移動衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)設(shè)計

摘要：本文介紹了移動衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，電控系統(tǒng)及自動控制軟件選取等各部分的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：工控機(jī) 電控 自動控制

1 概述

移動衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)包括室外和室內(nèi)兩大部分，室外部分是天線本體，室內(nèi)部分是天線自動控制系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)。

天線本體由三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺、碟形天線、天線罩防護(hù)組成，三個軸都由直流電機(jī)驅(qū)動，并裝備水平、俯仰、方位傳感器，可在自動控制系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)閉環(huán)跟蹤。自動控制系統(tǒng)由電控箱、接口卡、計算機(jī)和控制軟件組成，用于控制天線的運(yùn)動，實現(xiàn)選星、自動尋星、自動跟蹤等功能，接收控制系統(tǒng)用于接收饋源信號、選擇衛(wèi)星波段、設(shè)置接收參數(shù)等。

2 機(jī)械結(jié)構(gòu)

天線本體從外面看，是一個玻璃鋼制成的圓桶形天線罩，天線罩既能保護(hù)天線，使天線不受雨、雪、水、風(fēng)、陽光等的影響，又能透過電磁波，對電視信號的衰減作用很小。電線罩內(nèi)是一套三軸閉環(huán)跟蹤的天線，從下向上依次是支架、方位軸、水平軸、俯仰軸、拋物面天線。

3 電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)由微機(jī)、接口板、電控箱、GPS組成，電機(jī)的運(yùn)動控制采用二級控制，計算機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)學(xué)運(yùn)算、指向、跟蹤算法，通過接口板向電控箱發(fā)出電機(jī)的速度與方向命令，電控箱內(nèi)的單片機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行具體的電機(jī)動作。

微機(jī)采用工業(yè)控制計算機(jī)，工控機(jī)的優(yōu)點是性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，適合在惡劣環(huán)境下使用，它的電源功率大，配有多種總線插槽和接口，能同時接入較多板卡。

操作系統(tǒng)使用Windows XP，主要考慮XP的用戶多，使用方便。

計算機(jī)接口板共三塊，PCI7401、PCI7501、TP514，插在工控機(jī)底板的PCI總線上。

PC-7401是PCI總線的16通道AD轉(zhuǎn)換卡，可把從衛(wèi)星信號接收機(jī)上傳來的視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，用于判斷衛(wèi)星信號的強(qiáng)度。

PC-7501是PCI總線的128路通用數(shù)字TTL電平輸入/輸出板，具有8個8位數(shù)字輸入口及8個8位數(shù)字輸出鎖存口，共有64路輸入及64路輸出，輸出口具有上電清零的功能，特別適合控制繼電器板等需要上電初始化狀態(tài)為0的應(yīng)用場合。用于計算機(jī)與電控箱通信，向電控箱發(fā)送控制命令，從電控箱讀取三個軸的當(dāng)前狀態(tài)。

TP514是PCI總線的4路RS232串行接口擴(kuò)展卡，用于與各個傳感器的通訊。

電控箱內(nèi)是電機(jī)驅(qū)動電路及單片機(jī)控制系統(tǒng)，包括電源、電機(jī)驅(qū)動器、單片機(jī)控制板、接口電路、數(shù)碼顯示電路、限位與保護(hù)電路等。單片機(jī)采用ATMEL 89C2051，負(fù)責(zé)讀取從微機(jī)傳來的控制信號，控制各電機(jī)按不同的速度的和角度轉(zhuǎn)動，讀取各電機(jī)的工作狀態(tài)（運(yùn)行，停止）并發(fā)送給計算機(jī)，讀取各傳感器的值，并在數(shù)碼管顯示器上顯示，讀取電視信號并整形放大，輸出到計算機(jī)的AD轉(zhuǎn)換卡，負(fù)責(zé)各電機(jī)的行程限位保護(hù)，發(fā)生限位時停止電動的動作，并點亮報警指示燈和蜂鳴器。除GPS外，微機(jī)與所有設(shè)備的通信、控制均通過電控箱中轉(zhuǎn)后實現(xiàn)。

便攜式GPS接收機(jī)由吸盤天線、信號導(dǎo)線、接收盒組成，通過USB接口與微機(jī)通迅，實時提供移動天線所在位置的地理經(jīng)度、緯度、高度、世界時等信息，本系統(tǒng)主要使用其經(jīng)緯度信息。

4 自動控制軟件

自動控制軟件用C++ Builder語言編制的，基于windows環(huán)境的窗口應(yīng)用程序，它實時讀取各傳感器傳來的航向角、天線方位軸轉(zhuǎn)角、天線高度軸轉(zhuǎn)角、天線水平角、移動天線經(jīng)緯度、電視信號強(qiáng)度等信息，計算衛(wèi)星的當(dāng)前方位角和仰角，并控制天線電機(jī)運(yùn)動，使天線自動指向衛(wèi)星，在天線載體運(yùn)動過程中，不斷調(diào)整天線的方位、水平與仰角，使天線一直指向衛(wèi)星所在的方向，實現(xiàn)動中通的移動衛(wèi)星電視接收。

參考文獻(xiàn)：

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