中波广播监测报警器的设计与实现

谢大松

（作者单位：湖北省新闻出版广电局石首中波转播台）

中波广播监测报警器的设计与实现

谢大松

（作者单位：湖北省新闻出版广电局石首中波转播台）

摘 要：本文描述了中波广播监测报警器的系统硬件组成，介绍了各硬件的功能及接口技术，阐述了各个模块的运行程序和实现过程。本设计以数字集成电路技术为基础，MCU技术为核心，软件硬件相结合，实现了系统设计目的。

关键词：中波广播；监测；报警；实现

中波广播监测报警器电路由MCU （STM32F103VCT6）、调频/调幅接收芯片（SI4730）、GSM模块（SIM900A）、时钟芯片（DS1302）、GPS模块、W25X64、SD卡及带触摸的TFT显示屏等组成。MCU在软件作用下，按照设定的频率、时间段和时间长度进行监测。中波广播信号通过SI4730接收，当接收到的中波信号场强和信噪比达到设置值时为有效频率信号，即此频率的载频信号正常。SI44730输出两路音频信号，一路送精密整流电路，将音频信号转换成直流电平后，送MCU的AD转换端口，作为此频率的调制度检测用。另一路经音量控制（PT2257）后，在CD4051控制下进入功放电路，由功放推动喇叭，进行定时监测。如果检测出有停播故障，且超过设置的本地报警时间上限，便从MCU的DA端口输出报警信号至CD4051，通过喇叭报警；超过GSM报警设置时间的，便启动SIM900A通过短信报警。

1　MCU主控制器

本系统采用STM32F103VCT6芯片做主控制器，它具有ARM®Cortex™-M3内核。片内有256K字节的闪存和48K字节的SRAM，LQFP100封装（80个I/O口），有3个12位的ADC、4个通用16位定时器和2个PWM定时器，有3个SPI接口、5个USART接口、一个USB接口和一个CAN接口。

2　调幅/调频收音机芯片

Si4730是一款高度集成的调幅/调频收音机芯片，它采用数字架构，把从接收天线输入信号到输出音频信号的所有功能全部集成在单颗芯片内，通过芯片内置变容器和自动校准功能支持各种天线，不需人工调校。且体积小，外电路少，使得设计以它为核心的收音机电路非常简单，提高了设计工作效率。基于Si4730的嵌入式AM/FM收音机的设计方法，只要系统提供I2C、SPI等通信端口，就能方便地将该芯片嵌入到系统中。

Si4730有较好的调幅与调频电台搜寻与调整能力，能自动搜台和AM/FM数字调谐功能；具有自适应噪声抑止能力；支持宽范围的铁氧体天线和空芯环形天线；具有2线或3线串行控制界面；具有RDS/RBDS接收能力。

本设计采用2线模式，即Si4730的默认控制方式。引脚SEN（6脚）用来确定Si4730的I2C器件地址，SEN接地，地址为ox22H；SEN接高电平，地址为0xC6H。

3　调幅度采集电路

采用运放和普通二极管组成的有源整流电路，能改善二极管整流电路的非线性特性，实现良好的线性转换关系，也能减少二极管阈值电压的影响，使其能对小的输入信号进行转换。Si4730输出音频信号幅度只有80 mV左右，经过用运放构成的精密整流电路，能克服普通二极管整流电路的缺点，得到与理想二极管接近的整流性能，而且整流电路的温度特性比普通二极管整流电路好得多。

4　软件设计

软件由TFT触摸屏驱动、图形、字符读取及其他9个功能模块组成，开机初始化、自检通过后，直接进入广播监听模式，进行循环监听，当有触摸屏命令输入时，进入主界面，选择进入其他功能模块。

（1）广播监听模块。首先初始化Si4730，打开收音机，读时钟数据，读接收信号场强数据，读AD采集数据，读市电采样数据，对数据进行比较，发现无场强故障（或无调制度故障）后启动计时，现场报警时间到，通过本机喇叭报警，GSM报警时间到，启动SIM900A模块，发短信报警信息。

（2）时钟设置模块。包括年月日、时分秒、星期的设置。GPS校时是在每次开机后，收到GPS信号，分钟变化时进行，在长期正常接收GPS信号时，每个小时进行一次校时。

（3）定时设置模块。主要是用于设置监测的时间长度。因每台发射机工作时间不同，需分组设置。本系统设为10组，即可循环监测10套广播节目。设置内容包括：每天开机、关机时间，可分段设置；周二检修的关机、开机时间。

（4）检修设置模块。用于设置周二检修时不需监测的时间长度，即检修的关机时间、开机时间，因每台发射机工作时间不同，需分组设置。

（5）频率设置模块。设置10台发射机的工作频率，循环监测时用。

（6）报警设置模块。设置GSM报警电话号码，建议最多可设置5组电话号码，在需GSM短信报警时，采取连发或群发。

（7）参数设置模块。设置监测节目套数、循环监测时间、现场报警的延时

时间、GSM短信报警的延时时间、GSM报警的电话号码组数等。

（8）收音功能模块。用于接收FM/ AM广播节目。

（9）USB连接模块。用于SD卡数据输入、输出，接收GPS信号等

在设计中波广播监测报警器的PCB时，要把Si4730与其他器件分开放置，Si4730与磁棒天线的距离在50 mm以上，不然会有干扰。本系统设计器件都选用小型封装，可做成便携式。

参考文献：

[1]朱维杰.基于SI473X的嵌入式AM/FM收音机模块设计[J].电声技术,2009(2).