[发明专利]一种网络化智能视/音频信号监控系统

摘要

一种网络化智能视/音频信号监控系统属于广播电视设备网络化监控技术领域。该系统由硬件和软件组成；硬件由监控计算机、集线器及路由器和嵌入式智能信号处理装置组成。其中，嵌入式智能信号处理装置由RJ45网络通信接口电路、RS232/422网络通信接口电路、CPU1核心电路、复位电路组成。软件由嵌入式智能信号处理装置软件和监控计算机软件平台构成。嵌入式智能信号处理装置的通讯模块软件通过CPU1和CPU2相互协调实现智能通讯模块的智能化功能。本系统具有性能可靠、结构紧凑、易于集成和实现标准化等优点。适用于视/音频信号处理设备的集中监控与远程监控，实现全面的网络化监视和控制领域。

主权项

1.一种网络化智能视/音频信号监控系统，其特征在于，该系统由硬件和软件组成；I.硬件包括监控计算机(101)、集线器及路由器(102)、嵌入式智能信号处理装置(103)组成；监控计算机(101)、集线器及路由器(102)与嵌入式智能信号处理装置(103)通过网络接线连接；嵌入式智能信号处理装置(103)由RJ45网络通信接口电路(202)、RS232/422网络通信接口电路(203)、CPU1核心电路(204)、复位电路(205)、EEROM存储电路(206)、信号显示模块(207)、双端口RAM电路(208)、CPU2核心电路(209)、电源数据采集模块(210)、串口通信电路(211)以及1～10个信号处理功能模块(212)组成；监控计算机(201)的以太网接口输出端连接RJ45网络通信接口电路(202)的输入端，RJ45网络通信接口电路(202)的输出端连接监控计算机以太网接口的输入端，RJ45网络通信接口电路(202)的另一输入端连接CPU1核心电路(204)的一个输出端，RJ45网络通信接口电路(202)的另一输出端连接CPU1核心电路(204)的一个输入端，监控计算机RS-232接口的输出端连接RS232/422网络通信接口电路(203)的一个输入端，RS232/422网络通信接口电路(203)的一个输出端连接监控计算机RS-232接口的输入端，RS232/422网络通信接口电路(203)的另一输入端连接CPU1核心电路(204)的又一输出端，CPU1核心电路(204)的另一输入端连接RS232/422网络通信接口电路(203)的又一输出端，复位电路(205)的输出端连接CPUI核心电路(204)的另一输入端，CPU1核心电路(204)的又一输出端连接信号显示模块(207)的输入端，CPU1核心电路(204)的另一输出端连接EEROM存储电路(206)的输入端，EEROM存储电路(206)的输出端连接CPU1核心电路(204)的又一输入端，CPU1核心电路(204)的输出端连接双端口RAM电路(208)的一个输入端，双端口RAM电路(208)的一个输出端连接CPU1核心电路(204)的输入端，CPU2核心电路(209)的输出端连接双端口RAM电路(208)的一个输入端，双端口RAM电路(208)的一个输出端连接CPU2核心电路(209)的一个输入端，电源数据采集模块(210)的输出端连接CPU2核心电路(209)的一个输入端，CPU2核心电路(209)的一个输出端连接串口通信电路(211)的一个输入端，串口通信电路(211)的一个输出端连接CPU2核心电路(209)的另一输入端，串口通信电路(211)的另一输入端连接1到10个信号处理功能模块(212)的输出端，串口通信电路(211)的另一输出端连接1到10个信号处理功能模块(212)的输入端；其中，通讯模块的CPU1和CPU2通过双口RAM8交换数据，CPU2与功能模块采用主、从RS232/RS422串行协议方式进行通信，CPU1通过网络芯片RTL8019AS和网络线以及集线器及路由器(102)或直接通过RS232/RS422串行线与监控计算机通讯；软件由嵌入式智能信号处理装置软件和监控计算机软件构成；嵌入式智能信号处理装置软件通过CPU2和CPU1相互协调实现智能信号处理装置的功能；监控计算机软件由通讯配置、实时监控、组态编辑、模板库管理组成；通讯配置实现嵌入式智能信号处理装置网络通讯参数设置、嵌入式智能信号处理装置列表的编辑和功能模块与功能图元的绑定功能；实时监控实现对监控的功能模块系统及其功能模块子系统的参数实时显示、编辑发送控制命令的功能；组态编辑实现监控功能模块系统组织编辑和管理功能；模板库管理是将新开发的功能模块的软件功能和其图标加入到监控计算机软件系统，而软件监控系统不需作任何修改；II.软件的实现步骤是：a.嵌入式智能信号处理装置软件的实现步骤是：CPU1实施步骤：1)给CPU1上电或按CPU1的复位按钮；2)初始化嵌入式系统；3)初始化串行口设置；4)从双口RAM中读取化网络参数，初始化网络设置；5)建立多任务的信号量；6)建立网络数据查询与双口数据查询与处理任务、接收的网络数据处理任务以及TCP数据发送任务；7)运行网络数据查询与双口RAM数据查询与处理任务；8)判断是否接收到网络数据，若是，执行步骤15；9)判断双口RAM中是否有上传数据；10)若是，向监控计算机发送上传数据；11)判断双口RAM中是否有状态数据；12)若是，向监控计算机发送状态数据并保存；13)判断双口RAM中是否有网络设置成功信息，若否，返回步骤8；14)向监控计算机发送状态数据并保存，返回步骤8；15)运行接收的网络数据处理任务；16)判断数据是否是ARP数据包，若是，执行步骤26；17)判断数据是否是IP数据包，若否，执行步骤26；18)判断数据是否是TCP数据；19)若是，以TCP协议解包，执行步骤22；20)判断是否是UDP数据，若否，执行步骤26；21)以UDP协议解包；22)判断是否是网络参数设置或功能模块控命令；23)若是，向双口RAM存网络设置信息或功能模块控命令，执行步骤27；24)判断是否是网络参数查询或状态数据查询，若否，执行步骤26；25)向监控计算机发送网络参数或状态数据，执行步骤27；26)运行通用以太网络协议程序；27)结束网络数据处理任务，若时间任务到，运行时间任务，否则运行网络数据查询与双口数据查询与处理任务；若CPU1接收的数据由串行中断产生，则由中断程序解包，执行步骤20到步骤23，实现串行接收数据方式；在CPU1、CPU2交换数据的双口RAM中按数据类型分区，因此不同类型数据不会相互覆盖；不同类型的数据头部设标志位，以防同类型数据未处理而被覆盖；例如，功能模块状态数据由CPU2存入双口RAM的一段地址中，其标志位置0xAA，CPU1读取功能模块状态数据的标志位，如果为0xAA，表明是新数据，则从双口RAM该地址段中读取功能模块状态数据，读取后将标志位其标志位置0xBB；CPU1读取功能模块状态数据的标志位时如果为0xBB，表明无新数据，CPU1不读相应的地址段，CPU2存入新功能模块状态数据时，先读取其标志位置，如果是0xAA，表明CPU1没有读取数据，等待标志位置变为0xBB后，存入新功能模块状态数据，并将其标志位置0xAA；CPU2实现步骤：1)给CPU2上电或按CPU2的复位按钮；2)从EEROM中读取网络参数并存入双口RAM；3)从EEROM中的功能模块地址中读取一个功能模块名称和控制指令；4)查询一地址的功能模块名称和状态；5)判断是否有数据返回，若否，执行步骤11；6)将模块名称和状态存入双口RAM；7)判断功能模块名称是否与步骤3读取的名称数据相同，若否，执行步骤11；8)向功能模块发送控制指令；9)等待功能模块是否返回数据；10)若是，将返回数据存入双口RAM；11)判断是否所有地址的功能模块均已查询结束，若否，返回步骤3查询下一地址的功能模块；12)查询双口RAM中是否有网络设置命令，若否，执行步骤15；13)向EEROM存储设置；14)向双口RAM存网络设置成功信息；15)查询双口RAM中是否有功能模块控制命令；16)若是，发送控制指令至指定地址的功能模块；17)等待并查询该功能模块是否返回数据；18)若是，将返回数据存入双口RAM；19)查询一地址的功能模块状态；20)判断功能模块状态是否改变，若否，执行步骤22；21)将功能模块名称及状态以及地址等信息存入双口RAM；22)判断是否所有地址功能模块均查询结束，若是，执行步骤12，若否执行步骤19查询下一地址的功能模块；b.监控计算机软件实现步骤是：通讯配置实现步骤；监控系统采用网络监控，执行此项任务；1)选择通讯配置；2)若需进行网络设置，执行步骤3，若需建立嵌入式智能信号处理装置列表，执行步骤10，若需建立功能模块绑定功能，执行步骤14；3)系统发送网络设置命令给需要嵌入式智能信号处理装置，等待嵌入式智能信号处理装置的反馈；4)判断反馈是否超时；5)若不超时，显示设置成功，返回到步骤1；6)若超时，选择是否重试；7)若选择重试，返回步骤3；8)若不再进行重试，返回步骤1；所有被监控的嵌入式智能信号处理装置IP地址必须存储在系统嵌入式智能信号处理装置列表中，系统启动时按照设备地址列表进行嵌入式智能信号处理装置信息的查询操作；9)若系统不需更新嵌入式智能信号处理装置IP地址等，执行步骤12；10)若需编辑，重新编辑嵌入式智能信号处理装置列表，使系统存储的嵌入式智能信号处理装置地址信息和实际的状况相符合；11)保存设置；12)系统发送查询命令，获取嵌入式智能信号处理装置中模块信息，以便进行功能模块的绑定关联设置；13)返回到步骤1；14)选择系统子系统图；15)系统判断选择的子系统图是否存在；16)若不存在；提示并结束本次操作返回步骤14；17)若存在，选择子系统图上的某个功能模块的标识图元(403)；18)若不判断是否关联，执行步骤20；19)若判断关联，执行步骤23；20)依据系统存储的的嵌入式智能信号处理装置地址信息，向地址发送查询命令，获取嵌入式智能信号处理装置的模块信息初始化功能模块的位置列表；21)选择其中的一个功能模块；22)选中相应的功能模块后点击确认按钮进行绑定并保存当前的关联关系，返回步骤14；23)判断该图元是否已经和下位机的功能模块进行了关联，若否，返回步骤14；24)若是，可解除关联的操作，返回步骤14；实时监控实现步骤；1)选择实时监控；2)选择监控对象，可选择整个系统或某一子系统；3)判断是否选择整个系统；若选择是，执行步骤8；4)若选择否，则显示子系统状态图；5)这时可设定显示比例、进行视图输出操作、子系统图切换，也可重新返回步骤2；6)若不重新选择监控对象，发送查询命令，并等待反馈；7)判断是否有反馈；若无，执行步骤10；8)若选择是整个系统，发送查询命令，并等待反馈；9)判断是否有反馈；10)若无，存储通讯失败信息，退出实时监控；11)若有，实时反映功能模板状态变化；12)浏览功能模块信息；13)查看功能模块详细信息，通过通讯模块向功能模块发送命令；14)功能模块通过通讯模块返回信息后，从界面显示出来；15)通过显示的数据，选择是否对功能模块进行处理；16)若有多台PC机对同一个嵌入式智能信号处理装置中的功能模块进行监控，通讯模块将更新的数据同时发给PC机，实现数据同时更新；若不处理，执行步骤21；17)选择处理，编辑功能模块的控制命令将命令发给功能模块，等待反馈；18)判断是否有反馈；若有反馈，执行步骤20；19)若无有反馈信息，选择是否重新编辑；若选择是，返回步骤17；若选择否，执行步骤21；20)选择是否继续编辑控制命令，若选择是，返回步骤17；21)结束该功能模块查询；组态编辑实现步骤；1)选择组态编辑功能；2)在子系统图打开窗口的子系统图名称列表中选择要编辑的子系统图名称或者输入新的子系统图名称作为操作对象；3)若是新建子系统图，需要设定子系统图的图幅大小，图幅大小由大到小，适用不同的组图需要，确认载入或者新建指定的子系统图，若是载入操作则从该系统图的配置文件中读取该系统图的组成图元的属性信息并根据这些属性信息显示组图图元；4)显示子系统图后可以选择对当前子系统图进行显示比例设定的操作，根据视图缩放的基本点和当前的缩放系数，重新计算组图图元的显示位置和长宽大小，刷新当前子系统图的显示；5)通过对组图图元进行添加、删除、改变大小位置等属性更新进行当前子系统图的编辑操作；6)编辑结束后保存当前子系统图的信息，更新该子系统图的配置文件；7)选择是否继续进行组态编辑操作；若是，返回步骤2；8)若否，结束组态编辑操作返回系统主界面；模板库管理实现步骤；1)选择模板库管理；若选择模块图元编辑，执行步骤2；若选择安装新的功能模块，执行步骤5；2)从功能模块名称列表中选取需要编辑图元的功能模块名称；3)调用画板程序修改功能模块的显示图标，进行编辑图标操作，编辑结束后保存；4)选择是否继续编辑；若是，返回步骤2；若否，结束该操作返回步骤1；5)通过浏览对话框指定本地系统中的某个指定目录，获取该目录下的模块安装程序的名称列表，选中某一功能模块的名称；6)执行该功能模块的安装程序，执行完安装程序后该类型的功能模就可以在系统中作为被监控对象处理，返回步骤1。