CN202583779U - 一种嵌入式自动切换控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种嵌入式自动切换控制装置，包括主控单元、若干个智能I/O测控模块和触摸屏模块组成，所述主控单元与若干个智能I/O测控模块通过CAN总线交换信息，主控单元与触摸屏通过触摸屏接口交换信息，主控单元还可通过以太网或RS-485通信接口连接上位机，提供远程监控的功能。智能I/O测控模块包括8路模拟量输入通道、7路数字量输入通道、8路数字量输出通道，所述的主控单元完成主备机监测信息的获取、备机切换的判断、倒备机过程的控制、数据记录、人机交互、与上位机通信，所述的智能I/O测控模块利用嵌入式ARM技术实现，完成故障切换数据和同轴开关连接状态的采集、发射机自动开关机、同轴开关手/自动切换控制，提高了系统的可靠性和降低了系统的成本；通过利用高速CAN通信总线交换信息，减少了各控制器之间交换信息的时间，从而减少了倒备机时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化技术领域，特别是涉及一种嵌入式自动切换控制装置。
背景技术
为保证发射机播出节目的质量，大多数发射台发射系统都采用主机+备机的工作方式。传统的发射机备份方式是每台主用发射机都有一台备用发射机，随着台站需要播出节目数的增多，该方式每套节目需两部发射机，这将增加设备的投资。同时，这种备份方式的备机利用率低，设备维护量大。
随着发射机技术的发展，全国的多数调频节目已基本上都采用全固态调频发射机，全固态调频发射机可以发射全频带任意一个频点的节目，这使得N+1发射系统成为可能，即多台发射机共用一台备机。这种方式可以有效地避免发射机故障停播事故和减少设备的投资及维护量，但此方式需要在主用发射机故障后，能够自动让备机代播，而此功能的实现需要依靠N+1自动切换控制系统。
目前，国内N+1自动切换控制系统实现方式不尽相同，新光N+1发射控制系统，以工控机为控制器，通过以太网交换信息，信息获取需依赖发射机自带的微机控制；吉兆调频N+1自动切换控制系统，以PLC为控制器，为每部发射机重新配备了测控模块，通过RS-485通信交换信息。
上述系统成本高、对发射机自带的微机控制有依赖。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种嵌入式自动切换控制装置，该装置利用多颗嵌入式微控制器实现备机切换的信息采集与控制，提高了系统的可靠性和降低了系统的成本，而且减少各控制器之间交换信息的时间，减少倒备机时间。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种嵌入式自动切换控制装置，包括主控单元、若干个智能I/O测控模块，触摸屏模块，所述主控单元与若干个智能I/O测控模块通过CAN总线交换信息，主控单元与触摸屏通过触摸屏接口交换信息，主控单元还可连接上位机，通过以太网或RS-485通信总线交换监控信息。
所述的主控单元包括微处理器、CAN通信接口、以太网接口、RS-232/485的通信接口、触摸屏接口以及存储模块。
所述的智能I/O测控模块包括8路模拟量输入通道、7路数字量输入通道、8路数字量输出通道。
所述的各智能I/O测控模块与主控单元通过高速CAN通信总线交互信息。
所述微处理器选用STM32F103VC芯片。
所述的主控单元完成主备机监测信息的获取、备机切换的判断、倒备机过程的控制、数据记录、人机交互、与上位机通信。
所述的智能I/O测控模块完成故障切换数据和同轴开关连接状态的采集、发射机自动开关机、同轴开关手/自动切换控制。
所述的触摸屏模块是系统操作和显示的终端。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
一、利用低成本的多颗嵌入式微控制器设计自动控制装置，降低了系统的成本；
二、利用专门配备的智能I/O测控模块，对发射机自带的微机控制无依赖性，提高了系统的可靠性；
三、利用高速CAN通信减少各控制器之间交换信息的时间，减少了倒备机时间；
四、利用32位的ARM微控制器（STM32F103VC)，提高了监测数据处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型硬件结构连接框图。
图2为本实用新型切换备机的软件流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参照图1，这是本实用新型硬件结构连接框图。
一种嵌入式自动切换控制装置，包括主控单元1、若干个智能I/O测控模块3和触摸屏模块2组成，主控单元1与智能I/O测控模块3通过CAN通信接口相互连接，主控单元1与触摸屏2通过触摸屏接口交换信息，主控单元1还可通过以太网或RS-485通信接口连接上位机4。
所述的主控单元包括微处理器、CAN通信接口、以太网接口、RS-232/485的通信接口、触摸屏接口以及存储模块。
CAN通信接口是由微控制器内置的CAN控制器、通信隔离芯片、CAN收发器和DB9插座依次连接组成；
以太网通信接口是由SPI接口的以太网控制芯片ENC28J60、以太网变压器11FB-05NL和RJ45插座依次连接组成；
RS-485/232通信接口是由微控制器内置的串行接口、通信隔离芯片ADUM1412、MAX485/232通信收发器和DB9插座依次连接组成；
所述以太网接口和1路RS-232/485通信接口提供了两种与上位机交换监控信息的方式。
存储芯片选择为2片I2C接口的AT24C1024B，总容量为256K字节。
所述的智能I/O测控模块包括8路模拟量输入通道、7路数字量输入通道、8路数字量输出通道。
所述的模拟量输入通道是指被测模拟量经过∏型低通滤波（截止频率48HZ）；再经过LM324组成的两级反向放大电路将（0-5v）降至（0-3.6v），输入至微控制器的AD转换器。
所述的数字量输入通道是指输入的数字量经过TLP521光电隔离后，再通过带施密特触发器的反相器74HC14将波形整形，连接至微控制器的I/O端口。
所述的数字量输出通道是指微控制器输出的数字量经过74HC14后，通过TLP521光电隔离，再通过三极管（9013）驱动继电器（DS2Y-S-3DC）输出至控制接口。
所述的触摸屏模块是指选用的7寸迪文工业串口屏DMG80480S70-01WT。
所述的微控制器选择为STM32F103VC，该芯片为32位ARM核微控制器，含有丰富的片内外设，包含设计中所需的CAN控制器、SPI接口、I2C接口、3路串口、12位AD转换；内含256KFLASH和64KSRAM。
参照图2，这是本实用新型切换备机的软件流程图。
如图所示，切换备机的控制软件流程如下：首先查询切换过程标志，判断是否已经启动切换备机过程。如果已启动备机过程，则判断故障机是否已关机完成，当故障机关机完成，查询同轴开关切换是否启动，若没启动则向该故障机配备的智能I/O测控模块发送同轴开关切换命令，向音频矩阵切换器发切换指令，向备机激励器发代播频率指令，若同轴切换已完成，则向该故障机配备的智能I/O测控模块发送开备机命令，以完成倒备机过程；如果没有启动切换过程，通过向各智能I/O测控模块发送上传采集信息命令来获取主备机运行状态信息，根据预先设定的故障切换条件，判断那部主用发射机故障，当有故障机时，通过再次获取该机运行状态信息来确认该机是否故障，当确认该机故障后，判断备机是否正在代播，如果备机在代播，则报警并且进行故障记录和显示，如果备机没有代播，则启动切换备机过程，向故障机发关机命令。
利用该自动切换装置，可以降低播出系统的成本，从而减少电台的运行的运营成本，促进广播事业的发展。该装置具有成本低，可靠性高，人机交互友好等特定，具有推广应用价值。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种嵌入式自动切换控制装置，其特征在于，包括主控单元、若干个智能I/O测控模块，触摸屏模块，所述主控单元与若干个智能I/O测控模块通过CAN总线交换信息，主控单元与触摸屏通过触摸屏接口交换信息，主控单元还可连接上位机，通过以太网或RS-485通信总线交换监控信息。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式自动切换控制装置，其特征在于：所述所述的主控单元包括微处理器、CAN通信接口、以太网接口、RS-232/485的通信接口、触摸屏接口以及存储模块。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式自动切换控制装置，其特征在于：所述的智能I/O测控模块包括8路模拟量输入通道、7路数字量输入通道、8路数字量输出通道。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式自动切换控制装置，其特征在于：所述的各智能I/O测控模块与主控单元通过高速CAN通信总线交互信息。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式自动切换控制装置，其特征在于：所述微控制器选用ARM内核的STM32F103VC芯片。
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