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1系統結構

該自動切換系統主要在一個機箱內實現，在機箱內有一個主控模塊作為主要控制電路，有三個轉換開關可以自動切換調頻。主板上設置了一些通信接口，包括RS485網絡通信接口、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發射機供電輸入口、主備機電源供電接口等。另外還包括主機RF信號輸入接口、備機RF信號輸入接口、負載輸入輸出接口、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射機電源輸出。主控模塊通過控制電路給主機和備用機進行供電，通過供電接口進行連接。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。三路轉換開關在主控模塊電路的控制下實現了調頻信號的雙向通訊開關，網絡通訊接口、串行通信接口和網口主要是用來和主控模塊進行通訊，并且根據實際情況安排具體通信通道，實現雙向實時通訊。根據具體主機頻率和自動切換通道，三個轉換開關的接口分別和3個主機RF信號輸入接口、3個備機RF信號輸入接口進行連接，實現主備機自動切換連接。最后把3個轉化開關電路的兩個輸出接口分別和3個合路器、3個假負載連接，完成轉換功能電路連接。以上是系統的主要設計結構，如圖1所示。

2主備機自動切換系統設計

單片控制模塊是系統的主要控制模塊，系統有兩個電源、電流開關檢測模塊，有兩個電源、電流控制模塊。另外兩個模塊是調頻調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電源電路，開關電源電路受單片機控制模塊控制。220V的控制電源接口連接到其中一個電壓電流檢測回路后，電路經過電源開關控制器，然后又連接到第二個電壓電流檢測回路，作為并聯輸出。這兩路輸入信號，通過兩路檢測回路后，分別并聯到主、備機供電電源接口上。這樣，通過電壓電流檢測回路模塊與單片機控制模塊電路的連接，實現了雙向的冗余通信。三個轉換開關，控制著通信回路的自動切換。三個不同通信接口，RS485網絡接口、RS232串行通信接口及網口在單片機控制電路下，實現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，這兩路并聯信號經過音頻模塊的檢波處理后，送給單片機控制回路，單片機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。發射機的狀態信號通過網口和通信電路傳送給單片機，單片機判斷發射機的發射功率大小，如果小于一定的閥值，就判斷為該信息為故障原因。初始默認狀態是，主備機都能正常工作，信號傳輸正常。三路主機信號傳輸到調頻多功能器后，傳送給天線發射出去，而三路備機則連接到假負載上。如果系統一旦發生故障，則意味著發射的信號功率就會低于規定值，信號傳輸給交換機，通過網口把故障信息傳送給控制模塊，控制模塊就會切斷相應開關，并進行頻點自動切換和故障發射主機標記。如果單片機控制模塊，在發現故障信號后，備用機如果沒有被標記為故障信息，則可自動切換到備用機。如果備用機有故障標記，則不進行自動切換工作，并發出警告信息，提醒故障的發生。本自動切換系統的供電是12V直流供電，由開關電源模塊進行把220V的交流電轉換成所需的12V直流供電。主控制模塊通過控制繼電器，從而實現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，分別控制主機和備機的電源供電問題。電壓和電流檢測模塊主要是用來檢測電壓和電流是否達到標注需要值。當220V交流電通過電源控制模塊供電后，得到的直流電壓要經過電壓檢測模塊，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化電壓后，檢測傳輸到單片機控制模塊的電流是否是正常的。F接收調頻信號模塊，在接受到信號后，傳送給音頻檢測模塊進行濾波檢波。檢波電路實現交流信號到直流信號的轉換，最后傳送給單片機控制模塊，控制模塊根據所得信號判斷是否正常，從而控制電路自動切換和主備機自動切換。通過網絡接口通信把相關信息狀態回饋給本地監控服務器，實現故障信息的監控和記錄工作。

3結束語

研究設計的調頻發射主備機自動切換系統，特別是對于要求多點覆蓋的農村區域，具有結構簡單、成本低廉、功能性強等特點。通過多種通信接口可實現接收Internet信號實現遠程控制。一旦發射機發生故障，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準限值。然后控制模塊就會進行主、備控制合路的自動切換，控制轉換開關把正常信號輸出到天線進行發射，把故障信息自動切換到假負載。最后實現主備機的相互自動切換和備份工作。

作者:喻成 單位:重慶廣播電視技術中心