嵌入式系统在大功率广播发射机中的设计与应用李智琴摘要本文针对应用C/OS-II实时嵌入式操作系统，设计用于DF100A广播发射机的故障自动推断器进行论述，并用实例做了详细的介绍。关键词发射机嵌入式C/OS-IISTM32故障推断器：TN836.4：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.06.066DesignandApplicationofEmbeddedSystemonHigh-powerBroadcastTransmittersLIZhiqin（NationalStatePressandPublicationAdministrationofRadioWuliuyiStation，Nanchang，Jiangxi330046）AbstractInthispaper，fortheapplicationofC/OS-IIreal-timeoperatingsystemdesignedforautomaticfaultDF100Aradiotransmitterinferencearediscussed，withexamplesmadeadetailedpresentation.Keywordstransmitter;embedded;C/OS-II;STM32;faultestimator0引言DF100A大功率短波发射机是我国广播覆盖和实验的主导机型，它的稳定运维关系着广播覆盖和实验质量和效果。因此对DF100A发射机的稳定运行要求极其严格。然而对于机器而言，故障是不可避免的。而DF100A发射机是由庞大而且复杂的电子、电气、机械等系统组成，包含了大量的线路与器件，一旦发生故障，对安全传输发射任务是极大的考验。同时“有人留守，无人值班”模式的提出与实现，对发射机的自动化智能化系统提出一个更高的要求。因此，如何实现对故障的自动检测和及时排除乃至自动化处理是一个亟待解决的问题。1嵌入式与实时操作系统嵌入式系统是先进的计算机、半导体和电子技术与应用紧密结合的产物，具有很强专用性;是对应用对象功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统;也是集控制、监视或辅助装置、机器和设备运行的装置;是软件和硬件的综合体。为此，选用了嵌入式系统作为发射机辅助、监控系统，本设计分别选用了C/OS-II操作系统与STM32内核。C/OS-II是一种免费公开源代码、结构小巧、移植方便、可固化、可裁剪、可剥夺，实时内核的实时操作系统，是专门为计算机的嵌入式应用设计的。C/OS-II具有执行效率高、占用空间小、高实时性和高可靠性及高可扩展性等特点。C/OS-II已经在世界范围内得到广泛应用，尤其在通讯、电子、自动化等领域的应用具有无比的优越性。它的稳定性、可靠性、安全性已经通过了非常严格的测试，得到了美国航空管理局的认证。STM32系列是为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核。增强型系列时钟频率达到72MHz，内置32K到128K的闪存。增强型STM32在USBOTG和CAN2.0B接口基础上增加了以太网10/100MAC模块。新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/s模数转换器、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口。2自动故障推断器系统在工业自动化领域，设备故障总是伴随着相应的故障现象，广播发射机故障亦然如此。对于发射机故障处理者来说，故障现象主要表现在各电气量表值与各传感器（压力，电荷，温度等）的状态。如果嵌入式系统可以识别这些故障现象并给维修人员做出提示，就可以极大缩短故障处理时间。依照以上思路，本设计将特征相对简单的典型故障转化为可以代表故障发生的特征值，并将其与系统当前状态、表值进行比较，从而给出故障来源的可能性推断。如此依托高性能、高可靠性的实时嵌入式系统，可以代替相对简单却繁琐经验判断，做出实时的判断，极大地缩短故障判断时间。这就是DF100A广播发射机的故障自动推断器设计的思路。图1是自动故障推断器整体系统框图，设计分以下四步骤实施。图1整体系统框图（1）总结归纳DF100A发射机典型故障现象与故障特征，由此建立一个典型故障的特征值表，将典型故障所表现的状态值与正常表值进行收录。（2）对发射机各关键节点进行取样，并通过RS232从自动控制系统上位机取得各个值，然后建立一个当前发射机的状态、表值表。（3）将发射机当前的状态表值与典型故障特征值表进行比较，如果与某个故障特征吻合或近似吻合，则程序判定为故障。特征值分为两种，一种是状态值，为逻辑是非判断，代表当前发射机是否良好的状态;另一种是表值，代表了发射机各回路中各物理量的大小，由于发射机表值在各环境、各发射频率都有所偏...