公共电话网已经进入程控交换时代，技术先进成熟、覆盖面广，利用现有的公共电话网建立监控通信网络，是经济方便的选择。要完成上述各功能，该系统的设计还是比较复杂的，本设计采用ＡＲＭ微处理器Ｓ３Ｃ２４４０Ｘ作为主要处理芯片来完成各种监测。图１为智能监测仪部分电路图。本电路采用了大量的多路选择器来进行循环监测。功率测量的模拟信号ＶＰＰＡ０－ＶＰＰＡ７，来自另一块电路板，作为功率测试，８路模拟信号输入，至Ｕ１０芯片ＨＣ４０５１的Ｘ０－Ｘ７端，该芯片从多路选择出一路到ＡＲＭ芯片的ＡＩＮ３管脚。至于选择哪一路，由芯片Ｕ１０的Ａ、Ｂ、Ｃ三个端口来控制，这三根线连接到ＡＲＭ芯片的ＧＰＦ０、ＧＰＦ１、ＧＰＦ２端口，例如：Ａ＝０，Ｂ＝１，Ｃ＝１，则为１１０，选择（从０路起始）第６路（ＶＰＰＡ５）。调制度也是模拟信号，可以通过调节运放Ｕ２Ａ的可调电位器Ｒ３９，Ｒ４０，Ｒ５５，Ｒ５６来设定或改变输出的电压（见图１），这样的８路电压ＭＯＤ０－ＭＯＤ７加到Ｕ９芯片ＨＣ４０５１的Ｘ０～Ｘ７端，选择一路后，送到ＡＲＭ的ＡＩＮ２端口。Ｕ９的Ａ、Ｂ、Ｃ为三个控制端口。Ａ、Ｂ、Ｃ连到ＡＲＭ芯片的ＧＰＧ０、ＧＰＧ１、ＧＰＧ３端口。需要将音频信号通过网络传输到监控中心，音频信号来自于发射机的音频解调输出接口。共有８路音频信号输入，每一路音频信号经过放大后分为三路：一路至芯片Ｕ３Ａ，８路音频信号经多路选择器选择后，送至ＡＲＭ板上的ＡＩＮ１管脚（声卡，用于实时监测发射机的开关机时间）；第二路至该智能监控仪的监听端口，随时供使用者或调试者监听（在图１中没显示出来，用于监测错播）；还有一路到跟随器，至检波电路，得到的信号为音频的直流信号，送到ＡＲＭ的ＡＤ端口，用于监测声音信号，实施监测漏播。
智能监测仪的监测系统可以采用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网或采用光纤网络等。鉴于各种原因，本项目选择公共电话网（ＰＳＴＮ）建立监控通信网络，用调制解调器（ＭＯＤＥＭ）来连接ＰＳＴＮ。ＰＳＴＮ作为公共交换电话网，技术已经很成熟、覆盖范围很广泛、通信距离基本不受限制、一线多用，虽然其传输速度较低，但对于数据量不是很大的通信来说，这种速率完全可以胜任。智能监测仪建立在ＡＲＭ微处理器上，采用Ｌｉｎｕｘ系统Ｃ语言进行开发。本设计开发的软件分四个线程以及一个辅助线程进行：第一个线程是主线程，主线程完成端口配置，监测串口线程，音频信号线程以及功率调制度测量线程的开启；第二个线程专门监测串口以及与其连接的ＭＯＤＥＭ；第三个线程监测功率值，调制度值，将这些获得的数值值与设定的数值进行比较，如果某路的功率或调制度小于预先设置的值，就把这些信号送到主线程，主线程或报警，或拨号将数据传送至监控中心或存储；第四个线程专门用来监测音频信号的大小，采用一定的算法来进行。ＡＤ采样不断获得音频信号检波后的信号，设置一个比较大的缓冲区去存取获得的数据，当在数分钟内无连续的音频信号，就认为的是漏播，然后把这路的通道号等信息传导至主线程，主线程可采取措施，或报警，或记录，或拨号至中心计算机。还用一个辅助的线程，当需要进行音频信号的压缩传输时开启，当音频信号传输完毕时，关闭该线程。如图２所示，主线程首先对ＭＯＤＥＭ初始化，初始化是设置ＭＯＤＥＭ是回复字符还是数字以及响铃次数等ＭＯＤＥＭ的参数。从硬盘中读设置的参数，该参数是中心计算机发送过来的关键参数，例如，监测哪些通道、每一个通道功率测量的计算参数和功率比较所用到的阈值等，小于该阈值，说明功率不足就报警。再比如，对监测的时间，若在当前这段时间内，就对该通道的进行监测；若当前时间，如不在这个时间段内，就不监测功率、调制度以及声音信号。参数设置完成后，开启其它线程工作。本设计的远程数据传输，是应用标准的外置Ｍｏｄｅｍ，通过ＰＳＴＮ交换数据和传输指令，实现监控中心和监测站点之间的通信。
Ｍｏｄｅｍ通信使用ＲＳ２３２串行通信标准与计算机通信。在Ｍｏｄｅｍ通信中，有一套专门的“指令集”用于ＲＳ－２３２串行接口实现对Ｍｏｄｅｍ的控制，称之为ＡＴ“指令集”，本设计中有关Ｍｏｄｅｍ通信的设置就是通过ＡＴ“指令集”来实现的。图３给出了Ｍｏｄｅｍ通信的大致步骤。主线程有三个状态，Ｃｏｍｍａｎｄ状态的电话命令状态，能进行拨号、振铃；ＣＯＮＮＥＣＴ表明线路是否连接了；ＯＶＥＲ状态在线路连通状态下，显示这部分工作已完成，等候远程中心的指令。主线程的监测到功率出错的程序框图如图４所示。主线程或主循环中监测仪巡测各设定频率的功率量信号，正常就继续工作，如不正常，就进行以下工作：模拟摘机，拨号，当听到中心处于空闲，将测得的功率量信号发送到主机；主机接收信息，并记录该值，记录储存其值，并报警；记录时间设定为一定值，监测仪自动断开电话，模拟挂机；如果仍然不正常，一定时间后，继续报警至中心。中心计算机一直显示监测点的分布状况，不正常时，显示屏上监测点红灯亮，计算机显示屏可显示不正常点的信息，如：几号监测点，功率已降为多少，并扬声器报警。在某单位，通过调试，功率信号、调制度信号出错时，可以实施报警功能，将错误通道的功率值和调制度发送到中心，进行数据保存。音频信号的传送必须要用压缩技术，由于电话网络存在速度问题，因此，完全做到实时，目前还没有达到，要有一段传送延时。
本文对中波广播监测系统的智能监测仪进行了设计，设计中，采用Ｌｉｎｕｘ系统来设计监控仪的结构，提出用ＰＳＴＮ网络来进行监测控制，对功率、调制度、开关机时间、漏播的监测以及音频信号的错播等关键问题，进行了系统的设计，设计了硬件电路，对软件的过程进行了描述，经过初步模拟调试，已达到了预期的效果。
作者：刘林 单位：国家新闻出版广电总局
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