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单片机程控改造校园公共广播系统

湛江市技师学院 苏腾学 2020/6/6 10:34:06

   校园公共广播系统是学校信息发布传播的一种工具,在国内历经几十年的发展历史,由最初的磁带卡座机器加定压有线功放,演变成现在的网络多媒体智能控制数字广播。随着电子技术的迅猛发展,新一代数字智能广播将融合闭路电视、宽带网络、计算机多媒体及互联网应用技术,集铃声、背景音乐、消防报警演练、视频监控、外语听力训练和相关教学资源应用于一体。
   当前,虽然该系统在上课铃声、集会做操和校园信息广播中有着优秀的表现,但工作期间故障率高,发射端和接收端经常出现故障,给学校广播和教学带来不少麻烦。本文针对该系统进行故障原因分析,利用单片机对其改造,以提高该系统的可靠性。
   关键词: 单片机;校园;公共广播
  
   一、分析故障原因
   为了数字化校园建设,学校引入一套无线寻址智能分体式校园公共广播,该设备投入使用至今,工作期间故障率极高,分析其原因有:(1)学校周边地势较高;(2)容易受到周边信号的干扰、该地区雷雨电的突发天气影响,由于天线所在位置高,易受到雷击损坏,因天线与发射主机直接连接,往往发射主机也同时损坏;(3)防水音柱接收天线采用外挂多股细绝缘线,大雨和大风会影响其接收效果,造成信号失真和产生噪音;(4)天线和发射主机不匹配,或天线受到台风影响发生位移,影响发射功耗;(5)强电源干扰发射和接收信道。(6)人为操作不对,发射频率不匹配或信号设置调整不当。
   二、应对措施
   根据以上故障原因分析,以校方提供的场地图纸和系统要求、扩声要求、音响系统设计、施工的经验以及考虑系统用途的先进性和功能扩展性为依据;逐一提出技术改进和避免故障应对措施。决定从以下三方面技术改造无线寻址智能分体式校园公共广播系统:(1)加装天线自动升降器;(2)单片机程控发射主机工作,分时分区控制接收音柱工作;(3)加装电源滤波器,提高抗干扰能力。
   三、单片机技术改造
   考虑到技术改造关键点是保护无线发射主机,使其不受到干扰和雷击,提高工作稳定性,对整个无线校园广播系统起到举足轻重作用。
   1、天线自动升降系统
   天线自动升降系统由YNT-5金属自动升降杆、控制盒和支撑平台组成,改造中把发射天线安装在六楼广播控制室房间内部,正常工作时上升到比楼顶天面高约5m,比原安装位置高2.5m。下雨雷击时,升降杆收缩至最低,发射天线不再伸出楼顶天面,由于大楼四周均有避雷措施,同时发射主机断电,即使有雷电袭击,此时都能保护到天线和发射主机的安全。
   选择行程高达5米的自动升降杆,自带控制和保护装置,根据程控要求,控制盒电源改由单片机程控系统控制,天线的升降与发射主机同步,在突发雷电时刻,可在1分钟内自动或手动收回,平时正常广播期间,天线处在升降杆上升最高位置工作。
   施工安装时,在六楼校园公共广播室侧面,打开一个0.5mX0.5m天面升降口,做好防风防雨措施。天线通过支架固定在自动升降杆顶端,形成天线自动升降器。信号馈线采用国标同轴电缆,考虑到自动升降器行程,在天线支架至升降器底部需预留不少于6m的信号馈线,广播控制室设置保护接地和工作接地,接地电阻不大于1欧姆。天线升降器3根地锚连接到工作接地处。
   2、单片机程控系统
   该系统以单片机为主控芯片,电路如图1所示。
   由电源、台湾SENTRY雷电感应器、按键指示灯、STC8F2K64S4单片机和继电器控制组成,电路板遵循简洁可靠原则,程序需经仿真和恶劣环境(高低温、开关冲击和老化测试)试验使用,均能按设计程序正常工作。3组大型继电器分别控制发射主机和天线电动升降电源、电动升降器下降和天线馈线闭合断开。
   电路按键功能如下:
   S1:复位按钮,按下时程序重新运行。
   S2:发射主机和天线升降杆电源强制关断,天线馈线强制断开。由J1、J3继电器控制K1、K3实现通断。
   S3:电动天线升降杆强制下降,由J2继电器控制K2实现电动升降杆下降。
  


   图1 单片机程控电路图
   根据设计功能,单片机系统具体工作流程是:上电,电路执行复位动作,完毕后P12端口输出高电平,继电器J3得电,K3闭合,天线和发射主机连接;P11端口输出低电平,继电器J2失电,K2断开,电动升降杆不执行下降动作;P10端口输出高电平,VT1导通,继电器J1得电,K1闭合,发射主机和电动天线杆得电,端口输出信号顺序为P12、P11、P10。
   当两个雷电传感器任意一个检测到雷电接近时,P32或P33输入低电平(触发报警),(未完,下一页

  

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