短波發射機監測自動化系統的設計與實現

阿迪力·巴拉提

摘 要：短波發射機是廣播電視行業中應用較為普遍的信號發射設備，而常規的短波發射機工作量大、運轉時間長，由于缺乏自動監測系統，給值班人員的工作造成了不小的困難，也不利于廣播信號質量的提高。結合工作經驗，在本文中重點分析了短波發射機監測自動化系統的設計與實現，供有關人員參考借鑒。

關鍵詞：短波發射機；監測自動化；設計

中圖分類號： TN83 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）12-137-2

0 引言

現階段，廣播電視行業正在逐漸地改變人們的日常生活。近年來，廣播工作在傳遞正能量信息、增強人民幸福感等工作上發揮了顯著的作用。廣播信號發射工作對設備依賴程度較高，因此需要保障各類廣播設備的質量。短波發射機在廣播信號發射等工作中應用頻繁，鑒于短波發射機工作量較大、人工維護成本較高的現狀，應當開展短波發射機自動監測系統設計工作。

1 短波發射機及自動化系統

調諧系統、控制系統以及冷卻系統等是短波發射機的主要構成成分，各系統相互協調、共同發揮作用。國內應用最為普遍的短波發射機型號為PSM100Kw，該型號的短波發射機性能穩定、功能全面，能夠較好地完成信號傳遞與發射等任務。

短波發射機自動化監測系統由外圍設備、內部板卡以及接口控制板等構成。短波發射機的外圍設備與接口控制板卡構成復雜，其中馬達緩沖板、馬達驅動放大板以及調制器模板等硬件是接口控制板卡的主要構成成分。短波發射機的載波頻率輸出功能由頻率合成器與頻率預制板實現，驅動馬達的控制由馬達驅動放大板負責[1]。

計算機內部板卡由數字量數據采集卡、模擬量輸出卡以及轉換數據采集卡等元件構成。輸入輸出與隔離發射機數字量開關信號的工作由數字量數據采集卡負責，模擬量輸出卡則負責控制調諧電動機的運轉。

主機機箱、取樣板以及傳感器等元件是輔助硬件設備的主要組成成分。取樣板的作用是對電壓、電流以及偏壓等數據進行取樣。傳感器負責采集諸如電壓、電流、壓力、溫度等數據。

2 短波發射機自動監測系統需要支持的功能

為了最大程度地保障短波發射機自動化監測系統的質量，必須明確監測系統需要實現的功能。結合國內廣播行業工作狀況，認為短波發射機自動化監測系統必須具備模擬量監測、故障記錄、故障報警、查詢故障與設備運轉信息以及運行數據記錄等功能。除此之外，自動監測系統還需要支持用戶管理以系統維護功能，如此方能最大程度地提升短波發射機的運行質量與效率。

為了實現上述功能，短波發射機自動化監測系統應當具備多種功能模塊，其中包括數據管理模塊、信號處理模塊、系統管理模塊以及信息采集模塊等。

3 自動化監測系統的技術

3.1 客戶層技術

系統客戶層技術選型工作極為重要，決定了自動監測系統的用戶體驗?？蛻魧蛹夹g的選型工作必須要保障系統客戶端具備高效、方便等優勢。目前，認為JSP+AJax技術與Web技術能夠較好地提升客戶端的交互性。作為一種簡單易行、可靠安全的技術，JSP技術在各大自動化系統客戶端構建與升級工作中發揮了重要的作用。Ajax技術是一種復合型的技術，該技術支持自動化監測系統的更新與升級[2]。

3.2 中間層技術

SSH技術比較適合短波發射機自動化監測系統的中間層設計工作。作為一種三層框架技術，SSH技術的適用性與實用性較強，在自動化系統設計中應用非常廣泛。

3.3 數據庫層技術

經驗表明，在數據庫層設計中選用關系數據庫能夠收到良好的應用效果，主要是因為關系數據庫支持相同的核心模型，并且數據庫層技術應用非常普遍，大量應用案例關系數據庫技術在實用性與適用性方面表現卓越。此外，關系數據庫支持結構化查詢語言，對自動化監測系統的操作體驗提升工作大有裨益。

4 自動監測系統設計

4.1 數據庫設計

①選擇數據庫管理系統。短波發射系統軟件信息與各項運行參數是短波發射機自動化監測系統數據的主要構成成分?，F階段，Microsoft SQLSevrver數據庫應用較為廣泛，實際應用效果頗佳，因此，建議在短波發射機自動化監測系統數據庫層設計工作中采用Microsoft SQLSevrver 數據庫技術，如此能夠最大程度地提升數據庫的穩定性以及運行質量。

②數據庫設計。為了保障自動監測工作的質量，短波發射機自動監測系統設計工作必須確保數據庫具備較強的實用性、適用性以及邏輯性。自動監測系統的數據庫是儲存各類重要信息的主要結構，一旦發生問題將引起系統癱瘓，從而會造成經濟損失。

③安全設計。短波發射機的安全保障工作極為重要，為了有效地保障人員與設備的安全，需要嚴格控制安全設計工作的質量。通過查閱相關技術應用文獻，認為可以在安全設計工作中應用MD5算法。作為一種先進的單項散列算法，MD5算法的保密性性極好，能夠有效地保障數據庫中信息的安全，同時支持用戶識別功能[3]。

在系統中應用Acegi安全框架，通過相關過濾器技術實現身份驗證功能，從而保護系統各類信息的調用工作，防止非法或者不合理信息調用行為的發生。

④數據庫設計的問題及解決對策。亂碼是數據庫設計工作中最為常見的一類問題，嚴重地影響了系統的工作質量與效率。通過分析，可以得知字符編碼紊亂是引發亂碼問題的主要原因。在出現亂碼問題后，可以采用過濾器法、字符編碼轉化法等方法，實踐證明，上述方法具有較強的可行性、應用成功率頗高。

4.2 硬件系統設計

目前，市面上的主要有嵌入式控制器、可編程邏輯控制器、工業控制計算機以及單片機等監測系統設備。其中單片機的成本最低，但是客觀地看，單片機缺陷較多，其開發周期較長，并且不具備良好的抗干擾能力，因此不推薦在自動監測系統中應用單片機。可編程邏輯控制器即是PLC，該控制器的軟硬件非常成熟，具備良好的穩定性，美中不足的便是成本較高。工業控制計算機與PLC都具備較好的穩定性，但是該種控制器的后期維護保養具有較高難度，間接地增加了運行開發的成本。

嵌入式控制器穩定性好、抗干擾性強，開發成本適中，所以建議在硬件系統設計工作中采用嵌入式控制器，從而實現既保障自動監測系統質量又控制開發成本的目的。接口電路硬件改造工作必須嚴格遵循相關的技術規范與國家標準，確保改造后的硬件能夠正常發揮作用。下圖為嵌入式控制器外形圖：

4.3 軟件系統設計

①開發環境與設計原則。短波發射機自動監測系統中的軟件系統設計要遵循簡潔實用的原則，確保操作界面簡單大方，能夠滿足用戶的各項要求。操作界面需具備護眼功能，如此能夠有效地保護值班人員的視力。菜單級數最好不要超出3級，否則會造成操作拖拉的現象。字體顏色選擇較為重要，建議采用綠色字體，既能夠體現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視覺疲勞。界面采用SQL后臺數據庫，選用Web服務器。

②模塊設計。需要做好軟件系統模塊設計工作，使得系統支持故障報警、數據管理等功能?？蛻舳塑浖С謨Υ鏀祿牟樵?，查詢工作要求在最短時間內完成。系統需要支持保存近一個月數據的功能。軟件系統登錄界面包括數據管理界面、系統設置界面、顯示主界面以及登錄界面等。

5 結語

短波發射機自動化監測系統的設計工作具有重要的現實意義，為此，技術人員必須要充分了解各項設計要求、積極提升自身綜合素質、善于借鑒優秀設計經驗，如此方能最大程度地保障自動監測系統的質量。

參 考 文 獻

[1] 吳海軍.短波廣播發射機技術的發展探討[J].科技創新與應用，2015（18）.

[2] 李曉義，劉蓉.發射機房運行監控系統設計與實現[J].數字技術與應用，2013（04）.

[3] 萬本忠.發射機自動化監控管理系統[J].科技視界，2012（24）.