調頻廣播信號輔助值機系統的設計

陳長昊（作者單位：福建省廣播電視傳輸發射中心）

調頻廣播信號輔助值機系統的設計

陳長昊
（作者單位：福建省廣播電視傳輸發射中心）

摘 要：本文介紹了一種用于幫助調頻廣播發射臺值守人員監測調頻廣播信號的輔助值機系統，就該系統的研制背景、結構、原理、方案和調試應用情況進行了詳細的闡述。

關鍵詞：音頻電平；導頻；RSSI；輔助值機系統

1　背景介紹

數字處理技術的發展與應用，為發射臺遠程監控管理系統實現“有人留守，無人值守”的建設提供了技術保障。福建省廣播電視傳輸發射中心發射機房目前一共有6套調頻廣播每天24小時主備機播出，發射機房內的調頻廣播信號監控告警系統存在一些問題需要改進，在不影響、改動現有機房設備的情況下，工作人員設計了一種用于幫助調頻廣播發射臺值守人員監測調頻廣播信號的輔助值機系統，本輔助值機系統是對現有調頻廣播信號監測報警系統功能的補充和完善，通過檢測方法的改進和友好的多種人機交互界面，輔助值守人員工作，提高工作效率，減輕勞動強度，為今后無人值守系統的開發應用積累經驗。

2　現有系統的分析

2.1現有調頻監測報警系統的信號檢測只有對音頻電平的檢測，當音頻電平變化值小于門限并超過設定時間（一般是30～60 s）就報警，對于發射機功率方面的故障發現通常會滯后20~40 s，浪費故障處理時間，延長了停播時間。

2.2福建省廣播電視傳輸發射中心地處沿海地區海拔七百多米的高山，經常有雷電、大風（夏季經常有強臺風）、暴雨等惡劣天氣，通信設施、電力系統經常遭到損壞，而監測系統設備都安裝在發射機房，機器雖然都已自動化，但有時機器無法自行處理故障，如電力公司突發停電，大風、雷電等天氣引起的停電，機器元件自然損壞等，都需要值班員通知檢修人員到機房處理，由于人工、通信等因素往往會延誤故障搶修的時間。

2.3現有系統對所有故障都采用音頻或警鈴報警，值守人員聽到音頻報警或警鈴不能馬上確定是哪部機器出了什么故障，要到機房查看設備上的指示燈或監控計算機的屏幕信息。如果能隨時隨地了解到機器設備的狀態，就可以更快地處理好故障。

3　系統的結構原理

圖1為本系統的系統框圖，本系統包括調頻廣播信號監測報警服務器和對講機、手機等移動終端以及PC客戶端等終端設備，其中調頻廣播信號監測報警服務器由主控模塊、調頻信號檢測模塊、實時時鐘模塊、故障記錄模塊、語音對講機模塊、GSM短信模塊、WIFI網絡模塊組成。調頻信號檢測模塊負責采集、檢測調頻廣播信號的音頻、導頻、RSSI（接收信號強度指示）等參數信息，主控模塊通過I2C（一種兩線式串行總線）總線讀取這些信息，并根據實時時鐘等和設定的參數進行綜合判斷，決定是否加報警標志，再將處理后的信息發送給WIFI網絡模塊、故障記錄模塊、語音對講機模塊、GSM短信模塊。

圖1　系統框圖

圖2是系統的主控模塊軟件流程圖，系統開機啟動后，首先初始化每個功能模塊、設置其運行參數，然后讀取調頻廣播信號檢測模塊采集的信號指標數字化信息，根據信息做出告警或不告警的判斷，如果不告警則發送不告警的信息串，PC客戶端和對講機、android客戶端就不會告警，但可以查詢機器的實時狀態信息。如果確定是故障則發送告警的信息串，信息串通過語音對講機模塊、短信模塊、WIFI網絡模塊發出。發射臺范圍內的對講機會收到告警語音，值守人員的手機會收到有告警信息的短信，在發射臺的內部局域網內，所有PC和手

機的客戶端收到告警信息后會馬上從后臺彈出，并通過聲音、文字、圖形等形式及時通知攜帶手機、對講機的或在電腦屏幕前的值守人員，使他們可以立刻了解機器狀況，從而快速判斷故障原因，解決問題。為了解決傳統無音頻告警系統存在的問題，本系統采用了RSSI、導頻和音頻的共同檢測、智能判斷方法。如果無音頻大于延時門限（30～60 s），則判斷為無音頻故障；如果RSSI小于門限和無導頻標志同時出現，則判斷為無功率故障；如果RSSI大于門限和導頻恢復同時出現，則判斷調頻信號恢復正常。

圖2　主控模塊軟件流程圖

4　系統的調試運行

在發射中心機房外的實驗室對本系統進行了1年多的調試，與現有的調頻監控系統同時運行、協同工作、互不干擾。在初期試運行時，由于門限和延時參數設置得不合適，經常會誤告警或漏報警，經過多次調整，找到合適的門限和延時參數，就不再出現漏報和誤報的現象。有時候由于機房電腦由于死機等原因，機房內的監控系統沒有發出告警，而本系統仍可以及時發出告警信息，防止停播的發生。而且每次故障告警，本系統都會比機房監控告警系統快20～40 s，并且值守人員通過對講機的語音信息就可以了解故障的具體情況，節約了寶貴的搶修時間。平時在發射中心范圍內，隨時隨地都可以查詢到每套調頻廣播信號的指標信息。

5　結論

本系統體積小、功耗低，可以隨意放置，不僅具有傳統調頻監控系統無音頻告警的功能，而且通過RSSI和導頻標志能快速判斷無功率或低功率的故障，提高故障判斷的效率和成功率。另外本系統友好的人機界面使檢修效率提高，多種告警媒介的使用使信號盲點減少，基本達到設計目的。同時系統的模塊化設計也為日后模塊的更新換代和系統功能的擴展提供了方便。

參考文獻：

[1]佟長福.AVR單片機GCC程序設計[M].北京:北京航空航天大學出版社,2006.