衛(wèi)星通信系統(tǒng)室外設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)文

摘 要 衛(wèi)星通信射頻機(jī)房與室內(nèi)業(yè)務(wù)機(jī)房距離較遠(yuǎn)，傳統(tǒng)的定時(shí)巡看方式已不能滿足日益增長(zhǎng)的保障需求，存在諸多安全隱患，針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)衛(wèi)星射頻設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻設(shè)備工作狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及故障報(bào)警功能。實(shí)際運(yùn)用表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信 射頻設(shè)備 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信在遠(yuǎn)海保障等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，衛(wèi)星通信的地位也越來越重要。衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般由室內(nèi)設(shè)備和室外單元組成，室外單元一般安裝在室外射頻方倉(cāng)內(nèi)，由于衛(wèi)星通信頻率較高，射頻方倉(cāng)要求緊隨衛(wèi)星天線建設(shè)，由于場(chǎng)地的限制，衛(wèi)星天線和衛(wèi)星室內(nèi)設(shè)備之間往往有一定的距離。衛(wèi)星業(yè)務(wù)主要由室內(nèi)設(shè)備擔(dān)負(fù)，值班人員大部分時(shí)間都在室內(nèi)機(jī)房，距離射頻方倉(cāng)有一定的距離，隨著衛(wèi)星業(yè)務(wù)量的增加，傳統(tǒng)的定時(shí)巡看方式已無(wú)法滿足業(yè)務(wù)需求，存在諸多不定因素，使得通信不間斷的傳輸?shù)貌坏娇煽勘Ｕ希虼嗽O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有射頻設(shè)備監(jiān)控和報(bào)警功能的系統(tǒng)，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備故障，保障衛(wèi)星系統(tǒng)的正常摘 要運(yùn)行具有重要意義。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

高頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻設(shè)備一般安裝在距離業(yè)務(wù)機(jī)房較遠(yuǎn)的射頻方倉(cāng)內(nèi)，射頻設(shè)備大都預(yù)留了監(jiān)測(cè)接口，可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)終端與設(shè)備的信息交互?；诖嗽O(shè)計(jì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。監(jiān)控和處理設(shè)備是本系統(tǒng)的核心，通過軟件方式控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集設(shè)備參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，并控制報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行故障報(bào)警；數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過設(shè)備監(jiān)控接口實(shí)現(xiàn)各設(shè)備參數(shù)和狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集；報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障報(bào)警功能。

目前衛(wèi)星射頻設(shè)備遙控口為網(wǎng)絡(luò)接口，但接口協(xié)議為UART協(xié)議，因而本系統(tǒng)選取232/422協(xié)議的Nport5650串口服務(wù)器作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，由于業(yè)務(wù)機(jī)房距離射頻機(jī)房較遠(yuǎn)，將串口服務(wù)器配置成485接口，各設(shè)備和服務(wù)器之間通過網(wǎng)線互聯(lián)。監(jiān)控和處理設(shè)備選用具有網(wǎng)絡(luò)接口的普通電腦。

2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

電腦終端作為監(jiān)控和處理設(shè)備，在軟件控制下向串口服務(wù)器各端口進(jìn)行命令輸出，串口服務(wù)器再將各命令發(fā)送至各端口對(duì)應(yīng)的設(shè)備，對(duì)設(shè)備告警信息進(jìn)行采集、參數(shù)狀態(tài)查詢、參數(shù)設(shè)置。設(shè)備執(zhí)行完命令，通過原路由發(fā)送相應(yīng)參數(shù)至終端，在終端界面完成相應(yīng)的顯示。

2.1 串口服務(wù)器配置

配置主機(jī)地址為串口服務(wù)器初始化地址網(wǎng)段，然后安裝NPort Search Utility，通過掃描，識(shí)別并配置串口服務(wù)器，進(jìn)入串口服務(wù)器配置界面，配置通信方式為real com mode模式，速率為9600bit/s，編碼方式采用8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，并將串口服務(wù)器各端口映射到主機(jī)，設(shè)置各端口號(hào)，完成串口服務(wù)器配置。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

2.2.1 多線程通信控制

串口服務(wù)器具有八個(gè)端口，每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一類設(shè)備，每個(gè)設(shè)備需要狀態(tài)信息采集、參數(shù)查詢、設(shè)置多項(xiàng)線程等代碼，反復(fù)調(diào)試、合理安排各命令優(yōu)先級(jí)，避免沖突，使各命令有序進(jìn)行。

2.2.2 緩沖區(qū)優(yōu)化

每個(gè)串口發(fā)送接收多線程命令，每個(gè)線程發(fā)送結(jié)束后會(huì)將命令緩存到緩沖區(qū)，因此，針對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行了優(yōu)化清理，防止死鎖。

2.2.3 參數(shù)查詢功能

參數(shù)查詢的原理是設(shè)備接收查詢命令，并進(jìn)行判別，并根據(jù)報(bào)文內(nèi)容給予串口服務(wù)器終端相應(yīng)的回執(zhí)。主要完成報(bào)文封裝和解析功能。

2.2.4 告警信息采集

軟件告警信息采集以查詢命令為依托，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行關(guān)鍵字判別，獲取告警信息，在相應(yīng)的告警指示燈上以紅、綠分別顯示告警狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)正常，在告警情況下，通過音響進(jìn)行音頻輸出，在人工干預(yù)下，可停止聲音告警。每個(gè)模塊告警狀態(tài)設(shè)置循環(huán)查詢功能，循環(huán)時(shí)間為每秒鐘一次。

2.2.5參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置報(bào)文格式參數(shù)體中加載文本輸入內(nèi)容或選擇開關(guān)等功能，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制設(shè)置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端本控/遠(yuǎn)控選擇、參數(shù)更改等功能。

2.3 人機(jī)交互

軟件設(shè)有登陸界面，設(shè)置用戶名和密碼，用戶輸入用戶名和密碼，輸入數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，回答正確后軟件自動(dòng)登錄至監(jiān)控主界面，回答錯(cuò)誤無(wú)法登陸監(jiān)控界面。其登錄界面如圖2所示。

監(jiān)控主界面采用名稱化可按控件分布，索引菜單設(shè)置系統(tǒng)、窗口、幫助三項(xiàng)，可實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)閉、窗體分布、使用幫助等功能。點(diǎn)擊各設(shè)備打開二級(jí)界面，可對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行查詢，并設(shè)有告警指示燈，當(dāng)各設(shè)備正常時(shí)，指示燈為綠色，告警時(shí)，指示燈為紅色，并通過音響進(jìn)行聲音告警，軟件主界面如圖3所示。

3 應(yīng)用舉例

本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于7.3米Ku頻段衛(wèi)星天線系統(tǒng)中，使用過程中發(fā)現(xiàn)天線接收信號(hào)衰減過大，通過該監(jiān)控設(shè)備對(duì)天線控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，每秒鐘采集一次參數(shù)信息，并將信息自動(dòng)保存到TXT文本中。監(jiān)測(cè)24小時(shí)，并將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)用matlab進(jìn)行分析，分析結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出天線控制器對(duì)星不準(zhǔn)，正常天線俯仰角轉(zhuǎn)動(dòng)步長(zhǎng)為0.02度，天線控制器在24小時(shí)內(nèi)俯仰角3次由40度跳轉(zhuǎn)到52度，約十分鐘后再跳回原角度，天線大幅度轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致天線無(wú)法對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，接收電平低。定位此設(shè)備故障后，通過更換了控制模塊，設(shè)備恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻方倉(cāng)距離業(yè)務(wù)機(jī)房較遠(yuǎn)，值勤人員不方便管理的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)室外設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在軟件控制下能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星射頻各設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和故障告警，具有較強(qiáng)的實(shí)用和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]杜青，夏克文，喬延華.衛(wèi)星通信發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].無(wú)線通信技術(shù)，2010（03）.

[2]閆保中，張磊，閆鑫.串口服務(wù)器在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用[J].應(yīng)用科技，2008（12）.

[3]羅晶波，李稚萱.基于串口服務(wù)器的便攜式衛(wèi)星通信地球站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2007（04）.

[4]張建平，曾小玲.基于單片機(jī)和串口服務(wù)器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].機(jī)械管理開發(fā)，2010（2）.

作者簡(jiǎn)介

楊吉祥（1974-），男，浙江省人?，F(xiàn)為91917部隊(duì)處長(zhǎng)、工程師。主要研究方向?yàn)橥ㄐ叛b備管理和工程建設(shè)。

作者單位

91917部隊(duì) 北京市 102401endprint

摘 要 衛(wèi)星通信射頻機(jī)房與室內(nèi)業(yè)務(wù)機(jī)房距離較遠(yuǎn)，傳統(tǒng)的定時(shí)巡看方式已不能滿足日益增長(zhǎng)的保障需求，存在諸多安全隱患，針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)衛(wèi)星射頻設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻設(shè)備工作狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及故障報(bào)警功能。實(shí)際運(yùn)用表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信 射頻設(shè)備 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信在遠(yuǎn)海保障等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，衛(wèi)星通信的地位也越來越重要。衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般由室內(nèi)設(shè)備和室外單元組成，室外單元一般安裝在室外射頻方倉(cāng)內(nèi)，由于衛(wèi)星通信頻率較高，射頻方倉(cāng)要求緊隨衛(wèi)星天線建設(shè)，由于場(chǎng)地的限制，衛(wèi)星天線和衛(wèi)星室內(nèi)設(shè)備之間往往有一定的距離。衛(wèi)星業(yè)務(wù)主要由室內(nèi)設(shè)備擔(dān)負(fù)，值班人員大部分時(shí)間都在室內(nèi)機(jī)房，距離射頻方倉(cāng)有一定的距離，隨著衛(wèi)星業(yè)務(wù)量的增加，傳統(tǒng)的定時(shí)巡看方式已無(wú)法滿足業(yè)務(wù)需求，存在諸多不定因素，使得通信不間斷的傳輸?shù)貌坏娇煽勘Ｕ?，因此設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有射頻設(shè)備監(jiān)控和報(bào)警功能的系統(tǒng)，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備故障，保障衛(wèi)星系統(tǒng)的正常摘 要運(yùn)行具有重要意義。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

高頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻設(shè)備一般安裝在距離業(yè)務(wù)機(jī)房較遠(yuǎn)的射頻方倉(cāng)內(nèi)，射頻設(shè)備大都預(yù)留了監(jiān)測(cè)接口，可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)終端與設(shè)備的信息交互。基于此設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。監(jiān)控和處理設(shè)備是本系統(tǒng)的核心，通過軟件方式控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集設(shè)備參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，并控制報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行故障報(bào)警；數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過設(shè)備監(jiān)控接口實(shí)現(xiàn)各設(shè)備參數(shù)和狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集；報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障報(bào)警功能。

目前衛(wèi)星射頻設(shè)備遙控口為網(wǎng)絡(luò)接口，但接口協(xié)議為UART協(xié)議，因而本系統(tǒng)選取232/422協(xié)議的Nport5650串口服務(wù)器作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，由于業(yè)務(wù)機(jī)房距離射頻機(jī)房較遠(yuǎn)，將串口服務(wù)器配置成485接口，各設(shè)備和服務(wù)器之間通過網(wǎng)線互聯(lián)。監(jiān)控和處理設(shè)備選用具有網(wǎng)絡(luò)接口的普通電腦。

2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

電腦終端作為監(jiān)控和處理設(shè)備，在軟件控制下向串口服務(wù)器各端口進(jìn)行命令輸出，串口服務(wù)器再將各命令發(fā)送至各端口對(duì)應(yīng)的設(shè)備，對(duì)設(shè)備告警信息進(jìn)行采集、參數(shù)狀態(tài)查詢、參數(shù)設(shè)置。設(shè)備執(zhí)行完命令，通過原路由發(fā)送相應(yīng)參數(shù)至終端，在終端界面完成相應(yīng)的顯示。

2.1 串口服務(wù)器配置

配置主機(jī)地址為串口服務(wù)器初始化地址網(wǎng)段，然后安裝NPort Search Utility，通過掃描，識(shí)別并配置串口服務(wù)器，進(jìn)入串口服務(wù)器配置界面，配置通信方式為real com mode模式，速率為9600bit/s，編碼方式采用8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，并將串口服務(wù)器各端口映射到主機(jī)，設(shè)置各端口號(hào)，完成串口服務(wù)器配置。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

2.2.1 多線程通信控制

串口服務(wù)器具有八個(gè)端口，每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一類設(shè)備，每個(gè)設(shè)備需要狀態(tài)信息采集、參數(shù)查詢、設(shè)置多項(xiàng)線程等代碼，反復(fù)調(diào)試、合理安排各命令優(yōu)先級(jí)，避免沖突，使各命令有序進(jìn)行。

2.2.2 緩沖區(qū)優(yōu)化

每個(gè)串口發(fā)送接收多線程命令，每個(gè)線程發(fā)送結(jié)束后會(huì)將命令緩存到緩沖區(qū)，因此，針對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行了優(yōu)化清理，防止死鎖。

2.2.3 參數(shù)查詢功能

參數(shù)查詢的原理是設(shè)備接收查詢命令，并進(jìn)行判別，并根據(jù)報(bào)文內(nèi)容給予串口服務(wù)器終端相應(yīng)的回執(zhí)。主要完成報(bào)文封裝和解析功能。

2.2.4 告警信息采集

軟件告警信息采集以查詢命令為依托，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行關(guān)鍵字判別，獲取告警信息，在相應(yīng)的告警指示燈上以紅、綠分別顯示告警狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)正常，在告警情況下，通過音響進(jìn)行音頻輸出，在人工干預(yù)下，可停止聲音告警。每個(gè)模塊告警狀態(tài)設(shè)置循環(huán)查詢功能，循環(huán)時(shí)間為每秒鐘一次。

2.2.5參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置報(bào)文格式參數(shù)體中加載文本輸入內(nèi)容或選擇開關(guān)等功能，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制設(shè)置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端本控/遠(yuǎn)控選擇、參數(shù)更改等功能。

2.3 人機(jī)交互

軟件設(shè)有登陸界面，設(shè)置用戶名和密碼，用戶輸入用戶名和密碼，輸入數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，回答正確后軟件自動(dòng)登錄至監(jiān)控主界面，回答錯(cuò)誤無(wú)法登陸監(jiān)控界面。其登錄界面如圖2所示。

監(jiān)控主界面采用名稱化可按控件分布，索引菜單設(shè)置系統(tǒng)、窗口、幫助三項(xiàng)，可實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)閉、窗體分布、使用幫助等功能。點(diǎn)擊各設(shè)備打開二級(jí)界面，可對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行查詢，并設(shè)有告警指示燈，當(dāng)各設(shè)備正常時(shí)，指示燈為綠色，告警時(shí)，指示燈為紅色，并通過音響進(jìn)行聲音告警，軟件主界面如圖3所示。

3 應(yīng)用舉例

本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于7.3米Ku頻段衛(wèi)星天線系統(tǒng)中，使用過程中發(fā)現(xiàn)天線接收信號(hào)衰減過大，通過該監(jiān)控設(shè)備對(duì)天線控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，每秒鐘采集一次參數(shù)信息，并將信息自動(dòng)保存到TXT文本中。監(jiān)測(cè)24小時(shí)，并將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)用matlab進(jìn)行分析，分析結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出天線控制器對(duì)星不準(zhǔn)，正常天線俯仰角轉(zhuǎn)動(dòng)步長(zhǎng)為0.02度，天線控制器在24小時(shí)內(nèi)俯仰角3次由40度跳轉(zhuǎn)到52度，約十分鐘后再跳回原角度，天線大幅度轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致天線無(wú)法對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，接收電平低。定位此設(shè)備故障后，通過更換了控制模塊，設(shè)備恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻方倉(cāng)距離業(yè)務(wù)機(jī)房較遠(yuǎn)，值勤人員不方便管理的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)室外設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在軟件控制下能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星射頻各設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和故障告警，具有較強(qiáng)的實(shí)用和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]杜青，夏克文，喬延華.衛(wèi)星通信發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].無(wú)線通信技術(shù)，2010（03）.

[2]閆保中，張磊，閆鑫.串口服務(wù)器在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用[J].應(yīng)用科技，2008（12）.

[3]羅晶波，李稚萱.基于串口服務(wù)器的便攜式衛(wèi)星通信地球站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2007（04）.

[4]張建平，曾小玲.基于單片機(jī)和串口服務(wù)器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].機(jī)械管理開發(fā)，2010（2）.

作者簡(jiǎn)介

楊吉祥（1974-），男，浙江省人?，F(xiàn)為91917部隊(duì)處長(zhǎng)、工程師。主要研究方向?yàn)橥ㄐ叛b備管理和工程建設(shè)。

作者單位

91917部隊(duì) 北京市 102401endprint

摘 要 衛(wèi)星通信射頻機(jī)房與室內(nèi)業(yè)務(wù)機(jī)房距離較遠(yuǎn)，傳統(tǒng)的定時(shí)巡看方式已不能滿足日益增長(zhǎng)的保障需求，存在諸多安全隱患，針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)衛(wèi)星射頻設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻設(shè)備工作狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及故障報(bào)警功能。實(shí)際運(yùn)用表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信 射頻設(shè)備 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信在遠(yuǎn)海保障等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，衛(wèi)星通信的地位也越來越重要。衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般由室內(nèi)設(shè)備和室外單元組成，室外單元一般安裝在室外射頻方倉(cāng)內(nèi)，由于衛(wèi)星通信頻率較高，射頻方倉(cāng)要求緊隨衛(wèi)星天線建設(shè)，由于場(chǎng)地的限制，衛(wèi)星天線和衛(wèi)星室內(nèi)設(shè)備之間往往有一定的距離。衛(wèi)星業(yè)務(wù)主要由室內(nèi)設(shè)備擔(dān)負(fù)，值班人員大部分時(shí)間都在室內(nèi)機(jī)房，距離射頻方倉(cāng)有一定的距離，隨著衛(wèi)星業(yè)務(wù)量的增加，傳統(tǒng)的定時(shí)巡看方式已無(wú)法滿足業(yè)務(wù)需求，存在諸多不定因素，使得通信不間斷的傳輸?shù)貌坏娇煽勘Ｕ?，因此設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有射頻設(shè)備監(jiān)控和報(bào)警功能的系統(tǒng)，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備故障，保障衛(wèi)星系統(tǒng)的正常摘 要運(yùn)行具有重要意義。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

高頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻設(shè)備一般安裝在距離業(yè)務(wù)機(jī)房較遠(yuǎn)的射頻方倉(cāng)內(nèi)，射頻設(shè)備大都預(yù)留了監(jiān)測(cè)接口，可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)終端與設(shè)備的信息交互?；诖嗽O(shè)計(jì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。監(jiān)控和處理設(shè)備是本系統(tǒng)的核心，通過軟件方式控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集設(shè)備參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，并控制報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行故障報(bào)警；數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過設(shè)備監(jiān)控接口實(shí)現(xiàn)各設(shè)備參數(shù)和狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集；報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障報(bào)警功能。

目前衛(wèi)星射頻設(shè)備遙控口為網(wǎng)絡(luò)接口，但接口協(xié)議為UART協(xié)議，因而本系統(tǒng)選取232/422協(xié)議的Nport5650串口服務(wù)器作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，由于業(yè)務(wù)機(jī)房距離射頻機(jī)房較遠(yuǎn)，將串口服務(wù)器配置成485接口，各設(shè)備和服務(wù)器之間通過網(wǎng)線互聯(lián)。監(jiān)控和處理設(shè)備選用具有網(wǎng)絡(luò)接口的普通電腦。

2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

電腦終端作為監(jiān)控和處理設(shè)備，在軟件控制下向串口服務(wù)器各端口進(jìn)行命令輸出，串口服務(wù)器再將各命令發(fā)送至各端口對(duì)應(yīng)的設(shè)備，對(duì)設(shè)備告警信息進(jìn)行采集、參數(shù)狀態(tài)查詢、參數(shù)設(shè)置。設(shè)備執(zhí)行完命令，通過原路由發(fā)送相應(yīng)參數(shù)至終端，在終端界面完成相應(yīng)的顯示。

2.1 串口服務(wù)器配置

配置主機(jī)地址為串口服務(wù)器初始化地址網(wǎng)段，然后安裝NPort Search Utility，通過掃描，識(shí)別并配置串口服務(wù)器，進(jìn)入串口服務(wù)器配置界面，配置通信方式為real com mode模式，速率為9600bit/s，編碼方式采用8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，并將串口服務(wù)器各端口映射到主機(jī)，設(shè)置各端口號(hào)，完成串口服務(wù)器配置。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

2.2.1 多線程通信控制

串口服務(wù)器具有八個(gè)端口，每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一類設(shè)備，每個(gè)設(shè)備需要狀態(tài)信息采集、參數(shù)查詢、設(shè)置多項(xiàng)線程等代碼，反復(fù)調(diào)試、合理安排各命令優(yōu)先級(jí)，避免沖突，使各命令有序進(jìn)行。

2.2.2 緩沖區(qū)優(yōu)化

每個(gè)串口發(fā)送接收多線程命令，每個(gè)線程發(fā)送結(jié)束后會(huì)將命令緩存到緩沖區(qū)，因此，針對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行了優(yōu)化清理，防止死鎖。

2.2.3 參數(shù)查詢功能

參數(shù)查詢的原理是設(shè)備接收查詢命令，并進(jìn)行判別，并根據(jù)報(bào)文內(nèi)容給予串口服務(wù)器終端相應(yīng)的回執(zhí)。主要完成報(bào)文封裝和解析功能。

2.2.4 告警信息采集

軟件告警信息采集以查詢命令為依托，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行關(guān)鍵字判別，獲取告警信息，在相應(yīng)的告警指示燈上以紅、綠分別顯示告警狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)正常，在告警情況下，通過音響進(jìn)行音頻輸出，在人工干預(yù)下，可停止聲音告警。每個(gè)模塊告警狀態(tài)設(shè)置循環(huán)查詢功能，循環(huán)時(shí)間為每秒鐘一次。

2.2.5參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置報(bào)文格式參數(shù)體中加載文本輸入內(nèi)容或選擇開關(guān)等功能，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制設(shè)置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端本控/遠(yuǎn)控選擇、參數(shù)更改等功能。

2.3 人機(jī)交互

軟件設(shè)有登陸界面，設(shè)置用戶名和密碼，用戶輸入用戶名和密碼，輸入數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，回答正確后軟件自動(dòng)登錄至監(jiān)控主界面，回答錯(cuò)誤無(wú)法登陸監(jiān)控界面。其登錄界面如圖2所示。

監(jiān)控主界面采用名稱化可按控件分布，索引菜單設(shè)置系統(tǒng)、窗口、幫助三項(xiàng)，可實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)閉、窗體分布、使用幫助等功能。點(diǎn)擊各設(shè)備打開二級(jí)界面，可對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行查詢，并設(shè)有告警指示燈，當(dāng)各設(shè)備正常時(shí)，指示燈為綠色，告警時(shí)，指示燈為紅色，并通過音響進(jìn)行聲音告警，軟件主界面如圖3所示。

3 應(yīng)用舉例

本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于7.3米Ku頻段衛(wèi)星天線系統(tǒng)中，使用過程中發(fā)現(xiàn)天線接收信號(hào)衰減過大，通過該監(jiān)控設(shè)備對(duì)天線控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，每秒鐘采集一次參數(shù)信息，并將信息自動(dòng)保存到TXT文本中。監(jiān)測(cè)24小時(shí)，并將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)用matlab進(jìn)行分析，分析結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出天線控制器對(duì)星不準(zhǔn)，正常天線俯仰角轉(zhuǎn)動(dòng)步長(zhǎng)為0.02度，天線控制器在24小時(shí)內(nèi)俯仰角3次由40度跳轉(zhuǎn)到52度，約十分鐘后再跳回原角度，天線大幅度轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致天線無(wú)法對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，接收電平低。定位此設(shè)備故障后，通過更換了控制模塊，設(shè)備恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)射頻方倉(cāng)距離業(yè)務(wù)機(jī)房較遠(yuǎn)，值勤人員不方便管理的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)室外設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在軟件控制下能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星射頻各設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和故障告警，具有較強(qiáng)的實(shí)用和推廣價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介

楊吉祥（1974-），男，浙江省人?，F(xiàn)為91917部隊(duì)處長(zhǎng)、工程師。主要研究方向?yàn)橥ㄐ叛b備管理和工程建設(shè)。

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