廣播發射機自動監測系統的設計與實現

陳微

摘 要 本文針對大功率廣播發射機播出質量和播出效果的監測，應用C語言和Visual C++的MFC軟件設計了自臺監測系統，該系統實現了發射機運行管理由依賴人到計算機智能化的科學管理的根本變革；它對提高發射臺的安全播出率，提高發射設備的穩定性和可靠性提供了強大的技術支持。

關鍵詞 發射機 安全播出 質量效果 監測

中圖分類號：TN934 文獻標識碼：A

The Design and Implementation of Broadcasting

Transmitter Automatic Monitoring System

CHEN Wei

（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television QiLiuYi Station， Yongan， Fujian 366000）

Abstract This article in view of the high power radio broadcast transmitter monitoring air quality and effect， using C language and Visual C + + MFC software design of the monitoring system， this system has realized the transmitter to the computer intelligent operation management by relying on scientific management of fundamental change. It improves the safety of launch pad air rate， and improve the stability and reliability of the transmitting equipment provides a powerful technical support.

Key words broadcast transmitter； safety； quality results； monitoring

0 引言

伴隨著信息技術和網絡技術的不斷發展，廣播媒體在人們日常生活中所發揮的作用越來越大，是人們獲取信息的重要渠道。如何才能確保廣播傳輸、發射的不間斷，高質量安全播出，從技術上減少責任事故的發生始終是發射臺站最為關心的問題。工作中要做到安全、零秒無差錯離不開高素質的專業人員的辛勤努力，更需要先進的技術手段來支持。過去受制于技術條件，只能依靠人工來發現、處理播出中的各種問題，這給工作人員造成了很大的精神壓力和勞動強度。隨著科學技術的發展，發射機逐步實現智能化、自動化。尤其是計算機和網絡技術的廣泛應用，通過先進的監測設備作為平臺就可以實現廣播節目從傳輸到發射各個環節的自動化控制，使人們從繁重的、高度緊張的工作環境中解脫出來，也極大地避免了人為責任事故的發生。

1 自動監測系統概述

自動監測系統具備自動抄表功能，在發射機播出開始和結束的時候，分別保存抄表數據，抄表時間一般為30分鐘（可設計）。同時當系統中斷時，自動抄表系統會依據原來程序繼續運行，也可以保存抄表的數據與故障信息，待通訊恢復的時候即可恢復數據并按操作者要求打印或上傳。如果系統在運行中出現問題，則由計算機和電聲光報警提示。

自動監測系統會實時監測各播出設備的工作狀態與運行參數。當發射機所開頻率與運行圖不吻合時會立即報警，當播出管理和控制系統與通訊發生中斷（離線狀態）也將立即報警。所有信息和數據的保存期限可設定。

2 發射機自動監測系統的設計

2.1 硬件工程和軟件工程

發射機自動監測系統主要是為了保障發射臺的播出質量和播出效果而研發的。它主要包含了狀態監聽監測和運行控制兩個主要的功能。它可對發射機的輸出輸入信號進行自動監測，且將信號進行編碼壓縮之后提供值班員監看、監聽。

圖1 發射機自動監測系統結構框圖

監測系統運行，即監測端的硬件部分一直運行監測進程并在自動監測系統軟件的配合下實現實時監測。本課題前期完成了Linux平臺下的功能測試，控制部分考慮到目前Windows操作系統圖形界面模式操作簡單、方便的特點，仍然采用Windows平臺。為了保證設計的通用性和易維護性，設計語言使用C語言來實現模塊功能，軟件界面使用Visual C++的MFC來完成。

自動監測系統的功能具有：基本信息維護、參數設置、任務管理、數據查詢、報警故障處理等。結構框圖如圖1所示。

（1）計算機硬件和硬件工程。計算機硬件是基于計算機控制的系統，系統由IPO模型表示。I指信息的輸入，P指信息的處理，O指信息的輸出。系統要素及相互間的關系如圖2所示。

該軟件的硬件是計算機的操作系統，各種應用程序是履行控制任務的關鍵，軟件可由用戶開發設計。系統計算機硬件可根據需求為硬件系統指派任務，產生硬件需求，根據硬件需求設計、制造或選擇硬件或設備，如主機、通用或專用外部設備、網絡與通訊設備等。

（2）計算機軟件和軟件工程。從系統工程的角度來看，軟件與硬件、軟件工程與硬件工程分別是基于計算機系統和基于計算機的系統工程的重要組成部分。系統工程的論證階段應該確定系統的軟硬件的功能和性能，系統對軟件提出的功能和性能的要求將成為軟件需求分析的基礎。

圖2 IPO系統要素

在對該軟件進行系統的分析和設計時，采用了科學的軟件工程設計方法，進行軟件總體結構設計，在此基礎上盡可能尋求可重用軟部件支持軟件的詳細設計或編碼，保證其合理性，易用性和完備性。

（3）網絡架構。發射臺自動監測系統網絡結構如圖3所示，整個系統通過交換機接入到到內網的核心交換機上，所有用戶通過內網辦公用的計算機便可訪問該系統。

圖3 系統網絡架構圖

2.2 設計思路

系統從可靠性、安全性、先進性、易操作性四個方面設計：（1）可靠性：安全優質播出是壓倒一切的中心任務，必須要保證發射機系統設備、測試控制系統設備安全可靠地運行，避免由本地系統、遠程系統引發不安全因素。（2）安全性：為避免網絡的開放性對播出系統的安全造成影響，設計時軟、硬件方面應使用高等級安全防范措施。（3）先進性：為保證該軟件在一定的時間內具有領先性，軟件的編制和硬件的選擇都以“一流的設備、一流的技術、一流的管理”為出發點。（4）易操作性：良好的設計必須與簡易的操作相結合。軟件中的控制界面做到了友好、美觀、菜單化，便于操作。

2.3 總體目標

系統總體目標是：運用現代計算機技術、網絡技術和控制技術對短波發射機實施計算機實時本地監控和遠程監控。通過研究和實踐，探索發射機監控的設計方法，開發相配套的監控軟件。本系統實現了以下目標：

（1）發射機系統的監測：自動監測發射機及其有關設備的運行情況，實時顯示監測數據（包括模擬量和開關量值）及工作狀態，并能按時自動存盤或打印記錄各設備的運行數據和狀態、系統運行狀態；實時監測、記錄各參數；對異常情況和參數越限進行記錄報警；自動記錄發射機開關機的時間及累計運行時間。

（2）實時故障診斷：當檢測結果不正常或某設備發生故障時，能自動判斷故障部位，顯示出故障機號和部位及設備故障時的數據，可實時記錄或打印所有參數。

（3）報警：系統具有完善的報警功能。報警系統可對各檢測量越限報警；故障報警；通信中斷報警；各種控制過程提示性報警等。報警提示有聲音、指示燈、顯示屏圖像和窗口閃爍等報警方式。

（4）用戶權限設定：根據不同用戶的權限實施控制發射機各種操作，分級進行控制。

（5）操作控制：軟件具有友好的人機界面，采用圖形界面技術，利用鼠標和菜單可方便地實現各種功能。

（6）報表生成：具有完善的抄表與報表功能：對各發射機的檢測數據或運行參數按值班報表要求，自動地定時采樣并記錄成文件，可在監控界面屏上顯示、查詢或打印；同時可根據用戶需求設定自動生成或打印發射機工作信息等。

（7）遠程訪問：臺領導、職能部門可通過遠程登錄查詢數據、了解設備運行情況、分析判斷故障原因。

（8）管理信息系統：對器材、圖紙資料、技術檔案進行自動管理。

（9）系統擴充：系統具有靈活方便的擴充組態功能，配置專家系統診斷軟件和服務程序，從而使系統故障診斷更具有專家智能功能。另外在硬件上預留足夠的擴展接口，可隨時提供和完成其他控制功能。

圖4 七六一臺發射機自動監測系統

（10）系統安全：硬件采用物理隔離，軟件考慮各種異常情況的發生，并在發生異常時，能及時采取相應的策略，保證節目的正常接收和發送。

3 監測系統的應用

3.1 發射機自動監測系統軟件

圖4是我臺丙機房發射機自動監測系統界面。從窗口點擊選擇的菜單有：基本信息維護、參數設置、任務管理、數據查詢、報警故障處理、統計分析、設備狀態查看、數據備份恢復、節目監聽等，每一個菜單又有對應的子菜單。

（1）窗口中用三個不同顏色的色塊分別代表發射機當前的功率電平、音頻電平和調幅度。P代表功率電平，A代表音頻電平，M代表調幅度。標尺刻度代表當前數值的大小，直接與窗口左邊的0～110%的標尺對應可直接讀出當前具體數值。（2）窗口下方顯示著每部發射機的天線號、方向、節目語言、任務頻率、實測頻率、功率電平、調幅度等。（3）窗口右邊是：報警提示、校準信息、顏色設置。報警提示可快速查詢當前報警的發射機機號和報警信息。校準信息可選擇發射機號并手動輸入實際播出功率以校準功率基準值，滿功率時為100Kw。顏色設置可選擇窗口上各部分的顏色和字體。

3.2 菜單詳解

（1）基本信息維護：點擊該按鈕將顯示整個軟件的初始界面，如圖4。

（2）參數設置：點擊該按鈕后，會跳出 5個可以選擇的按鈕：指標報警參數設置、語音報警參數設置、其他參數設置、發射機檢修設置和調試。

指標報警參數設置包括：電平、調幅度、頻偏報警參數設置；語音報警參數設置包括：選擇是否蜂鳴報警、蜂鳴報警次數（2次）；其他參數設置：選擇是否啟用節目周期監聽即每路音頻監聽時間（5秒≥30秒≤3分鐘），每個周期監聽次數為2次；主界面調幅度3秒顯示一次最大值。所有參數都可設置；發射機檢修設置：可添加發射機機號、星期、開始時間、結束時間；調試：可保存每部發射機的實時數據存于電腦硬盤中。

（3）任務管理：點擊該按鈕可修改運行圖（修改頻率運行圖設定了修改權限），也可查詢歷史運行圖。

（4）數據查詢：點擊該按鈕可進行以下數據的查詢。

歷史報警數據查詢：查詢報警的機號、頻率、起始時間、截止時間等；指標查詢類型，選擇全部、電平、調幅度、頻偏進行查詢；可直接查詢數據或導出到EXCEL軟件，并打印數據。

指標瞬時數據查詢：選擇查詢的條件，如：機號、頻率、調幅度、功率、頻偏，起始時間、截止時間等，可直接查詢數據或直接打印數據。

歷史音頻文件查詢：選擇機號、頻率、起始時間、截止時間；可查詢數據或播放音頻。

日志查詢：可選擇機房或某機值班日志，可選擇開始時間和結束時間；可直接查看或導出到EXCEL軟件。

（5）報警故障處理：點擊該按鈕可查詢報警故障的處理信息。查詢報警數據，用灰色的背景色顯示待處理的故障，用綠色的背景色來顯示已處理的故障。也可輸入故障代號、也可選擇顯示故障系統誤報警，處理人，并保存處理結果。

（6）統計分析：點擊該按鈕可查詢當月、季度、年份及歷史播出數據；也可查詢發射機實時播出情況或打印。

（7）設備狀態查看：點擊該按鈕可查看當前機房的GPS狀態。

（8）數據備份恢復：點擊該按鈕可選擇恢復默認信息或選擇發射機基本信息、設備基本信息、設備分配信息、報警參數信息、數據信息、系統權限信息；可選擇直接備份或恢復信息等等。

（9）節目循環監聽：點擊該按鈕可實現發射機的實時的音頻監聽。

4 結語

綜述以上發射機自動監測系統的設計，在綜合應用軟件工程技術和計算機測控技術的基礎上，還采用了Web技術及Internet瀏覽器技術等。系統在最大程度上實現了遠程管理網與監測終端相結合，極大地便于臺站各級領導和相關部門實時掌握了發射機各類信息的準確率和高效率，以及對發射機房的遠程訪問和實時監控。

參考文獻

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