地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)

常衛(wèi)民

摘 要 地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，人工監(jiān)測(cè)設(shè)備十分不方便，容易出錯(cuò)，直接影響數(shù)字電視的廣播質(zhì)量。為了提高工作效率，有必要實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)射機(jī)的自動(dòng)監(jiān)控，研究廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)。本文以統(tǒng)一的通信協(xié)議為原則介紹了通過TCP/IP協(xié)議統(tǒng)一不同的監(jiān)控硬件接口協(xié)議并在以太網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)的廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 自動(dòng)監(jiān)控；TCP/IP協(xié)議；接口協(xié)議；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）172-0116-02

地面數(shù)字電視廣播發(fā)射臺(tái)和發(fā)射機(jī)多位于城郊甚至山區(qū)等偏遠(yuǎn)地區(qū)，工作環(huán)境差、工作強(qiáng)度大，人工進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視及簡單控制十分不方便，而且容易出錯(cuò)，導(dǎo)致管理效率較低，甚至直接影響數(shù)字電視的廣播質(zhì)量。為了提高工作效率，減輕工作強(qiáng)度，有必要實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)射機(jī)的自動(dòng)監(jiān)控。幸運(yùn)的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展為發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了嶄新而高效的手段，使得開發(fā)出廣播發(fā)射臺(tái)智能監(jiān)控系統(tǒng)成為可能。然而目前存在的很多發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還不完善，兼容性差、可擴(kuò)展性低、自動(dòng)化程度低，所以進(jìn)一步研究廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。

1 發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)的功能

發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般實(shí)現(xiàn)以下幾方面的功能：監(jiān)控功能、警告功能、數(shù)據(jù)保存功能及一些附加功能。

監(jiān)控功能：對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，包括主激勵(lì)器、備用激勵(lì)器、功放系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息。數(shù)值采集，包括射頻參數(shù)值、功放參數(shù)值、冷卻系統(tǒng)參數(shù)值的實(shí)時(shí)采集。遙控功能、實(shí)時(shí)警告功能、數(shù)據(jù)記錄保存功能。

還有一些監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)置用戶權(quán)限，即為不同權(quán)限用戶提供不同功能；有的還可以設(shè)置被監(jiān)控發(fā)射機(jī)的IP地址、型號(hào)等參數(shù)，設(shè)置各參數(shù)的警告閾值。

2 發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

自2006年起，我國地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，然而在地面數(shù)字電視快速推廣的同時(shí)，廣播網(wǎng)中各發(fā)射臺(tái)的發(fā)射機(jī)種類、型號(hào)、監(jiān)測(cè)及遙控接口各不相同，為此所設(shè)計(jì)的發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能識(shí)別各種發(fā)射機(jī)的監(jiān)測(cè)及遙控接口。通過該監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員可以對(duì)站臺(tái)內(nèi)所有發(fā)射機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和遙控，實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一管理，提高效率，保證地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)的正常運(yùn)行。除此之外，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求界面友好、功能強(qiáng)大、可操作性強(qiáng)、能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理等。一般情況下，發(fā)射機(jī)自帶監(jiān)測(cè)及控制模塊，當(dāng)其無該模塊時(shí)應(yīng)先加裝合適的監(jiān)控模塊。

2.1 集成監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

我國地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)的監(jiān)控硬件接口較多，除國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的RS232、RS485、RJ45接口，還有發(fā)射機(jī)采用GBPIB接口，并且不同監(jiān)控接口所采用的協(xié)議也不相同，這便加大了廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。所以，考慮到廣播發(fā)射機(jī)接口的多樣性及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，本文以為，采用統(tǒng)一的、應(yīng)用較廣泛的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議能夠較好的滿足上述兩個(gè)要求。另外，由于TCP/IP協(xié)議是目前應(yīng)用最為廣泛的雙向通信協(xié)議，所以采用該協(xié)議作為統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議能夠獲得最大的兼容性。

本文采用基于TCP/IP協(xié)議的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控為例進(jìn)行分析，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2所示。在該系統(tǒng)中，首先用接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器將不同的協(xié)議接口統(tǒng)一為以太網(wǎng)接口，之后在此基礎(chǔ)上開發(fā)監(jiān)控軟件。

2.2 集成監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成

本文地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要由以下部分組成：被監(jiān)控設(shè)備、接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及監(jiān)控終端等。

該監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象為廣播發(fā)射機(jī)（即被監(jiān)控設(shè)備）。其中，激勵(lì)器是電視發(fā)射機(jī)的核心部分，主要用于音頻、視頻編碼和校正；功率放大器包括電平監(jiān)測(cè)、前置級(jí)、推動(dòng)級(jí)和放大輸出級(jí)，末級(jí)放大器主要采用感應(yīng)輸出管IOT、四極管（包括雙向四極管的單電子管）以及全固態(tài)功率放大器；冷卻系統(tǒng)主要有風(fēng)冷或液冷兩種系統(tǒng)，后者較前者降低了發(fā)射機(jī)的運(yùn)行噪聲。

接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的作用是統(tǒng)一端口協(xié)議，即把不同端口協(xié)議轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議，所有被監(jiān)控的發(fā)射機(jī)通過以太網(wǎng)接口與監(jiān)控端連接。

2.3 集成監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

地面電視廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分采用分層、模塊化的思想，各組件之間相對(duì)獨(dú)立。根據(jù)目標(biāo)需求，該監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)模塊：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)分析、控制模塊。

數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控終端和各廣播發(fā)射機(jī)的通信，收集各廣播發(fā)射機(jī)的狀態(tài)參數(shù)信息并給予顯示，同時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊把這些狀態(tài)信息參數(shù)傳遞給數(shù)據(jù)分析模塊，經(jīng)數(shù)據(jù)分析模塊分析后向被監(jiān)控端發(fā)送控制信息，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制。數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)各廣播發(fā)射機(jī)的狀態(tài)參數(shù)和相應(yīng)閾值來判斷設(shè)備是否運(yùn)行正常，當(dāng)運(yùn)行異常時(shí)該模塊會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息，并通過數(shù)據(jù)采集模塊傳遞給相應(yīng)的廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行相應(yīng)操作或給予警報(bào)。

在軟件實(shí)現(xiàn)過程中涉及到計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等多方面的知識(shí)，如C++或C#編程知識(shí)、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)等，其中比較重要的是協(xié)議包裝?？紤]到各廣播發(fā)射機(jī)的監(jiān)控硬件接口很多，并且廣播發(fā)射機(jī)監(jiān)控接口的傳輸協(xié)議有很多，本文以統(tǒng)一接口協(xié)議為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)，并采用TCP/IP協(xié)議借用以太網(wǎng)來傳輸協(xié)議，故在數(shù)據(jù)傳輸之前需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)編輯，即協(xié)議包裝。

3 結(jié)論

廣播發(fā)射機(jī)多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，設(shè)備的人工維護(hù)十分不便，目前我國地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)集成系統(tǒng)還不完善，兼容性低、可擴(kuò)展性差、自動(dòng)化程度低，針對(duì)以上問題本文首先確定地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)功能，在此基礎(chǔ)上根據(jù)要點(diǎn)問題進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，介紹了集成監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、硬件組成、軟件組成等。綜合可以發(fā)現(xiàn)，基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)哂胁煌O(jiān)控接口的發(fā)射機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一、實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)控，可提高管理效率，極大地方便了設(shè)備維護(hù)人員，也確保了地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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