廣電專用數(shù)字電視信號(hào)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)常州創(chuàng)恒數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司周春摘要本文介紹了廣電專用數(shù)字電視信號(hào)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案。本方案采用了基于TDA10024芯片的數(shù)字調(diào)諧模塊和高性能單片機(jī)STC12C5410，可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)廣電數(shù)字電視信號(hào)的各種參數(shù)（誤碼率（BER）、調(diào)制誤差率（MER）、載噪比（C/N）、信號(hào)電平等）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果可通過(guò)光纖線路傳輸?shù)娇刂浦行?，讓運(yùn)維人員足不出戶，及時(shí)了解分布在全市的光節(jié)點(diǎn)數(shù)字電視信號(hào)的參數(shù)狀態(tài)，及時(shí)解決故障。關(guān)鍵詞數(shù)字電視信號(hào)在線監(jiān)測(cè)，TDA10024，MER，信號(hào)電平引言在三網(wǎng)融合、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，光進(jìn)銅退，寬帶化，雙向化，新一代廣電基礎(chǔ)網(wǎng)改造迅速推進(jìn)，數(shù)字電視，因特網(wǎng)接入，企業(yè)專線，VOIP……增值業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，廣電，正在向電信級(jí)運(yùn)營(yíng)商大步邁進(jìn)。如何從傳統(tǒng)的國(guó)企轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲碾娦偶?jí)運(yùn)營(yíng)商，面向市場(chǎng)，面向客戶，面向服務(wù)是廣電的唯一選擇。在目前情況下，廣電基礎(chǔ)網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)建設(shè)都有了長(zhǎng)足進(jìn)步，目前急需大力推動(dòng)支撐網(wǎng)建設(shè)，建立強(qiáng)大高效的網(wǎng)管系統(tǒng)，是廣電網(wǎng)絡(luò)提高競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)所在。但是，客觀的審視一下廣電網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，我們不禁大吃一驚。和廣電網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)規(guī)劃有關(guān)，廣電網(wǎng)一直以單向傳輸逐級(jí)分配為發(fā)展模式，中心播出設(shè)備向下一級(jí)設(shè)備發(fā)送節(jié)目信息，而下級(jí)設(shè)備是否工作正常卻一無(wú)所知。傳統(tǒng)的運(yùn)維都需要等到客戶進(jìn)行投訴以后，運(yùn)維人員才被動(dòng)的趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排查，顯然有很長(zhǎng)的滯后時(shí)間，客戶意見(jiàn)很大。更為嚴(yán)重的是，有部分地區(qū)，某些法輪功分子，在小區(qū)的光節(jié)點(diǎn)上，撬開(kāi)設(shè)備箱體，將反動(dòng)節(jié)目直接插入小區(qū)總節(jié)點(diǎn)，造成惡劣的社會(huì)影響。本文介紹的廣電專用數(shù)字電視信號(hào)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，很好地解決了上述問(wèn)題，它實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)光節(jié)點(diǎn)上的數(shù)字電視信號(hào)的各種參數(shù)（誤碼率（BER）、調(diào)制誤差率（MER）、信號(hào)電平等）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)光纖線路將監(jiān)測(cè)結(jié)果傳輸?shù)娇刂浦行?，讓運(yùn)維人員足不出戶，及時(shí)了解分布在全市的光節(jié)點(diǎn)數(shù)字電視信號(hào)的參數(shù)狀態(tài)，及時(shí)解決故障。同時(shí)，設(shè)備上還具有幾個(gè)監(jiān)測(cè)環(huán)境量的接口，能夠監(jiān)測(cè)箱體的溫濕度，感知箱體打開(kāi)關(guān)閉等。對(duì)非法入侵及時(shí)報(bào)警，保障廣電設(shè)施的安全和電視播出安全。一、總體方案本設(shè)計(jì)是專門(mén)針對(duì)廣電的專用數(shù)字電視信號(hào)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的一款設(shè)備，其硬件部分包括前端調(diào)諧模塊（數(shù)字高頻頭）、MCU處理模塊、接口模塊、電源供應(yīng)模塊等，設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。本設(shè)計(jì)采用STC12C5410作為主處理器，通過(guò)I2C接口與前端調(diào)諧模塊進(jìn)行通信，完成鎖臺(tái)、信號(hào)質(zhì)量參數(shù)讀取等工作，并將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串口服務(wù)器傳送到遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心，使值班人員可以及時(shí)地查看信號(hào)質(zhì)量狀態(tài)。圖1硬件設(shè)計(jì)框圖二、硬件設(shè)計(jì)2.1前端調(diào)諧模塊本設(shè)計(jì)的前端調(diào)諧模塊采用了LG公司的TDMPG151F數(shù)字調(diào)諧模塊，調(diào)諧模塊的功能是完成射頻信號(hào)的接收、下變換放大、通道解碼輸出傳輸流，其功能框圖如圖2所示。TDMPG151F模塊的核心部分是TDA10024——DVB-C接收器（QAM解調(diào)器）芯片它主要完成下變換放大、通道解碼輸出傳輸流功能。MCU通過(guò)I2C總線對(duì)TDA10024芯片內(nèi)部功能寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，寫(xiě)入特定的參數(shù)即可完成各項(xiàng)對(duì)應(yīng)的操作，如鎖臺(tái)、復(fù)位等。同時(shí)，TDA10024芯片還提供了各項(xiàng)有關(guān)于數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量的參數(shù)如星座圖數(shù)據(jù)、誤碼率、載噪比等等，以供MCU讀取。TDMPG151F數(shù)字調(diào)諧模塊部分硬件電路如圖3所示。圖2TDMPG151F數(shù)字調(diào)諧模塊功能框圖圖3TDMPG151F數(shù)字調(diào)諧模塊部分硬件電路2.2MCU處理模塊MCU處理模塊的主要任務(wù)是對(duì)前端調(diào)諧器進(jìn)行復(fù)位、設(shè)置，讀取調(diào)諧器參數(shù)，然后通過(guò)軟件，計(jì)算出數(shù)字電視各頻點(diǎn)的電平、C/N、BER、MER等各項(xiàng)參數(shù)。然后通過(guò)通信模塊將參數(shù)實(shí)時(shí)的傳送到控制中心的服務(wù)器上進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、分析，一旦信號(hào)出現(xiàn)任何異常，及時(shí)提供報(bào)警信息，有利于系統(tǒng)維護(hù)人員及時(shí)甚至提前發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)排除，保障數(shù)字電視系統(tǒng)正常運(yùn)行，其硬件連接框圖參考圖1中MCU部分。本設(shè)計(jì)采用宏晶STC12C5410單片機(jī)作為MCU處理模塊的核心。它除了兼容普通51單片機(jī)外，還有以下優(yōu)勢(shì)：1、高速，普通單片機(jī)執(zhí)行一條指令需要12個(gè)時(shí)鐘周期，而STC12C5410執(zhí)行多數(shù)指令只需1個(gè)時(shí)鐘周期，比普通單片機(jī)快了8~12倍；2、集成了片內(nèi)32KROM和1280字節(jié)RAM，節(jié)省了擴(kuò)展電路；3、具有8路高速10位電壓輸入型A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250KHz，8路A/D輸入口對(duì)應(yīng)于P1口；4、集成了片內(nèi)看門(mén)狗，使系統(tǒng)運(yùn)行更可靠。2.2.1基本外圍電路單片機(jī)系統(tǒng)的最基本外圍電路是復(fù)位電路和晶振電路。本設(shè)計(jì)復(fù)位采用上電復(fù)位電路，晶振電路采用22.1184MHz的晶體振蕩器電路，如下圖4所示：圖4單片機(jī)外圍電路2.2.2環(huán)境量輸入由于集成了片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器，所以外部復(fù)雜的A/D轉(zhuǎn)換電路就可以省略。片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)果達(dá)到了10位，對(duì)本設(shè)計(jì)而言精度已經(jīng)足夠。參考圖1，P1.0、P1.1、P1.6、P1.7口設(shè)置為A/D輸入口。其中P1.0、P1.1、P1.6口作為外部3路模擬量輸入，用以監(jiān)測(cè)外部溫濕度情況；P1.7口用于內(nèi)部RFAGC電壓的測(cè)量，用于計(jì)算數(shù)字電視信號(hào)電平。3路模擬量輸入均采用了運(yùn)放電路進(jìn)行緩沖，以減少外部輸入信號(hào)對(duì)設(shè)備的干擾。P3.6口作為外部開(kāi)關(guān)量輸入，用于監(jiān)測(cè)廣電鐵箱門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這部分電路如圖5所示。圖5環(huán)境量輸入緩沖電路2.2.3數(shù)字電視信號(hào)電平監(jiān)測(cè)電路由于調(diào)諧模塊中的TDA10024芯片內(nèi)部沒(méi)有提供數(shù)字電視信號(hào)電平的數(shù)值的寄存器，因此就不能以通過(guò)I2C總線讀取寄存器的內(nèi)容的方式來(lái)獲得這個(gè)結(jié)果。但是，調(diào)諧模塊的第三腳——RFAGC的輸出是一個(gè)模擬電壓值，如圖2所示，用它來(lái)控制射頻放大器的增益。接收的射頻(RF)信號(hào)經(jīng)放大后就可以可得到恒定的信號(hào)電平，輸入信號(hào)電平越高，RFAGC輸出電壓越低；反之，輸入信號(hào)電平越低則RFAGC輸出電壓越高。由此可見(jiàn)，RFAGC與輸入信號(hào)電平的值是一個(gè)線性關(guān)系。獲得了RFAGC的電壓值就可以估算信號(hào)電平值。RFAGC是一個(gè)模擬信號(hào)，負(fù)載能力極差，如果直接與單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換腳連接，將引入極大的干擾，會(huì)大大影響調(diào)諧器的接收性能，因此，在兩者之間必須加入一級(jí)緩沖電路，最佳選擇就是運(yùn)放。本設(shè)計(jì)采用了高阻抗運(yùn)算放大器TL082，它的輸入阻抗可達(dá)1012歐，完全符合設(shè)計(jì)要求。本部分設(shè)計(jì)電路如圖6所示，TL082構(gòu)建成一個(gè)同相放大電路，放大倍數(shù)為1.1倍，放大器輸出信號(hào)接入單片機(jī)的P1.7腳（A/D輸入引腳）。圖6RFAGC信號(hào)放大電路2.2.4I2C控制總線圖1中所示的I2C通信口由P1.4、P1.5口擔(dān)當(dāng)，以控制TDMPG151F模塊和24C02存儲(chǔ)芯片。P3.7口用來(lái)控制TDMPG151F的復(fù)位。2.3接口模塊本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)都是通過(guò)串口（UART）將采集到的數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量參數(shù)及環(huán)境參數(shù)上傳給監(jiān)測(cè)中心的。有兩種情況，一種是設(shè)備在廣電分機(jī)房中，這時(shí)設(shè)備只要通過(guò)串口服務(wù)器直接上傳數(shù)據(jù)；另一種是設(shè)備在廣電設(shè)在小區(qū)的鐵箱中，這時(shí)，就要靠設(shè)備自帶的光纖調(diào)制解調(diào)器模塊和放置在廣電分機(jī)房中的機(jī)框式光纖調(diào)制解調(diào)器通過(guò)光纖把串口數(shù)據(jù)傳送到廣電分機(jī)房，然后再接入串口服務(wù)器再上傳至監(jiān)測(cè)中心。兩種連接方式如圖7所示。對(duì)于第一種情況，設(shè)備的輸出接口只要選擇RS232就可以了；但對(duì)于第二種情況，則輸出接口必須選擇光纖調(diào)制解調(diào)器接口模塊。2.3.1RS232接口本設(shè)計(jì)采用了常用的MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232CWERS232專用轉(zhuǎn)換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)TTL電平至RS232電平的轉(zhuǎn)換。電路圖如圖8所示。MAX232CWE采用16腳SO封裝，其外圍電路非常簡(jiǎn)單：只需4個(gè)0.1uF的電容就可以了，另外在VCC腳接一個(gè)10μF和一個(gè)0.1μF的電容到地以濾掉電源紋波干擾。詳細(xì)電路圖如圖8所示。圖7數(shù)字電視信號(hào)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與監(jiān)測(cè)中心的連接方式圖8RS232接口電路圖2.3.2光纖調(diào)制解調(diào)器接口模塊本設(shè)計(jì)的光纖調(diào)制解調(diào)器模塊必須和機(jī)框式光纖調(diào)制解調(diào)器插卡成對(duì)使用，如圖7所示。模塊和插卡的電原理圖是一樣的，都是采用Altera公司的EPM240T100C5CPLD芯片設(shè)計(jì)的。該芯片工作電壓為+3.3V，內(nèi)部有240個(gè)宏單元，85個(gè)通用I/O管腳，封裝形式為100-pinTQFP。本設(shè)計(jì)中CPLD的作用就是對(duì)串口數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行CMI編碼，眾所周知，異步的RS232信號(hào)大部分時(shí)候?qū)儆诳臻e狀態(tài)，信號(hào)處于全1或全0的狀態(tài)，這對(duì)于光纖傳輸系統(tǒng)非常不利，使用CMI編碼有以下作用：1、信息傳號(hào)密度均勻，使信息變化不引起光功率輸出變化，相應(yīng)保持激光二極管（LD）發(fā)熱溫度恒定，提高LD使用壽命；2、避免碼流中的長(zhǎng)連“0”或長(zhǎng)連“1”，使“1”碼和“0”碼的分布均勻，有利于定時(shí)信息的提取；3、減少功率譜密度中的高、低頻分量，以降低對(duì)系統(tǒng)帶寬的要求和減小信號(hào)的基線漂移；4、能提供一定的冗余碼，有檢錯(cuò)能力。但對(duì)高速光纖通信系統(tǒng)，應(yīng)適當(dāng)減少冗余碼，碼率的提高要小，以免占用過(guò)大的帶寬；5、使可檢測(cè)的光功率較小，即提高了系統(tǒng)接收靈敏度等等。由于采用了先進(jìn)的CMI編碼方案，市場(chǎng)上幾乎所有的光收發(fā)模塊都可以使用，需要指出的是，CPLD的輸入輸出接口為T(mén)TL電平，所以最好直接選擇TTL接口的光收發(fā)模塊進(jìn)行配套使用。此部分電路非常簡(jiǎn)單，在此不再贅述。2.4電源供應(yīng)模塊如圖1所示，本設(shè)計(jì)供需要+5V、-5V、+3.3V、+1.8V和+12V五組電源：其中供給TDMPG151F的電源有3組——+5V、+3.3V和+1.8V，由于TDMPG151F內(nèi)部存在模擬電路，因此這幾組電源必須采用線性電源；+12V電源是給環(huán)境傳感器用的，要求較低，可采用開(kāi)關(guān)電源；而-5V是給運(yùn)放電路用的，運(yùn)放又牽涉到RFAGC信號(hào)，因此-5V也必須用線性電源。綜合上述因素，本設(shè)計(jì)采用了開(kāi)關(guān)電源模塊+LDO芯片的供電方式。主電源采用12V10W開(kāi)關(guān)電源，其余正電源都采用LDO芯片穩(wěn)壓輸出。12V和5V之間的壓差有7V，如果直接采用LDO，將會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，而且設(shè)備需要在無(wú)空調(diào)的鐵箱子里工作，散熱無(wú)法保證，這樣就會(huì)極大地縮短LDO的使用壽命。因此，本設(shè)計(jì)在12V和5V之間多加了一級(jí)開(kāi)關(guān)電源，其使輸出大約6.5V左右的電壓，然后再使用低壓差LDO——LM29150-5，使LDO的發(fā)熱量降至最低，保證設(shè)備工作的穩(wěn)定性。對(duì)于-5V電壓，本設(shè)計(jì)采用了intersil公司的ICL7660S芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。本部分詳細(xì)電路如圖9所示。圖9電源電路圖三、軟件設(shè)計(jì)3.1數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量參數(shù)及獲取方法衡量數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量的參數(shù)主要包括調(diào)制誤差率（MER）、載噪比（C/N）、誤碼率（BER）和信號(hào)電平。信號(hào)電平的監(jiān)測(cè)我們已經(jīng)在2.2.3小節(jié)中介紹過(guò)了，而誤碼率和載噪比這些參數(shù)，TDMPG151F模塊的內(nèi)部寄存器都能提供，只要通過(guò)I2C總線對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行訪問(wèn)就可以得到，這里就不再作詳細(xì)敘述了。對(duì)于調(diào)制誤差率（MER），TDMPG151F模塊沒(méi)有直接提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，但是，它提供了星座圖數(shù)據(jù)。下面就詳細(xì)介紹調(diào)制誤差率(MER)的獲取。3.1數(shù)字電視目前用得最多的是DVB標(biāo)準(zhǔn)，為分析方便起見(jiàn)，我們以DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的有線數(shù)字電視信號(hào)為例。DVB-C采用如圖10所示的QAM調(diào)制方式，當(dāng)已經(jīng)過(guò)編碼、壓縮、復(fù)用的數(shù)字信號(hào)流，經(jīng)過(guò)串/并重組方框?qū)?shù)字信號(hào)流分成I和Q兩組，分別經(jīng)過(guò)量化，達(dá)到不同的直流電平階梯，再經(jīng)濾波，I、Q兩路信號(hào)經(jīng)同一本振混頻，但相位相差90°（Q路是Sinωt，I路是Cosωt），兩路再經(jīng)混合器合成一個(gè)信號(hào)發(fā)射、傳輸。由此我們知道、兩路數(shù)字信號(hào)I、Q相位差90°，而量化后的I路信號(hào)電平幅度按量化等級(jí)，在I軸方向有數(shù)個(gè)相應(yīng)的位置，如量化8個(gè)等級(jí)則有8個(gè)位置，Q路也是如此。這樣一來(lái)，每一個(gè)數(shù)字電視信號(hào)會(huì)在一個(gè)坐標(biāo)圖上都有它相應(yīng)的位置，這就是圖11所示的星座圖。如I、Q各組量化4個(gè)等級(jí)，則有4×4=16個(gè)框的星座，量化8個(gè)等級(jí)則為64框的星座圖。圖10QAM調(diào)制器圖11星座圖數(shù)字電視信號(hào)的每一個(gè)信號(hào)（稱之為符號(hào)），在星座圖上都有一個(gè)相應(yīng)的位置，如果這個(gè)符號(hào)是理想的，那么在其方框內(nèi)是一個(gè)小點(diǎn)，方框線即為相鄰符號(hào)的分界限，也稱之為“判斷門(mén)限”。數(shù)字電視信號(hào)總是伴隨著廣義噪聲而存在，那么，它每時(shí)每刻都是疊加有噪聲，因此方框中的符號(hào)不可能在其理想的框的中心，當(dāng)我們用儀器測(cè)試，如果是白噪聲的話，它每次的位置是不一樣，但都是分布在中心的位置附近，每次都取樣下來(lái)，則形成如云霧狀的園點(diǎn)，是噪聲較小，性能良好的星座圖（如圖12所示）。當(dāng)有一個(gè)突發(fā)入侵的脈沖信號(hào)，雖然它時(shí)間很短很短，但其幅度較大，因此使得該點(diǎn)的符號(hào)偏離中心很大，甚至跨過(guò)了“判斷門(mén)限”到了鄰近的符號(hào)框內(nèi)，這就造成了誤碼。3.1具有廣義噪聲的星座圖如圖12所示，我們?cè)谝粋€(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，并按它的位置取樣，當(dāng)某一次符號(hào)點(diǎn)的位置與理想符號(hào)位置，在星座圖的I、Q坐標(biāo)分別為δI和δQ，而且取樣次數(shù)為j，即1～N次。那么我們可以得出如下公式，這就是調(diào)制誤差率MER。N∑(I2oj+Q2oj)j=1MER=log(dB)（公式3-1）N∑(δI2oj+δQ2oj)j=1注：1、Ioj、Qoj分別為星座點(diǎn)j理想I、Q分量；2、Ij、Qj分別為星座點(diǎn)j實(shí)際I、Q分量；3、δIoj=Ioj–Ij為某取樣點(diǎn)和理想點(diǎn)在I軸上之差；4、δQoj=Qoj–Qj為某取樣點(diǎn)和理想點(diǎn)在Q軸上之差。圖12廣義噪聲干擾的星座圖由此可知，調(diào)制誤差率MER是數(shù)字電視信號(hào)的理想符號(hào)功率與噪聲功率之比取對(duì)數(shù)，其單位是dB。如前所述，數(shù)字調(diào)諧模塊TDMPG151F能實(shí)時(shí)地提供數(shù)字電視信號(hào)的星座圖數(shù)據(jù)（即Ij和Qj的數(shù)值），因此可利用這些數(shù)據(jù)根據(jù)公式3-1計(jì)算出當(dāng)前的調(diào)制誤差率（式中的N取3000-5000）。3.2軟件流程廣電的數(shù)值電視信號(hào)共設(shè)頻點(diǎn)70多個(gè)，計(jì)算單個(gè)頻點(diǎn)的各種參數(shù)需要耗時(shí)60秒，如果把70多個(gè)頻點(diǎn)都掃描一遍需耗時(shí)1個(gè)半小時(shí)左右，明顯不符合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這一準(zhǔn)則，因此和廣電技術(shù)部們討論后決定將掃描的頻點(diǎn)定為6個(gè)重要頻點(diǎn)（分別為227M、403M、411M、530M、554M、666M），但是其他頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)也可以通過(guò)其他命令方式獲得，這樣，掃描耗時(shí)減為約6分鐘，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)異常的情況。由于掃描耗時(shí)較長(zhǎng)，并且單片機(jī)必須實(shí)時(shí)與上層網(wǎng)管軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為系統(tǒng)初始化、循環(huán)掃描程序和串口中斷（數(shù)據(jù)傳輸）程序三部分。軟件流程如圖13所示。圖13軟件流程圖3.2.1系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化程序包括單片機(jī)對(duì)自身特殊功能寄存器（主要包括A/D轉(zhuǎn)換口配置、串口配置以及片內(nèi)RAM開(kāi)關(guān)及初始值的配置）的設(shè)置前端數(shù)字調(diào)諧器（TDMPG151F）的復(fù)位及參數(shù)配置。3.2.2循環(huán)掃描程序這部分程序主要完成對(duì)六個(gè)指定頻點(diǎn)信號(hào)參數(shù)的掃描計(jì)算工作。主要流程包括鎖定頻點(diǎn)和計(jì)算MER、BER、C/N、信號(hào)電平值兩部分。在計(jì)算結(jié)束后，單片機(jī)將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到片內(nèi)RAM中，當(dāng)單片機(jī)從串口中斷程序中接收到由網(wǎng)管軟件發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)傳送命令時(shí)，就會(huì)從片內(nèi)RAM中取出這些值，并把它們發(fā)送給網(wǎng)管軟件。這些值的刷新頻率就是計(jì)算一個(gè)頻點(diǎn)參數(shù)值的頻率，約為6分鐘/次。3.2.3串口中斷程序在循環(huán)掃描程序運(yùn)行的同時(shí)，單片機(jī)打開(kāi)串口中斷，用以接收來(lái)自上層網(wǎng)管軟件通過(guò)串口服務(wù)器傳送的串行數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的上傳及對(duì)設(shè)備某些參數(shù)的遠(yuǎn)程配置。上層網(wǎng)管軟件通過(guò)特定的通信協(xié)議和設(shè)備通信。通信協(xié)議的幀格式如下表1所示。表1通信協(xié)議幀格式幀頭目的地址源地址版本號(hào)命令字?jǐn)?shù)據(jù)校驗(yàn)和幀尾0X7E單字節(jié)單字節(jié)單字節(jié)單字節(jié)不定長(zhǎng)單字節(jié)0X7E當(dāng)中斷程序收到了完整無(wú)誤的通信幀后，就會(huì)根據(jù)通信幀中的命令字及數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的操作，如數(shù)據(jù)的上傳，系統(tǒng)軟復(fù)位等等，對(duì)于不同的操作，系統(tǒng)都發(fā)送相應(yīng)的返回幀來(lái)與之對(duì)應(yīng)。要注意的是，當(dāng)系統(tǒng)在發(fā)送返回幀數(shù)據(jù)串時(shí)對(duì)網(wǎng)管命令是不響應(yīng)的，這樣可以避免程序執(zhí)行時(shí)造成混亂。網(wǎng)管軟件發(fā)送的部分通信幀的命令字及含義如表2所示。表2網(wǎng)管軟件發(fā)送的部分通信幀命令字及含義命令字?jǐn)?shù)據(jù)含義0x310x10讀命令，要求讀取環(huán)境數(shù)據(jù)0x310x60讀命令，要求讀取6個(gè)頻點(diǎn)的各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)0x310x62讀命令，要求系統(tǒng)軟復(fù)位0x310x81-0xB5讀命令，要求讀取單個(gè)頻點(diǎn)的各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)及星座圖坐標(biāo)0x320xCD+15字節(jié)寫(xiě)命令，要求將設(shè)備名改為0xCD后的15字節(jié)的內(nèi)容相對(duì)應(yīng)于表2，本系統(tǒng)的返回幀如下表所示。命令字?jǐn)?shù)據(jù)返回幀含義及數(shù)據(jù)格式0x330x10+14字節(jié)讀響應(yīng)，返回環(huán)境量數(shù)據(jù)14字節(jié),格式如下：0x33+0x10+溫度(2字節(jié))+濕度(2字節(jié))+開(kāi)關(guān)量(2字節(jié))+備用(8字節(jié))0x330x60+120字節(jié)讀響應(yīng)，返回6個(gè)掃描頻點(diǎn)的質(zhì)量參數(shù)共120字節(jié)，格式如下：0x33+0x60+C/N1（4字節(jié)）+BER1（8字節(jié)）+MER1（4字節(jié)）+電平1（4字節(jié)）+C/N2（4字節(jié)）+BER2（8字節(jié)）+MER2（4字節(jié)）+電平2（4字節(jié)）+C/N3（4字節(jié)）+BER3