短波發(fā)射機(jī)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

阿迪力·巴拉提

摘 要：短波發(fā)射機(jī)是廣播電視行業(yè)中應(yīng)用較為普遍的信號(hào)發(fā)射設(shè)備，而常規(guī)的短波發(fā)射機(jī)工作量大、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，由于缺乏自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，給值班人員的工作造成了不小的困難，也不利于廣播信號(hào)質(zhì)量的提高。結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，在本文中重點(diǎn)分析了短波發(fā)射機(jī)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，供有關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：短波發(fā)射機(jī)；監(jiān)測(cè)自動(dòng)化；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TN83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）12-137-2

0 引言

現(xiàn)階段，廣播電視行業(yè)正在逐漸地改變?nèi)藗兊娜粘Ｉ睢＝陙?lái)，廣播工作在傳遞正能量信息、增強(qiáng)人民幸福感等工作上發(fā)揮了顯著的作用。廣播信號(hào)發(fā)射工作對(duì)設(shè)備依賴程度較高，因此需要保障各類廣播設(shè)備的質(zhì)量。短波發(fā)射機(jī)在廣播信號(hào)發(fā)射等工作中應(yīng)用頻繁，鑒于短波發(fā)射機(jī)工作量較大、人工維護(hù)成本較高的現(xiàn)狀，應(yīng)當(dāng)開(kāi)展短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

1 短波發(fā)射機(jī)及自動(dòng)化系統(tǒng)

調(diào)諧系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)等是短波發(fā)射機(jī)的主要構(gòu)成成分，各系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)揮作用。國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為普遍的短波發(fā)射機(jī)型號(hào)為PSM100Kw，該型號(hào)的短波發(fā)射機(jī)性能穩(wěn)定、功能全面，能夠較好地完成信號(hào)傳遞與發(fā)射等任務(wù)。

短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由外圍設(shè)備、內(nèi)部板卡以及接口控制板等構(gòu)成。短波發(fā)射機(jī)的外圍設(shè)備與接口控制板卡構(gòu)成復(fù)雜，其中馬達(dá)緩沖板、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板以及調(diào)制器模板等硬件是接口控制板卡的主要構(gòu)成成分。短波發(fā)射機(jī)的載波頻率輸出功能由頻率合成器與頻率預(yù)制板實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的控制由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板負(fù)責(zé)[1]。

計(jì)算機(jī)內(nèi)部板卡由數(shù)字量數(shù)據(jù)采集卡、模擬量輸出卡以及轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集卡等元件構(gòu)成。輸入輸出與隔離發(fā)射機(jī)數(shù)字量開(kāi)關(guān)信號(hào)的工作由數(shù)字量數(shù)據(jù)采集卡負(fù)責(zé)，模擬量輸出卡則負(fù)責(zé)控制調(diào)諧電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

主機(jī)機(jī)箱、取樣板以及傳感器等元件是輔助硬件設(shè)備的主要組成成分。取樣板的作用是對(duì)電壓、電流以及偏壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣。傳感器負(fù)責(zé)采集諸如電壓、電流、壓力、溫度等數(shù)據(jù)。

2 短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要支持的功能

為了最大程度地保障短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量，必須明確監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能。結(jié)合國(guó)內(nèi)廣播行業(yè)工作狀況，認(rèn)為短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須具備模擬量監(jiān)測(cè)、故障記錄、故障報(bào)警、查詢故障與設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信息以及運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄等功能。除此之外，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還需要支持用戶管理以系統(tǒng)維護(hù)功能，如此方能最大程度地提升短波發(fā)射機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量與效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述功能，短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備多種功能模塊，其中包括數(shù)據(jù)管理模塊、信號(hào)處理模塊、系統(tǒng)管理模塊以及信息采集模塊等。

3 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)

3.1 客戶層技術(shù)

系統(tǒng)客戶層技術(shù)選型工作極為重要，決定了自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)。客戶層技術(shù)的選型工作必須要保障系統(tǒng)客戶端具備高效、方便等優(yōu)勢(shì)。目前，認(rèn)為JSP+AJax技術(shù)與Web技術(shù)能夠較好地提升客戶端的交互性。作為一種簡(jiǎn)單易行、可靠安全的技術(shù)，JSP技術(shù)在各大自動(dòng)化系統(tǒng)客戶端構(gòu)建與升級(jí)工作中發(fā)揮了重要的作用。Ajax技術(shù)是一種復(fù)合型的技術(shù)，該技術(shù)支持自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的更新與升級(jí)[2]。

3.2 中間層技術(shù)

SSH技術(shù)比較適合短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中間層設(shè)計(jì)工作。作為一種三層框架技術(shù)，SSH技術(shù)的適用性與實(shí)用性較強(qiáng)，在自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用非常廣泛。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)層技術(shù)

經(jīng)驗(yàn)表明，在數(shù)據(jù)庫(kù)層設(shè)計(jì)中選用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)能夠收到良好的應(yīng)用效果，主要是因?yàn)殛P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)支持相同的核心模型，并且數(shù)據(jù)庫(kù)層技術(shù)應(yīng)用非常普遍，大量應(yīng)用案例關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在實(shí)用性與適用性方面表現(xiàn)卓越。此外，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)支持結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，對(duì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作體驗(yàn)提升工作大有裨益。

4 自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

①選擇數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。短波發(fā)射系統(tǒng)軟件信息與各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)是短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的主要構(gòu)成成分?，F(xiàn)階段，Microsoft SQLSevrver數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用較為廣泛，實(shí)際應(yīng)用效果頗佳，因此，建議在短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)層設(shè)計(jì)工作中采用Microsoft SQLSevrver 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，如此能夠最大程度地提升數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性以及運(yùn)行質(zhì)量。

②數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。為了保障自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量，短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作必須確保數(shù)據(jù)庫(kù)具備較強(qiáng)的實(shí)用性、適用性以及邏輯性。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)是儲(chǔ)存各類重要信息的主要結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生問(wèn)題將引起系統(tǒng)癱瘓，從而會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。

③安全設(shè)計(jì)。短波發(fā)射機(jī)的安全保障工作極為重要，為了有效地保障人員與設(shè)備的安全，需要嚴(yán)格控制安全設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。通過(guò)查閱相關(guān)技術(shù)應(yīng)用文獻(xiàn)，認(rèn)為可以在安全設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用MD5算法。作為一種先進(jìn)的單項(xiàng)散列算法，MD5算法的保密性性極好，能夠有效地保障數(shù)據(jù)庫(kù)中信息的安全，同時(shí)支持用戶識(shí)別功能[3]。

在系統(tǒng)中應(yīng)用Acegi安全框架，通過(guò)相關(guān)過(guò)濾器技術(shù)實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證功能，從而保護(hù)系統(tǒng)各類信息的調(diào)用工作，防止非法或者不合理信息調(diào)用行為的發(fā)生。

④數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及解決對(duì)策。亂碼是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工作中最為常見(jiàn)的一類問(wèn)題，嚴(yán)重地影響了系統(tǒng)的工作質(zhì)量與效率。通過(guò)分析，可以得知字符編碼紊亂是引發(fā)亂碼問(wèn)題的主要原因。在出現(xiàn)亂碼問(wèn)題后，可以采用過(guò)濾器法、字符編碼轉(zhuǎn)化法等方法，實(shí)踐證明，上述方法具有較強(qiáng)的可行性、應(yīng)用成功率頗高。

4.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前，市面上的主要有嵌入式控制器、可編程邏輯控制器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及單片機(jī)等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備。其中單片機(jī)的成本最低，但是客觀地看，單片機(jī)缺陷較多，其開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，并且不具備良好的抗干擾能力，因此不推薦在自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)?？删幊踢壿嬁刂破骷词荘LC，該控制器的軟硬件非常成熟，具備良好的穩(wěn)定性，美中不足的便是成本較高。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC都具備較好的穩(wěn)定性，但是該種控制器的后期維護(hù)保養(yǎng)具有較高難度，間接地增加了運(yùn)行開(kāi)發(fā)的成本。

嵌入式控制器穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)成本適中，所以建議在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中采用嵌入式控制器，從而實(shí)現(xiàn)既保障自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)質(zhì)量又控制開(kāi)發(fā)成本的目的。接口電路硬件改造工作必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的技術(shù)規(guī)范與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保改造后的硬件能夠正常發(fā)揮作用。下圖為嵌入式控制器外形圖：

4.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

①開(kāi)發(fā)環(huán)境與設(shè)計(jì)原則。短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)要遵循簡(jiǎn)潔實(shí)用的原則，確保操作界面簡(jiǎn)單大方，能夠滿足用戶的各項(xiàng)要求。操作界面需具備護(hù)眼功能，如此能夠有效地保護(hù)值班人員的視力。菜單級(jí)數(shù)最好不要超出3級(jí)，否則會(huì)造成操作拖拉的現(xiàn)象。字體顏色選擇較為重要，建議采用綠色字體，既能夠體現(xiàn)界面整潔明亮的效果，又可以在一定程度上防止值班人員出現(xiàn)視覺(jué)疲勞。界面采用SQL后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，選用Web服務(wù)器。

②模塊設(shè)計(jì)。需要做好軟件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)工作，使得系統(tǒng)支持故障報(bào)警、數(shù)據(jù)管理等功能。客戶端軟件支持儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的查詢，查詢工作要求在最短時(shí)間內(nèi)完成。系統(tǒng)需要支持保存近一個(gè)月數(shù)據(jù)的功能。軟件系統(tǒng)登錄界面包括數(shù)據(jù)管理界面、系統(tǒng)設(shè)置界面、顯示主界面以及登錄界面等。

5 結(jié)語(yǔ)

短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為此，技術(shù)人員必須要充分了解各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求、積極提升自身綜合素質(zhì)、善于借鑒優(yōu)秀設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，如此方能最大程度地保障自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 吳海軍.短波廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)的發(fā)展探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（18）.

[2] 李曉義，劉蓉.發(fā)射機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（04）.

[3] 萬(wàn)本忠.發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)[J].科技視界，2012（24）.