導(dǎo)語：主備機(jī)自動切換系統(tǒng)設(shè)計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該自動切換系統(tǒng)主要在一個機(jī)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)，在機(jī)箱內(nèi)有一個主控模塊作為主要控制電路，有三個轉(zhuǎn)換開關(guān)可以自動切換調(diào)頻。主板上設(shè)置了一些通信接口，包括RS485網(wǎng)絡(luò)通信接口、RS232串行通信接口、F頭無線信號接口。還有多種類型的電源接口，主要包括220V主板供電輸入口、220V發(fā)射機(jī)供電輸入口、主備機(jī)電源供電接口等。另外還包括主機(jī)RF信號輸入接口、備機(jī)RF信號輸入接口、負(fù)載輸入輸出接口、合路輸入輸出接口等。電源輸入接口連接到主控模塊，通過主控模塊的控制電路，然后得到控制電源輸出和發(fā)射機(jī)電源輸出。主控模塊通過控制電路給主機(jī)和備用機(jī)進(jìn)行供電，通過供電接口進(jìn)行連接。F頭天線接收信號后，通過接口模塊，把信號傳送給主控模塊。三路轉(zhuǎn)換開關(guān)在主控模塊電路的控制下實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻信號的雙向通訊開關(guān)，網(wǎng)絡(luò)通訊接口、串行通信接口和網(wǎng)口主要是用來和主控模塊進(jìn)行通訊，并且根據(jù)實(shí)際情況安排具體通信通道，實(shí)現(xiàn)雙向?qū)崟r通訊。根據(jù)具體主機(jī)頻率和自動切換通道，三個轉(zhuǎn)換開關(guān)的接口分別和3個主機(jī)RF信號輸入接口、3個備機(jī)RF信號輸入接口進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)主備機(jī)自動切換連接。最后把3個轉(zhuǎn)化開關(guān)電路的兩個輸出接口分別和3個合路器、3個假負(fù)載連接，完成轉(zhuǎn)換功能電路連接。以上是系統(tǒng)的主要設(shè)計結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2主備機(jī)自動切換系統(tǒng)設(shè)計

單片控制模塊是系統(tǒng)的主要控制模塊，系統(tǒng)有兩個電源、電流開關(guān)檢測模塊，有兩個電源、電流控制模塊。另外兩個模塊是調(diào)頻調(diào)制接收模塊和音頻濾波檢測模塊。220V的供電電源接口連接到開關(guān)電源電路，開關(guān)電源電路受單片機(jī)控制模塊控制。220V的控制電源接口連接到其中一個電壓電流檢測回路后，電路經(jīng)過電源開關(guān)控制器，然后又連接到第二個電壓電流檢測回路，作為并聯(lián)輸出。這兩路輸入信號，通過兩路檢測回路后，分別并聯(lián)到主、備機(jī)供電電源接口上。這樣，通過電壓電流檢測回路模塊與單片機(jī)控制模塊電路的連接，實(shí)現(xiàn)了雙向的冗余通信。三個轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制著通信回路的自動切換。三個不同通信接口，RS485網(wǎng)絡(luò)接口、RS232串行通信接口及網(wǎng)口在單片機(jī)控制電路下，實(shí)現(xiàn)了不同通信方式的自動切換，并且保證是雙向通信方式。F頭天線接收到音頻信號后，傳輸給FM接收模塊，然后FM接收模塊給出兩路信號，這兩路并聯(lián)信號經(jīng)過音頻模塊的檢波處理后，送給單片機(jī)控制回路，單片機(jī)處理模塊得到要處理的通信信號。STM32F103芯片作為主要控制芯片來完成控制工作。發(fā)射機(jī)的狀態(tài)信號通過網(wǎng)口和通信電路傳送給單片機(jī)，單片機(jī)判斷發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率大小，如果小于一定的閥值，就判斷為該信息為故障原因。初始默認(rèn)狀態(tài)是，主備機(jī)都能正常工作，信號傳輸正常。三路主機(jī)信號傳輸?shù)秸{(diào)頻多功能器后，傳送給天線發(fā)射出去，而三路備機(jī)則連接到假負(fù)載上。如果系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，則意味著發(fā)射的信號功率就會低于規(guī)定值，信號傳輸給交換機(jī)，通過網(wǎng)口把故障信息傳送給控制模塊，控制模塊就會切斷相應(yīng)開關(guān)，并進(jìn)行頻點(diǎn)自動切換和故障發(fā)射主機(jī)標(biāo)記。如果單片機(jī)控制模塊，在發(fā)現(xiàn)故障信號后，備用機(jī)如果沒有被標(biāo)記為故障信息，則可自動切換到備用機(jī)。如果備用機(jī)有故障標(biāo)記，則不進(jìn)行自動切換工作，并發(fā)出警告信息，提醒故障的發(fā)生。本自動切換系統(tǒng)的供電是12V直流供電，由開關(guān)電源模塊進(jìn)行把220V的交流電轉(zhuǎn)換成所需的12V直流供電。主控制模塊通過控制繼電器，從而實(shí)現(xiàn)對電源控制模塊的通斷電。具體的就是控制彈片的吸附和松開，分別控制主機(jī)和備機(jī)的電源供電問題。電壓和電流檢測模塊主要是用來檢測電壓和電流是否達(dá)到標(biāo)注需要值。當(dāng)220V交流電通過電源控制模塊供電后，得到的直流電壓要經(jīng)過電壓檢測模塊，檢測供電電壓是否正常。電流檢測模塊主要是通過可變電阻轉(zhuǎn)化電壓后，檢測傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制模塊的電流是否是正常的。F接收調(diào)頻信號模塊，在接受到信號后，傳送給音頻檢測模塊進(jìn)行濾波檢波。檢波電路實(shí)現(xiàn)交流信號到直流信號的轉(zhuǎn)換，最后傳送給單片機(jī)控制模塊，控制模塊根據(jù)所得信號判斷是否正常，從而控制電路自動切換和主備機(jī)自動切換。通過網(wǎng)絡(luò)接口通信把相關(guān)信息狀態(tài)回饋給本地監(jiān)控服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)故障信息的監(jiān)控和記錄工作。

3結(jié)束語

研究設(shè)計的調(diào)頻發(fā)射主備機(jī)自動切換系統(tǒng)，特別是對于要求多點(diǎn)覆蓋的農(nóng)村區(qū)域，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、功能性強(qiáng)等特點(diǎn)。通過多種通信接口可實(shí)現(xiàn)接收Internet信號實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。一旦發(fā)射機(jī)發(fā)生故障，信號通過輸入回路傳送給主控制模塊，由主控制模塊來判斷是否低于標(biāo)準(zhǔn)限值。然后控制模塊就會進(jìn)行主、備控制合路的自動切換，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)把正常信號輸出到天線進(jìn)行發(fā)射，把故障信息自動切換到假負(fù)載。最后實(shí)現(xiàn)主備機(jī)的相互自動切換和備份工作。

作者:喻成 單位:重慶廣播電視技術(shù)中心