短波通信设备接入系统设计分析 本文关键词：短波，接入，通信设备，分析，设计
短波通信设备接入系统设计分析 本文简介：摘要：嵌入式IP的短波通信设备接入系统是针对舰船短波通信与岸基IP网络实现互联互通而设计的，运用嵌入式系统设计，实现收发信机语音、数据和控制信息综合接入岸基通信网络，实现基于WEB方式的远程网络管理功能。关键词：嵌入式系统；网络；实时控制一、前言目前舰船上主要以短波为主的通信设备，岸基骨干通信网络主
短波通信设备接入系统设计分析 本文内容：
摘要：嵌入式IP的短波通信设备接入系统是针对舰船短波通信与岸基IP网络实现互联互通而设计的，运用嵌入式系统设计，实现收发信机语音、数据和控制信息综合接入岸基通信网络，实现基于WEB方式的远程网络管理功能。
关键词：嵌入式系统；网络；实时控制
一、前言
目前舰船上主要以短波为主的通信设备，岸基骨干通信网络主要是IP网络，为实现岸舰通信设备的数字化、宽带化、网络化互联互通，需要设计一套基于IP的综合接入系统，将舰船的短波通信接入到基于IP的岸基信息网中，实现网络上任意节点到舰船以及舰船到网络上，任意节点的多点对一点以及一点对多点的信息传输和指挥调度，实现基于WEB的对于收发信机的远程控制。为此，本文提出并设计了基于嵌入式IP的短波通信综合接入系统。
二、技术设计方案
（一） 技术设计要求
（1）系统软件结构应具有开放性，以满足多种环境应用及发展需要；（2）软硬件应模块化，采用先进成熟的技术实现；（3）系统远程管理采用基于WEB的方式；（4）有效地实现性能管理、配置管理和安全管理。
（二）技术方案选择
方案选择要考虑控制系统的实现。对于控制系统解决方案有两种：一是采用单片机控制实现本地化的连接，控制功能较弱，软件的移植性和扩充性较差；另一种方案是采用高性能的嵌入式系统，可以实现复杂的控制功能，提供友好的人机界面，实现远程控制和维护。虽然第一种方案经济性好但不够方便灵活，提供的功能也不多，不适合长期发展的需要。采用第二种方案，能满足当前和将来的发展需要，故选择了第二种方案。
（三）技术设计原则
选择较好的技术解决方案，采用现已成熟的软件模块，根据其要求自主开发软件系统，经济快速高效地提供方案要求的各种功能。
（四）总体设计
基于嵌入式IP的综合接入系统设置在短波收发信机与岸基通信网络之间，连接关系如图1所示：收发信机的语音接口线、数据接口线和控制接口线分别连接到综合接入系统中的相应接口。来自语音接口线和数据接口线的音频信号与电传信号，通过接入系统转化为IP包，传入网络；同时，来自网络的包含了音频和电传信号的IP包，也可以通过此转换为无线终端所支持的音频和数据信号。控制接口线中传输的为控制信号，用来控制收、发信机的各种工作状态。
（五）系统组成
系统选择ARM核的32位嵌入式处理机开发平台为核心处理模块，在RTOS实时操作系统支持下实现短波通信设备的实时控制与处理。系统分为控制处理子系统、线路接口子系统、网络接口子系统。控制处理子系统提供系统的处理机、存储器、LCD显示、触摸屏、串行通信、网络通信接口，支撑操作系统和应用程序的运行。线路接口子系统实现短波收发信机的语音接口线、数据接口线和控制接口线的接入适配。网络接口子系统提供100M的网络接口适配和网络协议的转换，实现语音、数据和控制信息的综合业务接入岸基骨干IP网络。
三、技术实现
（一）控制处理子系统（CPS）
控制处理子系统（CPS Control Processing Subsystem）主要由主处理机模块（MPM）、键盘显示模块（KDM）及电源模块（PWM）等构成[1]。
（二）线路接口子系统（ASS）
线路接口子系统（ASS Antenna Switching Subsystem）主要由语音接口模块、数据接口模块和控制接口模块组成。语音接口模块完成短波收发信机的语音接口适配，实现模数转换、电气适配、时钟同步等功能；数据接口模块完成短波收发信机的数据接口适配，实现码型转换、时钟提取、帧同步和复帧同步、帧定位等功能；控制接口模块完成短波收发信机的控制接口适配，实现电气适配、协议转换、信号控制等功能。
（三）网络接口子系统
实现以太网接口的适配，提供网络接口，实现终端地址和网络IP地址的之间的转换。
（四）系统软件
包括实时操作系统、人机交互、实时交换控制、网络管理等功能模块。整个软件采用3层结构构建：人机交互层、核心处理层、驱动层。人机交互层: 主要负责人机交互功能，支持多种操作终端接口。 接收来自各种操作终端的命令， 对命令请求做基本的过滤， 预处理后适配成核心处理层能够处理的命令流， 发送给命令处理器处理。在相反方向， 还需要接收来自处理层的处理响应和状态报告， 以向操作用户提供操作结果和系统状态的实时更新。核心处理层：接收来自各种操作终端发送来的控制命令，利用驱动层提供的硬件支撑功能完成综合接入系统的核心控制功能， 主要包括水平移动单元、垂直移动单元的移动控制、定位检测、锁定控制等操作，对终端的操作给予实时合理的操作响应。另外还需要实现当前状态信息的实时采集， 向连接的所有操作终端报告[2]。驱动层：负责完成与硬件有关的控制功能和控制算法，它是对与硬件功能的第一次扩充和集成， 驱动层应该重点关注硬件操作的实时性和健壮性要求，向核心处理层提供完善/清晰/硬件无关的功能接口。在3层结构中，核心处理层和驱动层是整个系统的核心。人机交互层支持多种终端类型，具有不同的特性。为了系统的简化和可扩充性， 在人机交互层和核心处理层之间引入一种命令会话机制。所有的终端发起的操作都被认为是一个相互独立的命令会话过程。核心处理层向人机交互层的状态报告认为是一个状态报告会话过程。每一个会话过程有其自己的会话编号。在任一时刻人机交互层和核心处理层之间可以进行任意多个命令会话过程。可以完成系统的并行操作。会话过程通过在人机交互层和核心处理层之间进行报文交互来实现。
（五）关键技术
该系统需要解决下列关键技术：（1）高性能的嵌入式处理机系统设计。采用ARM9嵌入式处理机，提高整机的性能。可以提供各种接口，特别是100M网口，为网络化的控制提供条件。（2）RTOS高性能的实时多任务嵌入式操作系统设计。RTOS实时操作系统内核精练，实时性高。（3）采用彩色GUI触摸屏显示，用户接口友好。提供灵活方便的交换控制、操作和显示，提供适用的联机帮助功能，具有误操作保护功能。（4）高度模块化、积木式的软硬件结构，大大方便了设备的维修和功能的扩充。（5）提供网络化的远程控制功能，支持基于WEB的网络化管理，具备了支持一点多控、多点互控的能力。（6）提供自动故障检测、告警功能。
四、结语
本系统采用先进的嵌入式软硬件控制技术设计，技术先进，功能齐全。网络连接结构遵循OSI开放互连标准，使用TCP/IP协议，适应远程控制和维护的需要；采用实时操作系统，模块化的软硬件结构，能适应将来发展需要，为实现我军通信网的全网络自动化管理奠定基础。
参考文献
[1]刘列平.自动路测系统在无线网络维护和优化中的应用[J].电信工程技术与标准化,2005.
[2]程国清.通信管理装置在现地控制单元中的应用与探讨[J].水电厂自动化,2012(6).
作者：蒋朝阳
短波通信设备接入系统设计分析 来源：网络整理
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