基于ARM9的无线电台网络控制系统的设计与研究

　　1、引言

　　在如今的信息时代，由于人们对系统性能和成本控制要求的不断提高，嵌入式系统凭其优良的性价比和独特的便利性得到了越来越多的人们的青睐。无线电台已经由传统的模拟式向数字化演进，由孤立系统向网络互联迈进。网络技术的快速发展极大地推动了嵌入式系统的发展。

　　随着无线电台技术的飞速发展，越来越多的行业开始使用无线电台，因为用无线电台方式实现数据采集、监视与控制，相对于架设专用的电缆或光缆，具有造价低廉、运行可靠、维护方便等优点[1]。无线电台的使用从最早的按键电码、电报发展到模拟电台加无线MODEM、数字电台和DSP及软件无线电。数据传输速率从低速走到高速，传输的信号从简单代码发展到遥控遥测数据、数字化语音、动态图像等。无线电台因其高稳定性和高可靠性适用于各类无线数据采集与监视控制系统，尤其是应用在输油供气管网监测、城市防空报警控制、铁路信号监控、电力负荷监控[2]、城市路灯监控、铁路供水集中控制、GPS定位系统、地震测报、污水处理、环境监测等工业自动化系统。

　　2、系统概述

　　本文把嵌入式技术与无线电台通信技术相结合，研究出一种新型的嵌入式网络控制器。控制器内的电路板是以arm9嵌入式微处理器为核心，对外提供多个接口，包括3个串口，小型的系统总线接口，以及非常丰富的常用嵌入式系统接口，如SPI x 1、I2C x 1、I2S x 1、AD x 2、PWM x 1 、USB Host、 USB Slave接口等，有了这些接口，我们可以根据需求拓展嵌入式网络控制器的功能。在本系统中我们主要使用3个串口及以太网口。

　　该无线电台网络控制器设计的主要原理是：电台接收对讲机发出的语音信号并通过音频电缆输出到网络控制器终端。控制器内的语音编解码芯片负责把模拟的语音信号转换成数字信号，控制器内的软件负责压缩音频数据，压缩后的语音数据包通过互联网发送到服务器，服务器软件根据一定的规则转发数据包到其它网络控制器终端。收到语音压缩码流的控制器负责解码、D/A转换，通过音频电缆把语音信号输入到电台，最后无线电台通过内部的发射模块将语音信号发送到对讲机。这个过程实现了语音数据跨互联网传输，用户通过PC或其他网络设备将控制指令发送到控制器终端。终端内的软件负责解释指令并且通过串口将指令传送给电台。电台再下达指令给各个被控制的设备，从而实现了对电台及相关设备的远程控制。

　　3、硬件设计

　　在分析了无线电台网络控制器工作原理的基础上，我们对系统的子模块和任务进行了整体设计。整个系统可以分成两个相对独立的部分来完成：无线电台网络控制器终端和服务器软件。控制器1将编码后的g72x码流发送到服务器，服务器根据路由表信息，将数据转发到控制器2、控制器3、控制器4…控制器n，控制器与服务器之间采用TCP或UDP协议。无线电台网络控制器结构示意图如图1所示。