串口服務(wù)器在廣播監(jiān)控中的應(yīng)用

一、系統(tǒng)原理

　　RS- 232 接口稱之為串口、異步口或一個(gè)COM口， 是DTE（ 數(shù)據(jù)終端設(shè)備） 和DCE（ 數(shù)據(jù)通信設(shè)備） 之間的接口。DTE 包括計(jì)算機(jī)、終端、串口打印機(jī)等設(shè)備。RS- 232 被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS- 232 采取不平衡傳輸方式， 即所謂單端通訊。RS- 232 串口采用電平方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送， 傳輸距離一般都較短， 所以RS- 232 只適合本地設(shè)備之間的通信。
 

　　目前較為常用的串口有9 針串口（ DB9） 和25 針串口（ DB25） , 可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS- 232 端口（RS- 422 , RS- 485 較遠(yuǎn)） 。最為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法， 即接地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連， 本文只涉及到最為基本的接法， 且直接用RS232 相連。

　　DB9 常用針腳說(shuō)明串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實(shí)現(xiàn)， 對(duì)9 針串口和25 針串口， 均是2 與3 直接相連。上面表格是針對(duì)微機(jī)標(biāo)準(zhǔn)串口而言的， 對(duì)于許多非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備， 一個(gè)原則： 接收數(shù)據(jù)針腳（ 或線） 與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳（ 或線） 相連， 彼此交叉， 信號(hào)地對(duì)應(yīng)相接。

DB9 常用針腳說(shuō)明

　　由于RS- 232 傳輸距離較短， 不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離設(shè)備連接， 并且具有串口（RS- 232 ） 管理功能的設(shè)備也不能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的管理和數(shù)據(jù)存取， 此時(shí)我們就可以利用先進(jìn)的TCP/IP 技術(shù)和管理方式對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。串口服務(wù)器就是為RS- 232/485/422 到TCP/IP 之間完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的通訊接口轉(zhuǎn)換器， 提供RS- 232/485/422 終端串口與TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向透明傳輸， 它能將多個(gè)串口設(shè)備連接并能將串口數(shù)據(jù)流進(jìn)行選擇和處理， 把現(xiàn)有的RS- 232 接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成IP 端口的數(shù)據(jù)， 然后進(jìn)行IP 化的管理， IP 化的數(shù)據(jù)存取。

　　它內(nèi)部集成了ARP , IP , ICMP , TCP , UDP , DHCP ,SOCK5 等協(xié)議， 支持網(wǎng)關(guān)和代理服務(wù)器， 參數(shù)可通過(guò)瀏覽器設(shè)置。支持點(diǎn)到點(diǎn)， 點(diǎn)到多點(diǎn)的連接， 支持廣播或組播方式。不同串口可以被配置成不同的模式， 滿足不同的應(yīng)用需求。

　　串口服務(wù)器主要有以下三種工作模式：

　　使用虛擬串口通訊模式（ Tcp realport） : 在該模式下， 一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)換器與一臺(tái)電腦建立連接， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向透明傳輸。由電腦上的虛擬串口軟件管理下面的轉(zhuǎn)換器， 可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬串口對(duì)應(yīng)多個(gè)轉(zhuǎn)換器， N 個(gè)虛擬串口對(duì)應(yīng)M 個(gè)轉(zhuǎn)換器（ N<=M） 。該模式適用于串口設(shè)備由電腦控制的RS232 設(shè)備連接。

　　基于網(wǎng)絡(luò)通訊模式（Tcp/Udp socket ） : 在該模式下， 電腦上的應(yīng)用程序基于SOCKET 協(xié)議編寫通訊程序， 在轉(zhuǎn)換器設(shè)置上直接選擇支持SOCKET 協(xié)議即可。串口服務(wù)器完成的是一個(gè)面向連接的RS232 鏈路和面向無(wú)連接以太網(wǎng)之間的通信數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)控制， 系統(tǒng)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 處理來(lái)自串口設(shè)備的串口數(shù)據(jù)流， 并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換， 使之成為可以在以太網(wǎng)中傳播的數(shù)據(jù)幀； 對(duì)來(lái)自以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行判斷， 并轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)送達(dá)響應(yīng)的串口設(shè)備。

　　點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊模式（PPP ） : 在該模式下， 轉(zhuǎn)換器成對(duì)的使用， 一個(gè)作為服務(wù)器端， 一個(gè)作為客戶端， 兩者之間建立連接， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向透明傳輸。該模式適用于將兩個(gè)串口設(shè)備之間的總線連接改造為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接。

　　二、系統(tǒng)應(yīng)用

　　在以往的廣播傳輸和發(fā)射的集中監(jiān)控系統(tǒng)中， 一般通過(guò)Modem 等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)在廣播行業(yè)中的普及， 通過(guò)局域網(wǎng)和以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集成為一種最經(jīng)濟(jì)最可靠的方式。我們可以在不用知道復(fù)雜的TCP/IP 協(xié)議的情況下， 不用更改用戶程序， 即可實(shí)現(xiàn)串口設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接。

　　本文以康海NC600 串口服務(wù)器為例， 對(duì)廣播傳輸機(jī)房設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)， 廣播調(diào)頻覆蓋的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行一些探討。

　　使用串口服務(wù)器的基于局域網(wǎng)的集中監(jiān)控和廣域網(wǎng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下。 監(jiān)控中心負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊接收各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并同時(shí)通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制各調(diào)頻覆蓋點(diǎn)設(shè)備。拓卜結(jié)構(gòu)如下：

　　在以下的串口服務(wù)器的實(shí)際應(yīng)用中， 我們以康海NC600 為例。

　　1 . 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備探測(cè)

　　《VSPM 虛擬串口》等串口服務(wù)器的配套軟件具備先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)功能， 無(wú)論局域網(wǎng)內(nèi)有多少個(gè)串口服務(wù)器設(shè)備， 都可以在1~2 秒以內(nèi)掃描出來(lái)， 并將其詳細(xì)顯示給用戶。只需要點(diǎn)兩次鼠標(biāo)就可以將遠(yuǎn)程設(shè)備端口映射為本機(jī)的虛擬串口， 整個(gè)過(guò)程無(wú)需錄入任何串口服務(wù)器數(shù)據(jù)， 虛擬串口的參數(shù)與串口服務(wù)器自動(dòng)同步。軟件安裝后， 用戶可以在XP 操作系統(tǒng)的控制面板中找到串口管理軟件。

　　2 . 進(jìn)入串口服務(wù)器進(jìn)行設(shè)置有三種方法

　　第一， 通過(guò)WEB 瀏覽器登陸方式： 直接輸入串口服務(wù)器的IP 地址。

　　第二， 通過(guò)TELNET 遠(yuǎn)程登陸方式： 如果串口服務(wù)器和用來(lái)的監(jiān)控的PC 不在同一個(gè)網(wǎng)段， 可以通過(guò)添加路由的方式使PC 和串口服務(wù)器連通。

　　假設(shè)： NC600 的IP 地址： 192 . 168 . 0 . 233XP 系統(tǒng)的IP 地址： 24 . 0 . 46 . 144在DOS 命令下運(yùn)行： route add192 .168 .0 .23324 .0 .46 .144第三， 使用串口終端通過(guò)CONSOLE 口對(duì)串口服務(wù)器進(jìn)行本地管理。將終端串口與NC600 的CONSOLE 口連接起來(lái)， 終端波特率為9600 , 數(shù)據(jù)位8 , 停止位1 , 無(wú)校驗(yàn)。3 . 串口服務(wù)器參數(shù)的設(shè)置

　　A. 設(shè)置IP 地址： 在[ 以太網(wǎng)IP 地址] 和[ 以太網(wǎng)子網(wǎng)掩碼] 中把NC600 原來(lái)的IP 地址修改為你需要的IP 地址。如果是通過(guò)路由器與主機(jī)連接， 在默認(rèn)網(wǎng)關(guān)處寫入路由或者網(wǎng)關(guān)的地址。

　　B. 串口設(shè)置

　　C . 工作模式設(shè)置： 詳細(xì)參數(shù)的設(shè)置因?yàn)椴煌墓ぷ髂Ｊ剑?有不同的參數(shù)選擇。

　　RS232 在傳輸機(jī)房中的應(yīng)用， 主要是以在局域網(wǎng)中使用， 使用虛擬串口通訊模式。每臺(tái)PC 都需要安裝《VSPM 虛擬串口》等串口服務(wù)器的配套軟件， 不同的應(yīng)用程序?qū)?yīng)不同的虛擬串口。主要有以下三種應(yīng)用：

　　1 . 在音頻信號(hào)切換中的應(yīng)用： 通過(guò)隨機(jī)提供的串口電纜， 將音頻切換設(shè)備的COM1 接口與串口服務(wù)器連接， 串口服務(wù)器接入局域網(wǎng)， 任一臺(tái)網(wǎng)內(nèi)PC 可安裝相應(yīng)軟件對(duì)音頻切換設(shè)備進(jìn)行操作。

　　2 . 在衛(wèi)星現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播中的應(yīng)用： 我臺(tái)使用的是ABR202 系列衛(wèi)星接收機(jī)， 在衛(wèi)星轉(zhuǎn)播時(shí)， 通過(guò)超級(jí)終端或CRT 等串口軟件修改并查詢信號(hào)參數(shù)。使用串口服務(wù)器不但解決了一臺(tái)PC 只能連接一臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)， 無(wú)法主機(jī)備機(jī)兼顧的情況， 還節(jié)省了機(jī)架空間， 并可指定任一臺(tái)網(wǎng)內(nèi)PC 對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)播情況進(jìn)行監(jiān)控。

　　3 . 在網(wǎng)絡(luò)授時(shí)中的應(yīng)用： 一臺(tái)FORTUNE 的GPS時(shí)鐘通過(guò)COM1 口連入串口服務(wù)器， 任一臺(tái)網(wǎng)內(nèi)PC都可以安裝GPS 校時(shí)軟件對(duì)PC 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)GPS 校時(shí)。

　　RS232 在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用： 基于網(wǎng)絡(luò)通訊模式。我們主要解決的是衛(wèi)星接收機(jī)的參數(shù)調(diào)整， FM 音頻監(jiān)測(cè)和調(diào)頻發(fā)射機(jī)的功率監(jiān)測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中， 我們可以把遠(yuǎn)程調(diào)頻機(jī)房中的衛(wèi)星接收機(jī)， 音頻監(jiān)測(cè)和激勵(lì)器或者一些環(huán)境監(jiān)測(cè)等設(shè)備， 通過(guò)COM 口連接在串口服務(wù)器上， 然后根據(jù)我們的需要選擇不同的網(wǎng)絡(luò)接入方式。

　　以NC600 系列串口服務(wù)器為例， 它提供一個(gè)V35可選模塊， 帶有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)V35 接口， 支持完善的TCP/IP 協(xié)議棧， 支持ARP 、IP 、ICMP 、UDP 、PPP 、TELNET、FTP 、PPPoE 等協(xié)議， 支持普通的Modem 、GPRS/CDMA modem 等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式。

　　1 . 在衛(wèi)星信號(hào)接收中的應(yīng)用： 衛(wèi)星接收機(jī)通過(guò)COM 口連接在串口服務(wù)器上， 我們可以監(jiān)測(cè)衛(wèi)星信號(hào)接收情況， 根據(jù)需要調(diào)整接收參數(shù)， 選擇不同的音頻進(jìn)行下傳。

　　2 . 在FM 發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用： 音頻監(jiān)聽設(shè)備和調(diào)頻激勵(lì)器通過(guò)各自的COM 口連接在串口服務(wù)器上。我們可以時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)的發(fā)射狀態(tài)， 監(jiān)聽收聽效果，然后根據(jù)需要對(duì)發(fā)射設(shè)備進(jìn)行功率調(diào)整， 開關(guān)機(jī)等操作。

　　3 . 在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用： 由于廣播傳輸發(fā)射的特殊性， 為了保證傳輸機(jī)房的設(shè)備安全， 我們也可以安裝一些帶有COM 口的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備， 如防火， 防闖入等。

　　而軟件上， 我們首先要把串口服務(wù)器設(shè)置為TCPclient 工作方式。監(jiān)測(cè)和控制軟件在指定TCP 端口上被動(dòng)的等待串口服務(wù)器的連接， 串口服務(wù)器上電時(shí)主動(dòng)向監(jiān)控中心請(qǐng)求建立TCP 連接。連接一旦建立， 除非監(jiān)控軟件主動(dòng)要求斷開連接， 否則連接一直保持。

　　這樣可以保證監(jiān)控軟件和串口服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通道一直存在。由于TCP 連接建立后， 如果不進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊， 它將不占用任何網(wǎng)絡(luò)資源。由于TCP 連接一直存在， 即使有兩個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備同時(shí)向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)， 也不會(huì)造成任何問(wèn)題。因?yàn)槊總€(gè)TCP 連接都分別由不同的Win Socket 進(jìn)行管理， 當(dāng)一個(gè)TCP 連接收到數(shù)據(jù)時(shí)， 相應(yīng)的Win Socket 會(huì)通過(guò)接收數(shù)據(jù)事件通知相應(yīng)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。監(jiān)控平臺(tái)隨時(shí)可以向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)而不必理會(huì)其它現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和平臺(tái)軟件的通訊狀態(tài)。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　隨著廣播事業(yè)新的發(fā)展，“ 讓全部設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)”已經(jīng)成為廣播技術(shù)發(fā)展的共識(shí)。為了解決廣播設(shè)備的分散和集中的監(jiān)控問(wèn)題， 跟上網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的潮流， 建立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)， 我們廣播技術(shù)者必須建立高品質(zhì)的音頻采集、傳輸及發(fā)射的集中網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。串口服務(wù)器如同含CPU、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和TCP/IP 協(xié)議的微型電腦， 方便在串口和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中傳輸數(shù)據(jù)。它可以使我們?cè)趶V電網(wǎng)絡(luò)的任何位置， 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)用PC 來(lái)存取、管理和配置遠(yuǎn)程的設(shè)備串口服務(wù)器， 對(duì)接入服務(wù)器的串口設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)測(cè)。

　　串口服務(wù)器的應(yīng)用可以為廣播信號(hào)的傳輸、發(fā)射的監(jiān)測(cè)監(jiān)控提供一個(gè)完整的遠(yuǎn)程管理解決方案。傳統(tǒng)方式的分散維護(hù)和監(jiān)控方式浪費(fèi)人力物力， 可靠性差。串口服務(wù)器在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的應(yīng)用， 根本目的是為了提高維護(hù)管理質(zhì)量， 提高整體的工作效率， 保護(hù)安全播出， 為廣播的健康發(fā)展提供技術(shù)保障。