微控制器与嵌入式网络服务器2进行通信。

嵌入式网络服务器实现的是一种连接CAN网络和以太网的嵌入式网关，整个系统硬件由ARM处理器、CAN控制器、CAN收发器和以太网控制器等组成。软件是在Linux操作系统下，通过应用程序的开发实现两种协议的转换，以达到两种不同协议下通信的目的。

图4为嵌入式网络服务器通信流程图。

整个通信流程主要涉及两种协议的转换。一是CAN协议到TCP/IP协议的转换。由于嵌入式网络服务器在接收CAN报文时采用中断方式，因此在将CAN报文向以太网发送时，要将其转换为以太网数据包格式；二是TCP/IP协议到CAN协议的转换，由于嵌入式网络服务器在接收以太网数据包采用的是查询方式，因此在以太网数据包向CAN总线发送数据时，也需要转换。

本实用新型的工作原理是：

工作时，四个CAN节点一起完成数据采集和传送功能。节点1采集开关电源的各模拟量和开关量，节点2除了采集判断发射机输出功率、反射功率，同时控制发射机的开机、关机等。节点3和节点4采集发射机功放部分的模拟量和开关量。四个节点通过CAN总线网络与嵌入式网络服务器2通信，在嵌入式网络服务器2上实现两种协议的转换并将发射机运行的状态信息及时发布到以太网上，监控终端通过以太网查询发射机的历史数据、实时数据，并可以控制：开机、关机、复位、密码设置、定时开关机设置、系统时间设置、记录时间间隔设置等功能；当CAN节点采集传送过来的某个单元的实时数值达到故障报警标准时，系统会自动下发报警信号，进行报警，并将具体的处理措施通过界面提供给用户。当发射机已发生故障时，用户可在终端界面上输入故障，以查找故障发生的原因，便于维修。监控终端通过以太网对系统的远程控制，不仅能够实现和在现场一样的操作，而且具有数据导出和打印功能，方便工作人员查看。

Claims

1.一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，包括与发射机相连的现场设备网络(1)，其特征在于，所述现场设备网络(1)通过CAN总线与嵌入式网络服务器(2)相连，嵌入式网络服务器(2)经由以太网总线连接监控终端(3)。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，其特征在于，所述现场设备网络(1)包含四个CAN节点，四个CAN节点分别与发射机对应单元相连；所述发射机对应单元为开关电源单元、发射机功率单元及开关单元、发射机功放模拟量单元和发射机功放开关量单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，其特征在于，所述CAN节点包括微控制器及分别与微控制器相连的开关信号检测模块、模拟信号检测模块以及开关信号输出模块，还包括与微控制器双向接口相连的人机交互模块、CAN通信模块和存储模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，其特征在于，所述嵌入式网络服务器(2)包括依次连接的CAN总线收发器、CAN总线控制器、ARM处理器和以太网控制器；ARM处理器连接有存储器。

5.根据权利要求4所述的一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，其特征在于，所述CAN总线依次通过CAN总线收发器、CAN总线控制器、ARM处理器、以太网控制器与以太网总线连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，其特征在于，所述CAN总线控制器采用MCP2510。

7.根据权利要求4所述的一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，其特征在于，所述CAN总线收发器采用SJA1050。

8.根据权利要求4所述的一种基于CAN总线的发射机远程监控系统，其特征在于，所述以太网控制器采用DM9000A。