中波廣播監測報警器的設計與實現

謝大松

（作者單位：湖北省新聞出版廣電局石首中波轉播臺）

中波廣播監測報警器的設計與實現

謝大松

（作者單位：湖北省新聞出版廣電局石首中波轉播臺）

摘 要：本文描述了中波廣播監測報警器的系統硬件組成，介紹了各硬件的功能及接口技術，闡述了各個模塊的運行程序和實現過程。本設計以數字集成電路技術為基礎，MCU技術為核心，軟件硬件相結合，實現了系統設計目的。

關鍵詞：中波廣播；監測；報警；實現

中波廣播監測報警器電路由MCU （STM32F103VCT6）、調頻/調幅接收芯片（SI4730）、GSM模塊（SIM900A）、時鐘芯片（DS1302）、GPS模塊、W25X64、SD卡及帶觸摸的TFT顯示屏等組成。MCU在軟件作用下，按照設定的頻率、時間段和時間長度進行監測。中波廣播信號通過SI4730接收，當接收到的中波信號場強和信噪比達到設置值時為有效頻率信號，即此頻率的載頻信號正常。SI44730輸出兩路音頻信號，一路送精密整流電路，將音頻信號轉換成直流電平后，送MCU的AD轉換端口，作為此頻率的調制度檢測用。另一路經音量控制（PT2257）后，在CD4051控制下進入功放電路，由功放推動喇叭，進行定時監測。如果檢測出有停播故障，且超過設置的本地報警時間上限，便從MCU的DA端口輸出報警信號至CD4051，通過喇叭報警；超過GSM報警設置時間的，便啟動SIM900A通過短信報警。

1　MCU主控制器

本系統采用STM32F103VCT6芯片做主控制器，它具有ARM?Cortex?-M3內核。片內有256K字節的閃存和48K字節的SRAM，LQFP100封裝（80個I/O口），有3個12位的ADC、4個通用16位定時器和2個PWM定時器，有3個SPI接口、5個USART接口、一個USB接口和一個CAN接口。

2　調幅/調頻收音機芯片

Si4730是一款高度集成的調幅/調頻收音機芯片，它采用數字架構，把從接收天線輸入信號到輸出音頻信號的所有功能全部集成在單顆芯片內，通過芯片內置變容器和自動校準功能支持各種天線，不需人工調校。且體積小，外電路少，使得設計以它為核心的收音機電路非常簡單，提高了設計工作效率。基于Si4730的嵌入式AM/FM收音機的設計方法，只要系統提供I2C、SPI等通信端口，就能方便地將該芯片嵌入到系統中。

Si4730有較好的調幅與調頻電臺搜尋與調整能力，能自動搜臺和AM/FM數字調諧功能；具有自適應噪聲抑止能力；支持寬范圍的鐵氧體天線和空芯環形天線；具有2線或3線串行控制界面；具有RDS/RBDS接收能力。

本設計采用2線模式，即Si4730的默認控制方式。引腳SEN（6腳）用來確定Si4730的I2C器件地址，SEN接地，地址為ox22H；SEN接高電平，地址為0xC6H。

3　調幅度采集電路

采用運放和普通二極管組成的有源整流電路，能改善二極管整流電路的非線性特性，實現良好的線性轉換關系，也能減少二極管閾值電壓的影響，使其能對小的輸入信號進行轉換。Si4730輸出音頻信號幅度只有80 mV左右，經過用運放構成的精密整流電路，能克服普通二極管整流電路的缺點，得到與理想二極管接近的整流性能，而且整流電路的溫度特性比普通二極管整流電路好得多。

4　軟件設計

軟件由TFT觸摸屏驅動、圖形、字符讀取及其他9個功能模塊組成，開機初始化、自檢通過后，直接進入廣播監聽模式，進行循環監聽，當有觸摸屏命令輸入時，進入主界面，選擇進入其他功能模塊。

（1）廣播監聽模塊。首先初始化Si4730，打開收音機，讀時鐘數據，讀接收信號場強數據，讀AD采集數據，讀市電采樣數據，對數據進行比較，發現無場強故障（或無調制度故障）后啟動計時，現場報警時間到，通過本機喇叭報警，GSM報警時間到，啟動SIM900A模塊，發短信報警信息。

（2）時鐘設置模塊。包括年月日、時分秒、星期的設置。GPS校時是在每次開機后，收到GPS信號，分鐘變化時進行，在長期正常接收GPS信號時，每個小時進行一次校時。

（3）定時設置模塊。主要是用于設置監測的時間長度。因每臺發射機工作時間不同，需分組設置。本系統設為10組，即可循環監測10套廣播節目。設置內容包括：每天開機、關機時間，可分段設置；周二檢修的關機、開機時間。

（4）檢修設置模塊。用于設置周二檢修時不需監測的時間長度，即檢修的關機時間、開機時間，因每臺發射機工作時間不同，需分組設置。

（5）頻率設置模塊。設置10臺發射機的工作頻率，循環監測時用。

（6）報警設置模塊。設置GSM報警電話號碼，建議最多可設置5組電話號碼，在需GSM短信報警時，采取連發或群發。

（7）參數設置模塊。設置監測節目套數、循環監測時間、現場報警的延時

時間、GSM短信報警的延時時間、GSM報警的電話號碼組數等。

（8）收音功能模塊。用于接收FM/ AM廣播節目。

（9）USB連接模塊。用于SD卡數據輸入、輸出，接收GPS信號等

在設計中波廣播監測報警器的PCB時，要把Si4730與其他器件分開放置，Si4730與磁棒天線的距離在50 mm以上，不然會有干擾。本系統設計器件都選用小型封裝，可做成便攜式。

參考文獻：

[1]朱維杰.基于SI473X的嵌入式AM/FM收音機模塊設計[J].電聲技術,2009(2).