衛(wèi)星射頻設(shè)備遠(yuǎn)程控制監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：衛(wèi)星通信需要工作在微波頻段且必須要配備將微波信號進(jìn)行放大的高功率放大器，而這些射頻設(shè)備容易造成對人體的微波輻射，設(shè)計和實現(xiàn)一種基于工業(yè)控制的單片機(jī)用來和衛(wèi)星射頻單元設(shè)備的連接，通過計算機(jī)網(wǎng)線和基于Delphi軟件對衛(wèi)星射頻單元的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測的功能，將傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式提升為計算機(jī)遠(yuǎn)程自動控制。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；射頻設(shè)備；遠(yuǎn)程控制監(jiān)測；自動控制

O 引言

衛(wèi)星通信具有遠(yuǎn)距離、大容量、多業(yè)務(wù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在越來越受到人們的關(guān)注和青睞，在抗震救災(zāi)、應(yīng)急維穩(wěn)中發(fā)揮了很大作用，但是由于衛(wèi)星通信要求地球站發(fā)射頻率能穿透大氣層到達(dá)通信衛(wèi)星上這個特殊要求，因此固定站設(shè)備射頻單元均工作在微波頻段，且配備有將微波信號進(jìn)行放大的高功率放大器，因此整個射頻單元具有很強(qiáng)的輻射性，為此固定站射頻單元的設(shè)備一般都放在距離主機(jī)房比較遠(yuǎn)的單獨(dú)機(jī)房或天線附近。目前對于射頻單元的測試與管理，只能靠人工進(jìn)行巡視和管理，這種值勤方式就造成了射頻單元管理的時效性不好，容易出現(xiàn)巡視不及時造成設(shè)備的損壞，特別是惡劣天氣狀況下時，當(dāng)射頻單元參數(shù)需要調(diào)整和維護(hù)管理時，人員操作就比較困難，容易造成整個系統(tǒng)的通信中斷，因此將系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的射頻單元進(jìn)行遠(yuǎn)程集中管理和控制就具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

1 系統(tǒng)的原理及整體連接圖

該系統(tǒng)設(shè)計采用軟硬件兩部分相結(jié)合的方式，硬件設(shè)備采用處理速度和配置較高的工業(yè)控制計算機(jī)處理芯片，用來實現(xiàn)和各射頻單元設(shè)備的連接，該板卡采用的CP 為IXP-422 266 MHz；DRAM為板載128 MB；FLASH為板載32 MB；該板卡擁有8個串口，2個USB接口，2個LAN網(wǎng)口，具有PCIBUS地址總線連接RS485通信端口，這些硬件可以方便地實現(xiàn)對衛(wèi)星射頻單元的控制和連接。硬件內(nèi)建嵌入式Linux操作系統(tǒng)，通過Moxa Linux API Library開發(fā)環(huán)境來開發(fā)接口單元與綜合服務(wù)器連接的底層代碼，從而實現(xiàn)對所有衛(wèi)星射頻單元設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、讀取及分析，通過RS 485，RS 232串口來控制所有射頻單元數(shù)據(jù)。

遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件部分采用Delphi 7.O多線程程序設(shè)計，主要完成TCP／IP協(xié)議到串口協(xié)議之間的有效轉(zhuǎn)換、設(shè)備數(shù)據(jù)的顯示、修改、監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制射頻單元設(shè)備的切換等諸多功能；通過軟件就將射頻單元的有效數(shù)據(jù)通過計算機(jī)網(wǎng)口傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制的計算機(jī)上來，設(shè)備就可以通過網(wǎng)線和遠(yuǎn)程計算機(jī)相連，從而完成整個系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理功能。該系統(tǒng)配有可靠的硬件和穩(wěn)定的軟件相互配合使用，真正實現(xiàn)衛(wèi)星射頻單元的遠(yuǎn)程控制和管理。

衛(wèi)星射頻設(shè)備遠(yuǎn)程控制監(jiān)測系統(tǒng)整體設(shè)計框圖如圖1所示。

2 遠(yuǎn)程控制監(jiān)測系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

該系統(tǒng)作為連接UHF設(shè)備、KU設(shè)備、C波段等不同頻段射頻單元的轉(zhuǎn)接和遠(yuǎn)端控制和監(jiān)測設(shè)備，在近端要求設(shè)計一個能綜合處理射頻數(shù)據(jù)的一個服務(wù)器，在遠(yuǎn)端要通過計算機(jī)設(shè)計一個美觀、可靠穩(wěn)定的遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)軟件，對于整個系統(tǒng)的要求就是接口標(biāo)準(zhǔn)、轉(zhuǎn)接可靠、運(yùn)行穩(wěn)定，因此整個系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)它分為綜合管理服務(wù)器設(shè)計硬件和Delphi軟件開發(fā)監(jiān)控兩大部分。

2．1 遠(yuǎn)程控制監(jiān)測系統(tǒng)的硬件組成

作為連接衛(wèi)星射頻單元的硬件，設(shè)計了綜合管理服務(wù)器，要求接口標(biāo)準(zhǔn)、轉(zhuǎn)接可靠性能高等要求，也是整個系統(tǒng)設(shè)備的核心。它分為硬件和軟件兩大部分，硬件要運(yùn)算速度高、能全天候進(jìn)行工作，不但要有較多的串口連接，還要有RS 485有連接，同時對溫度、環(huán)境的要求要高，因此在硬件上采用了工業(yè)級別的計算設(shè)備進(jìn)行計算和處理，利用板卡的串口、網(wǎng)口進(jìn)行設(shè)計，通過該硬件實現(xiàn)與衛(wèi)星射頻單元的有效連接。