導(dǎo)語：廣播電視發(fā)射臺的智能監(jiān)控設(shè)計一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著我國廣電事業(yè)的發(fā)展，廣電發(fā)射設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，機(jī)房值班工作量和設(shè)備的維護(hù)難度也相應(yīng)增加。為適應(yīng)形勢的需要，近年來各地廣電部門都在加快建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)¨，通常采用RS-232或RS-485方式實(shí)現(xiàn)臺內(nèi)設(shè)備互聯(lián)，這種通信方式結(jié)構(gòu)簡單，但很容易受到臺內(nèi)發(fā)射機(jī)大功率發(fā)射機(jī)信號的干擾，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。筆者提出采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)并研發(fā)了一系列具有以太網(wǎng)接口的前端信號處理設(shè)備以太網(wǎng)的TCP／IP協(xié)議具有多重的校驗(yàn)機(jī)制和錯誤自動重發(fā)機(jī)制，可以保證通信的可靠I生和安全性。廣西作為試點(diǎn)省份之一，于2006年5月啟動了廣西廣播電視遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)項目建設(shè)，歷經(jīng)2年的研究與開發(fā)，2008年在河池、梧州、防城、隆安等地完成了5個無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)試運(yùn)行，效果良好。2009年開始進(jìn)行監(jiān)控設(shè)備批量生產(chǎn)和軟件完善工作，并在廣西全區(qū)各廣播電視無線發(fā)射臺站推廣應(yīng)用。

1系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)

系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)主要有以下方面：

1)通過智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的管理，最大程度地降低人為因素影響，提高發(fā)射機(jī)工作的可靠性、數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和事故處理的時效性。

2)以計算機(jī)管理系統(tǒng)為核心，通過自動化控制技術(shù)、信息數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等信息工程技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對各發(fā)射機(jī)及其配套設(shè)備的運(yùn)行狀況以及發(fā)射臺的環(huán)境、安全等進(jìn)行遠(yuǎn)程異地實(shí)時監(jiān)測、監(jiān)控，能夠及時記錄、查詢和自動快速報警。

3)省中心通過以發(fā)射臺為核心的綜合業(yè)務(wù)管理網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對各發(fā)射臺的工作狀況監(jiān)控、安全環(huán)境監(jiān)測、實(shí)時報警顯示、數(shù)據(jù)處理自動化和其他功能。

4)發(fā)射臺通過以計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為核心的監(jiān)控管理網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對發(fā)射機(jī)工作狀況的實(shí)時監(jiān)控、故障事故的及時處理、設(shè)備開關(guān)機(jī)、倒備機(jī)的自動管理、安全環(huán)境監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理自動化和其他功能。

5)通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射臺“無人值班，有人值守”和監(jiān)控中心“運(yùn)籌帷幄，遠(yuǎn)程管理”的工作目標(biāo)。通過數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸和匯總，實(shí)現(xiàn)對直屬發(fā)射臺的綜合量化考核。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由技術(shù)中心、各分中心和臺站這3個層次構(gòu)成，如圖1所示。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在臺站端以無人職守為目標(biāo)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)臺站自動化，并在省中心第一級平臺、分中心第二級平臺、臺站端第三級平臺等任意平臺能夠顯示和操控所管轄臺站的設(shè)備。在任何能夠連接互連網(wǎng)的地方都能通過相應(yīng)權(quán)限顯示和查詢對應(yīng)臺站的運(yùn)行情況。對不通光纖的臺站通過CDMA無線路由或ADSL寬帶用互聯(lián)網(wǎng)方式進(jìn)行監(jiān)控。對發(fā)射臺站發(fā)射的音頻三大指標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動測試和上報。真正實(shí)現(xiàn)全區(qū)所有無線發(fā)射臺站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理，實(shí)時監(jiān)控發(fā)射臺站各種運(yùn)行狀態(tài)，定時測試發(fā)射效果。整個監(jiān)控平臺依托廣西廣電的SDH網(wǎng)絡(luò)，以分布式工業(yè)以太網(wǎng)為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線，全網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)，以TCP／IP協(xié)議作為各類數(shù)據(jù)流交互的基礎(chǔ)。對全網(wǎng)各類監(jiān)控設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行IP地址規(guī)劃，方便進(jìn)行維護(hù)和遠(yuǎn)程管理。在圖1中，臺站系統(tǒng)主要完成臺內(nèi)信號源子系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)、電力子系統(tǒng)等臺內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控和管理，各子系統(tǒng)有獨(dú)立的智能化主控軟件運(yùn)行于臺站的主控設(shè)備上，在沒有外部控制及臺站外部網(wǎng)絡(luò)通信有故障的情況下可自我監(jiān)控、自我管理，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，各模塊可自獨(dú)立運(yùn)行也可以相互通信，可以根據(jù)實(shí)際情況對系統(tǒng)進(jìn)行添加刪減功能、維護(hù)方便、系統(tǒng)擴(kuò)展十分容易。同時，臺站內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備以自主開發(fā)的產(chǎn)品為主，這些產(chǎn)品直接根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的需要有針對性地進(jìn)行開發(fā)，均具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化和可遠(yuǎn)程遙控等特點(diǎn)。

目前已經(jīng)完成開發(fā)正在使用的設(shè)備有音頻智能切換處理器、視頻智能切換處理器、多路音頻視頻功率報警控制器J、多路信號采集控制器、多路調(diào)頻調(diào)幅調(diào)諧報警器、多路電視調(diào)諧報警器、嵌入式主控器等。各分中心主通過以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)和本地區(qū)內(nèi)各臺站主控的連接，由監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)服務(wù)器和電話語音查詢系統(tǒng)等組成。分中心和臺站主控之間基于C／S結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)通信和控制是點(diǎn)對點(diǎn)進(jìn)行的，不經(jīng)過服務(wù)器，服務(wù)器在這里的功能是保存數(shù)據(jù)，客戶端需要運(yùn)行專用軟件，采用TCP／IP協(xié)議，且沒有通過服務(wù)器中轉(zhuǎn)，時實(shí)性好。各分中心用戶登錄到監(jiān)控終端軟件界面后，在具備相應(yīng)管理權(quán)限時，可以切換到各臺站工作界面，然后對下屬臺站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。技術(shù)中心是面向全區(qū)的集總管理平臺，由監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器和電話語音查詢系統(tǒng)等組成。功能上與各分中心類似，可以對全區(qū)內(nèi)所有臺站進(jìn)行實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。另外，還具有Web服務(wù)功能，可以通過Inter-net遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，考慮安全播出需要，Web服務(wù)器只能查詢一些主要的狀態(tài)數(shù)據(jù)，而不開放對臺站設(shè)備的控制功能。系統(tǒng)采用分散采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)一管理方式。采用分散和統(tǒng)一、遠(yuǎn)程輔助管理監(jiān)控的工作模式，監(jiān)控方式靈活，不論是技術(shù)中心、各分中心，還是臺站內(nèi)只要連接上網(wǎng)絡(luò)且安裝相應(yīng)的客戶端軟件就可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中增加了防火墻、IP過濾、端口過濾等多種形式的防止攻擊措施。系統(tǒng)管理采用用戶帳號及管理密碼登陸，用戶有不同的等級權(quán)限，不同的權(quán)限有相應(yīng)的操作限制，防止誤操作。

3系統(tǒng)功能

系統(tǒng)的功能由以下4個部分構(gòu)成：

1)實(shí)現(xiàn)臺站端各系統(tǒng)的自我管理

采用人性化的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的主備機(jī)自動倒換和自動開關(guān)機(jī)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)Ⅳ+1系統(tǒng)的多次自動倒換；信號源系統(tǒng)的信號具有自動切換，還可擴(kuò)展到錯播、插播的自動識別；電力系統(tǒng)外電與油機(jī)的自動倒換；環(huán)境系統(tǒng)對偷盜、煙火等異常情況的自動報警與聯(lián)動攝像記錄；智能化的數(shù)據(jù)傳送方式。臺站與外部的光纜中斷時，不會影響臺站各系統(tǒng)的運(yùn)行，其各種參數(shù)仍保存在臺站端，光纜恢復(fù)通信后，數(shù)據(jù)會自動傳回分中心和省中心，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。

2)實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的各種遠(yuǎn)程控制功能

省中心和分中心可以實(shí)時遙控發(fā)射機(jī)的開關(guān)機(jī)、主備機(jī)倒換；實(shí)時遙控信號源的切換、調(diào)制度的調(diào)整及各種設(shè)置項的設(shè)置；遙控機(jī)房空調(diào)、照明的開關(guān)及環(huán)境系統(tǒng)的各項設(shè)置；遙控柴油發(fā)電機(jī)組的開關(guān)，并對臺站電力系統(tǒng)的參數(shù)實(shí)時監(jiān)測；實(shí)時瀏覽各臺發(fā)射機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，實(shí)時監(jiān)控各類發(fā)射機(jī)(中波、電視、調(diào)頻)的播出效果。即遠(yuǎn)程監(jiān)控臺內(nèi)信號源和發(fā)射的音視頻，并可循環(huán)監(jiān)聽、監(jiān)視各種信號；遠(yuǎn)程遙控調(diào)諧和設(shè)置臺站端的多路調(diào)頻、調(diào)幅、電視調(diào)諧器，使監(jiān)聽、監(jiān)視更加方便靈活；實(shí)時瀏覽臺站的環(huán)境視頻情況和環(huán)境溫濕度、明火、煙霧、浸水、紅外等參數(shù)；也可回放視頻錄像；可對臺站端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位和軟件升級。

3)多級完善的報警功能

臺站各子系統(tǒng)監(jiān)測到故障或異常，系統(tǒng)根據(jù)事故級別迅速反饋到相應(yīng)地點(diǎn)和人員(臺站端、分中心端、省中心端人員)。報警方式分為3種形式：短信報警，通過GSM短信模塊向預(yù)設(shè)的手機(jī)號碼發(fā)送報警信息；電話語音報警，通過撥打預(yù)設(shè)的手機(jī)或座機(jī)號碼進(jìn)行語音報警；界面報警，用客戶端監(jiān)控時，界面自動跳到相應(yīng)的子系統(tǒng)，并加上語音、文字報警信息。

4)完善的數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計功能

省中心和分中心可以統(tǒng)計所轄區(qū)域內(nèi)發(fā)射機(jī)的工作情況參數(shù)，以報表形式存儲，存儲容量大于3年。省中心和分中心可以查詢?yōu)g覽臺站端已發(fā)射的音視頻和臺內(nèi)環(huán)境報警的場地視頻，音視頻存儲容量為1個月。自動生成播出情況的天、月、季、年形式的報表，統(tǒng)計臺站短信息量、油機(jī)耗油量、臺站用電量等有關(guān)信息。

4發(fā)射臺站系統(tǒng)

發(fā)射臺站系統(tǒng)處在監(jiān)控系統(tǒng)的最前端，是系統(tǒng)中最為重要的一個組成部分，只有其具有足夠的可靠性和安全性，才能保證無線臺站系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和播出安全。發(fā)射臺站系統(tǒng)由信號源系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、環(huán)境安防系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和監(jiān)控終端等部分組成，如圖2所示，各部分通過以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。各子系統(tǒng)具有獨(dú)立運(yùn)行的主控程序，根據(jù)成本要求可以同時運(yùn)行于一臺主控機(jī)或分別運(yùn)行在獨(dú)立的主控機(jī)。

1)信號源系統(tǒng)由音視頻智能切換器處理器、音頻智能切換器處理器、音視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等硬件設(shè)備構(gòu)成。其主要功能有：實(shí)現(xiàn)信號有無的自動切換、監(jiān)測節(jié)目信號嚴(yán)重失真、錯播等故障；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)制度的調(diào)整；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程切換操作和工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程設(shè)置；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)聽、監(jiān)視各路信號源和發(fā)射信號；對發(fā)射的節(jié)目信號錄音、錄像，并可回放；上報告警信息等。

2)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控由信號采集控制器、功率檢波器等部分構(gòu)成。發(fā)射機(jī)系統(tǒng)可根據(jù)不同臺站要求按不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置，其結(jié)構(gòu)模式有調(diào)頻Ⅳ+1系統(tǒng)、電視1+1系統(tǒng)、中波1+1系統(tǒng)等不同類型。受篇幅限制，本文僅給出調(diào)頻發(fā)射機(jī)Ⅳ+1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖(見圖3)。全區(qū)臺站的發(fā)射機(jī)情況是已經(jīng)完成固態(tài)化改造，但機(jī)型多，仍有一部分機(jī)器沒有提供通信協(xié)議，或部分通信不可靠。在系統(tǒng)設(shè)計時，本著保證可靠性、功能達(dá)到要求、易于擴(kuò)展和適用不同機(jī)型和不同規(guī)模的臺站的基礎(chǔ)上，盡可能降低系統(tǒng)建設(shè)成本。根據(jù)不同的臺站采用相適應(yīng)的方式。分為以下幾種方式：功率等級在1kW以上的調(diào)頻Ⅳ+1系統(tǒng)，此類型的臺站主要分布在技術(shù)中心管轄的10個高山臺和南寧236臺、104臺，少部分分布在89個無線覆蓋點(diǎn)，總共約70部發(fā)射機(jī)。此類型的發(fā)射機(jī)已經(jīng)固態(tài)化改造多年，發(fā)射機(jī)協(xié)議有的沒有提供，機(jī)型差異較大，功率等級較高，廣播覆蓋面大，要求可靠性較高。調(diào)頻Ⅳ+1發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，對此類型的臺站除了用發(fā)射機(jī)本身的協(xié)議監(jiān)控外，必須每部發(fā)射機(jī)增加1塊采集控制板，當(dāng)與發(fā)射機(jī)的通信出現(xiàn)故障或發(fā)射機(jī)本身的主控器故障而無法開機(jī)時(根據(jù)多年的值班經(jīng)驗(yàn))，采集控制器起到強(qiáng)制開機(jī)和倒換天線作用，實(shí)現(xiàn)三重安全控制(本機(jī)通信故障時，采集控制器按發(fā)射機(jī)開機(jī)鍵，通過發(fā)射機(jī)主控器開機(jī)；發(fā)射機(jī)主控器故障時，采集控制器代替主控器強(qiáng)制控制開風(fēng)機(jī)、功放、激勵等)。

(1)功率等級在1kW以下的調(diào)頻Ⅳ+1系統(tǒng)，此類型的臺站主要分布在89個無線覆蓋點(diǎn)?？偣布s90部發(fā)射機(jī)，采川獨(dú)立天線系統(tǒng)，因此不用考慮切換天線，但要考慮功率互鎖。此類型的發(fā)射機(jī)提供完整的通信協(xié)議，機(jī)型少，功率等級低，故障率較低，廣播覆蓋面小，但此臺站一般為無人職守，且交通不便，一旦出故障，則停播時間較長，所以設(shè)計要求可靠性也較高。除了剛發(fā)射機(jī)本身的協(xié)議監(jiān)控外，須增加1塊采集控制板，用于當(dāng)與發(fā)射機(jī)的通信出現(xiàn)故障而無法開機(jī)時，采集控制器強(qiáng)制開關(guān)機(jī)，實(shí)現(xiàn)二重安全控制。

(2)電視1+1系統(tǒng)，全區(qū)目前具有備份電視發(fā)射機(jī)的臺站較少，約有112部，但在設(shè)計上必須兼容有無備機(jī)情況，同樣采用三重安全控制方式。主控軟件采用一套節(jié)目對應(yīng)一個獨(dú)立程序方式。這樣既可靠又易于擴(kuò)展。

(3)中波1+1系統(tǒng)，全區(qū)主要有兩種中波機(jī)型，即明珠和正泰。正泰機(jī)有160多部，此機(jī)型只能從串口讀取參數(shù)，不能控制開關(guān)機(jī)，所以須加采集控制板。

3)電力系統(tǒng)的監(jiān)控由電壓電流傳感器、信號采集控制器、嵌入式主控器等部分構(gòu)成。主要功能是實(shí)時監(jiān)測發(fā)電機(jī)組、穩(wěn)壓器和配電柜等的運(yùn)行情況，在外電不正常時，能及時啟動各．}_}j的柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電。對于具備有通信接口的發(fā)電機(jī)、配電柜、穩(wěn)壓器等，可以直接變換成以太網(wǎng)接口，通過電力主控獲得數(shù)據(jù)。對于沒有通信接口的電力設(shè)備采用外加采集控制器和傳感器的方式，最少需要的采集點(diǎn)有外電三相電壓電流、配電柜總輸出三相電壓電流、ATS開關(guān)狀態(tài)。一般還要求遠(yuǎn)程設(shè)置包括外電、發(fā)電機(jī)、配電柜各參數(shù)監(jiān)測的門限和是否啟動該項監(jiān)測，設(shè)置告警延時時間等各種靈活的設(shè)置項。

4)環(huán)境安防系統(tǒng)由溫濕度傳感器、煙霧傳感器、明火傳感器、浸水傳感器、紅外傳感器、門禁報警器、視頻攝像頭、視頻服務(wù)器等部分構(gòu)成。圖4為發(fā)射臺環(huán)境安防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其工作過程為數(shù)據(jù)采集控制器負(fù)責(zé)采集各傳感器輸出信號，處理后發(fā)送給環(huán)境主控機(jī)，環(huán)境主控機(jī)將各傳感器狀態(tài)與預(yù)先設(shè)定的門限參數(shù)進(jìn)行比較后，產(chǎn)生報警信息，并存儲在報警信息數(shù)據(jù)庫中，提供給各級監(jiān)控平臺查詢。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器則對來自攝像頭的視頻信號進(jìn)行壓縮和存儲，以廣播的方式向網(wǎng)絡(luò)傳送實(shí)時數(shù)據(jù)視頻內(nèi)容，提供給遠(yuǎn)程監(jiān)控終端查看。

5)報警系統(tǒng)。臺站各子系統(tǒng)監(jiān)測到故障或異常，系統(tǒng)根據(jù)事故級別迅速反饋到相應(yīng)地點(diǎn)和人員(臺站端、分中心端、省中心端人員)。報警方式分為短信報警、電話語音報警和監(jiān)控軟件界面報警3種方式。報警信息分級分類處理，將緊急故障如信號源中斷、發(fā)射機(jī)停播、停電、發(fā)生煙火、安防檢測到非法人侵等設(shè)為紅色告警；將暫時為形成嚴(yán)重事故，但接近或存在隱患的情況如各種參數(shù)接近設(shè)定門限、各臺設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的通信故障等設(shè)為橙色告警。系統(tǒng)將對不同級別的告警進(jìn)行人性化處理，如采用聲光報警等。

5系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件的設(shè)計主要包括臺站監(jiān)控客戶端和技術(shù)中心總監(jiān)控平臺兩大部分。采川BuilderC++語青進(jìn)行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫管理采川SQLSever2005，系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計，即各子系統(tǒng)之間是獨(dú)立的，這樣便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和維護(hù)，這樣不會因?yàn)槟骋蛔酉到y(tǒng)的修改而影響到整個網(wǎng)絡(luò)的工作。

5．1技術(shù)中心總監(jiān)控平臺軟件設(shè)計

中心總監(jiān)控平臺可實(shí)現(xiàn)臺站運(yùn)行情況信息的集中收集和處理，并負(fù)責(zé)將臺站系統(tǒng)的信息與其他各系統(tǒng)信息進(jìn)行交流，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行維護(hù)的自動調(diào)度。中心總監(jiān)控平臺包括8個子程序模塊，如圖5所示。

5．2臺站監(jiān)控客戶端的設(shè)計

臺站系統(tǒng)軟件包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、監(jiān)控分析模塊、信號源監(jiān)控模塊、發(fā)射機(jī)監(jiān)控模塊、電力系統(tǒng)監(jiān)控模塊和環(huán)境監(jiān)控模塊等7個子程序模塊，如圖6所示。圖7為臺站端監(jiān)控軟件的一個運(yùn)行界面。

6結(jié)論

廣西廣播電視發(fā)射臺遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對各發(fā)射機(jī)及其配套設(shè)備的運(yùn)行狀況以及發(fā)射臺的環(huán)境、安全等進(jìn)行遠(yuǎn)程異地實(shí)時監(jiān)測、監(jiān)控，能夠及時記錄、查詢和自動快速報警，在出現(xiàn)故障時，能自動切換到備用的信號源或備用的發(fā)射機(jī)(或設(shè)備)進(jìn)行播出，降低了值班人員的勞動強(qiáng)度，提高了安全播出率和工作效率。