基于CobraNet的中心音频矩阵控制系统设计与实现
摘要
随着广播电台行业数字化、网络化的加深,中心音频矩阵系统作为广播电台中重要的数据交换、传输系统,得到了广泛的应用,成为广播电台日常工作的重要组成部分。而作为中心音频矩阵系统的关键所在——矩阵控制系统的优劣直接影响到广播电台工作能否正常进行,矩阵控制系统可靠性亦成为制约整个系统可靠性的重要因素。
本论文详细探讨了中心音频矩阵控制系统的设计、开发过程。以C、C++语言为工具,设计并实现了一套基于CobraNet实时音频矩阵的高可靠性、可用性的控制系统。论文首先介绍了CobraNet协议及其工作方式,并结合CobraNet音频传输系统的特点阐明了此系统应用于广播电台中心矩阵系统中存在的优势。其次详细分析了广播电台行业的特殊应用环境,及此应用环境对中心音频矩阵控制系统的要求,并根据要求设计了一套包括一个嵌入式的矩阵控制器和一个基于PC的矩阵控制系统的高可靠性、高可用性的中心矩阵控制系统。接着介绍了使用C语言设计并实现的一套基于AT91RM9200芯片,Arm-Linux操作系统,MiniGUi界面开发系统的嵌入式音频矩阵控制器的软件部分。文中详细阐述了此系统的结构及开发过程,包括MiniGUi的移植、交叉编译环境的建立、软件模块的划分及各模块的结构实现。最后介绍了一套使用C及C++语言设计并实现的基于PC及Windows操作系统的矩阵控制系统软件。文中详细介绍了此软件系统的设计及实现过程,包括需求分析、模块划分、模块结构、系统的消息流设计等。
本课题所研究的新一代音频矩阵控制系统的特色之处在于它的高可靠性和高可用性。系统采用两级备份:基于PC的控制系统使用嵌入式控制器作为冗余备份;在基于PC的控制系统中,主服务器使用备份服务器作为冗余备份,大大提高了系统的安全性。并且基于PC的控制系统使用服务器——客户端模式,提供了较为全面的功能,能够更好的满足广播电台的需要。
With the acceleration of digitization and network in broadcast station, the central audio matrix system, which is the most important data transmission and exchange system, has been applied widely in broadcast stations and plays a key role. As the most important part of the system, matrix control system will make a notable impact on the normal works of the audio matrix directly; its reliability is also a crucial factor of the system.
The design process of central audio matrix control system is analyzed in this paper. With c, c++ language, a high efficient control system relies on CobraNet audio matrix is developed. Firstly, the CobraNet protocol, its mechanism and practicability are introduced. Combining with the characteristic of audio transmission system, the predominance of central audio matrix control system which applied to central audio matrix system is clarified as well. Secondly on an analysis of broadcast station's application environment and requirement for central audio control system, a high reliable matrix control system are proposed, which including an embedded matrix controller and a control system based on PC. The embedded matrix controller is based on AT91RM9200, ARM-Linux OS and MiniGUI GUI system. In this paper the process of development which includes MiniGUI's transplantation, the structure of the system modules and the setup of the cross compile environment are introduced. Based on PC and Windows OS ,a suit of matrix control system software is designed and actualized finally, it amply introduces the process of design and implement including requirement analysis、module partition、module structure、the information design of system and so on.
The multiple redundancies are the most special parts of this system. The embedded controller is used as redundancy backup for the system based on PC. The assistant server is used as redundancy backup for the main server. We also adopt C/S mode in the control system based on PC to enhance its security.
本论文详细探讨了中心音频矩阵控制系统的设计、开发过程。以C、C++语言为工具,设计并实现了一套基于CobraNet实时音频矩阵的高可靠性、可用性的控制系统。论文首先介绍了CobraNet协议及其工作方式,并结合CobraNet音频传输系统的特点阐明了此系统应用于广播电台中心矩阵系统中存在的优势。其次详细分析了广播电台行业的特殊应用环境,及此应用环境对中心音频矩阵控制系统的要求,并根据要求设计了一套包括一个嵌入式的矩阵控制器和一个基于PC的矩阵控制系统的高可靠性、高可用性的中心矩阵控制系统。接着介绍了使用C语言设计并实现的一套基于AT91RM9200芯片,Arm-Linux操作系统,MiniGUi界面开发系统的嵌入式音频矩阵控制器的软件部分。文中详细阐述了此系统的结构及开发过程,包括MiniGUi的移植、交叉编译环境的建立、软件模块的划分及各模块的结构实现。最后介绍了一套使用C及C++语言设计并实现的基于PC及Windows操作系统的矩阵控制系统软件。文中详细介绍了此软件系统的设计及实现过程,包括需求分析、模块划分、模块结构、系统的消息流设计等。
本课题所研究的新一代音频矩阵控制系统的特色之处在于它的高可靠性和高可用性。系统采用两级备份:基于PC的控制系统使用嵌入式控制器作为冗余备份;在基于PC的控制系统中,主服务器使用备份服务器作为冗余备份,大大提高了系统的安全性。并且基于PC的控制系统使用服务器——客户端模式,提供了较为全面的功能,能够更好的满足广播电台的需要。
With the acceleration of digitization and network in broadcast station, the central audio matrix system, which is the most important data transmission and exchange system, has been applied widely in broadcast stations and plays a key role. As the most important part of the system, matrix control system will make a notable impact on the normal works of the audio matrix directly; its reliability is also a crucial factor of the system.
The design process of central audio matrix control system is analyzed in this paper. With c, c++ language, a high efficient control system relies on CobraNet audio matrix is developed. Firstly, the CobraNet protocol, its mechanism and practicability are introduced. Combining with the characteristic of audio transmission system, the predominance of central audio matrix control system which applied to central audio matrix system is clarified as well. Secondly on an analysis of broadcast station's application environment and requirement for central audio control system, a high reliable matrix control system are proposed, which including an embedded matrix controller and a control system based on PC. The embedded matrix controller is based on AT91RM9200, ARM-Linux OS and MiniGUI GUI system. In this paper the process of development which includes MiniGUI's transplantation, the structure of the system modules and the setup of the cross compile environment are introduced. Based on PC and Windows OS ,a suit of matrix control system software is designed and actualized finally, it amply introduces the process of design and implement including requirement analysis、module partition、module structure、the information design of system and so on.
The multiple redundancies are the most special parts of this system. The embedded controller is used as redundancy backup for the system based on PC. The assistant server is used as redundancy backup for the main server. We also adopt C/S mode in the control system based on PC to enhance its security.
引文
[1] 刁晓曼.CobraNet 技术系统在电台总控系统中的应用。《广播与电视技术》 2003.9
[2] 高素萍. 北京人民广播电台广播中心一体化改造工程设计与实施。 《广播与电视技术》 2006.8
[3] 杨定军. CobraNet 声频网络技术的介绍及讨论。 《电声技术》 2002 No.11 : P47-48
[4] 谷会敏. 数字音频矩阵在广播中心的应用。 《广播电视技术》2005.1
[5] 许志远. 数字音频的网络传输与交换 《广播电视传播技术》2005 10 期
[6] 兆翦. Cobranet 技术原理与应用。 《音响技术》2004 No.3: P 13-16
[7] Cirrus Logic. CobraNet Datasheet - rev 1.6, 2003.3
[8] Behrouz A.Forouzan,Sophia Chung Fegan 《.TCP/IP Protocol Suite》2003.11
[9] Peavey Electronics. Networking for Audio 2002
[10] 何炜. 数字化电台安全播出自动化控制设备的研究与实现 2000.12
[11] Kurt Wall . GNU/Linux 编程指南 清华大学出版社 北京科海电子出版社 2002.6
[12] 安成锦. 基于嵌入式 Linux 系统的 MiniGUI 图形界面开发 《现代电子技术》2005.2
[13] 祁献鹏,郭玉东. MiniGUI——面向嵌入式系统的 GUI 系统 《信息工程大学学报》2001.9 Vol.2No.3
[14] 罗致. ARMLinux在AT91RM9200平台上的移植《 兵工自动化》2006.01
[15] 谭浩强. C 程序设计.北京:清华大学出版社,1997
[16] 蔡敏,徐慧慧,黄炳强.UML 基础与 Rose 建模教程.北京:人民邮电出版社,2006,1-218
[17] W. Richard Stevens .TCP/IP Illustrated Volume 1 机械工业出版社 2002.1
[18] 于孝辉、陈秋艳、李国义. 嵌入式 Linux 下 MiniGUI 的移植及软件开发。 《辽宁工学院学报》 2006.4 Vol.26,No.2
[19] 张海潘. 软件工程导论 清华大学出版社 1998
[20] Kate Gregory. Visual C++ 6.0 开发手册 前导工作室译 机械工业出版社
[21] 朱辉生.VC++中基于 SOCKET 的网络编程.计算机应用与软件.2004.4
[22] 赵心宇,朱齐月,朱达书.应用 WinPcap 捕获网络数据包.应用科技 2004,11
[23] K.Wall M.Watson M.Whitis. GNU/Linux 编程指南 王勇 王一川 林花军 甘泉译 清华大学出版社 2002-6
[24] W.Richard Stevens . UNIX 环境高级编程 机械工业出版社 2000.2
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