地面數字電視廣播發射機集成監控系統

常衛民

摘 要 地面數字電視廣播發射機多位于偏遠地區，人工監測設備十分不方便，容易出錯，直接影響數字電視的廣播質量。為了提高工作效率，有必要實現廣播發射機的自動監控，研究廣播發射機集成監控系統。本文以統一的通信協議為原則介紹了通過TCP/IP協議統一不同的監控硬件接口協議并在以太網上傳輸數據的廣播發射機集成監控系統。

關鍵詞 自動監控；TCP/IP協議；接口協議；監控系統

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0116-02

地面數字電視廣播發射臺和發射機多位于城郊甚至山區等偏遠地區，工作環境差、工作強度大，人工進行設備運行狀態的監視及簡單控制十分不方便，而且容易出錯，導致管理效率較低，甚至直接影響數字電視的廣播質量。為了提高工作效率，減輕工作強度，有必要實現廣播發射機的自動監控。幸運的是計算機網絡通信技術的快速發展為發射機的遠程監控提供了嶄新而高效的手段，使得開發出廣播發射臺智能監控系統成為可能。然而目前存在的很多發射機監控系統還不完善，兼容性差、可擴展性低、自動化程度低，所以進一步研究廣播發射機集成監控系統十分必要。

1 發射機集成監控系統的功能

發射機監控系統一般實現以下幾方面的功能：監控功能、警告功能、數據保存功能及一些附加功能。

監控功能：對設備的運行狀態進行實時采集，包括主激勵器、備用激勵器、功放系統、冷卻系統的工作狀態信息。數值采集，包括射頻參數值、功放參數值、冷卻系統參數值的實時采集。遙控功能、實時警告功能、數據記錄保存功能。

還有一些監控系統可以設置用戶權限，即為不同權限用戶提供不同功能；有的還可以設置被監控發射機的IP地址、型號等參數，設置各參數的警告閾值。

2 發射機集成監控系統的方案設計

自2006年起，我國地面數字電視廣播網絡快速發展，然而在地面數字電視快速推廣的同時，廣播網中各發射臺的發射機種類、型號、監測及遙控接口各不相同，為此所設計的發射機集成監控系統應能識別各種發射機的監測及遙控接口。通過該監控系統，工作人員可以對站臺內所有發射機進行實時自動監測和遙控，實現集中統一管理，提高效率，保證地面數字電視廣播網的正常運行。除此之外，監控系統應滿足以下幾點要求界面友好、功能強大、可操作性強、能夠實現網絡管理等。一般情況下，發射機自帶監測及控制模塊，當其無該模塊時應先加裝合適的監控模塊。

2.1 集成監控系統的拓撲結構

我國地面數字電視廣播發射機的監控硬件接口較多，除國家標準中規定的RS232、RS485、RJ45接口，還有發射機采用GBPIB接口，并且不同監控接口所采用的協議也不相同，這便加大了廣播發射機集成監控系統的設計難度。所以，考慮到廣播發射機接口的多樣性及系統的可擴展性，本文以為，采用統一的、應用較廣泛的數據傳輸協議能夠較好的滿足上述兩個要求。另外，由于TCP/IP協議是目前應用最為廣泛的雙向通信協議，所以采用該協議作為統一數據傳輸協議能夠獲得最大的兼容性。

本文采用基于TCP/IP協議的地面數字電視廣播發射機集成監控為例進行分析，其拓撲結構示意圖如圖1、2所示。在該系統中，首先用接口協議轉換器將不同的協議接口統一為以太網接口，之后在此基礎上開發監控軟件。

2.2 集成監控系統的硬件組成

本文地面數字電視廣播發射機集成監控系統的硬件主要由以下部分組成：被監控設備、接口協議轉換器、網絡交換機以及監控終端等。

該監控系統的監控對象為廣播發射機（即被監控設備）。其中，激勵器是電視發射機的核心部分，主要用于音頻、視頻編碼和校正；功率放大器包括電平監測、前置級、推動級和放大輸出級，末級放大器主要采用感應輸出管IOT、四極管（包括雙向四極管的單電子管）以及全固態功率放大器；冷卻系統主要有風冷或液冷兩種系統，后者較前者降低了發射機的運行噪聲。

接口協議轉換器的作用是統一端口協議，即把不同端口協議轉換成TCP/IP協議，所有被監控的發射機通過以太網接口與監控端連接。

2.3 集成監控系統的軟件設計

地面電視廣播發射機集成監控系統的軟件部分采用分層、模塊化的思想，各組件之間相對獨立。根據目標需求，該監控系統主要包括以下幾個模塊：數據采集、數據保存、數據分析、控制模塊。

數據采集模塊負責監控終端和各廣播發射機的通信，收集各廣播發射機的狀態參數信息并給予顯示，同時數據采集模塊把這些狀態信息參數傳遞給數據分析模塊，經數據分析模塊分析后向被監控端發送控制信息，實現相應的控制。數據分析模塊根據各廣播發射機的狀態參數和相應閾值來判斷設備是否運行正常，當運行異常時該模塊會產生相應的控制信息，并通過數據采集模塊傳遞給相應的廣播發射機進行相應操作或給予警報。

在軟件實現過程中涉及到計算機、網絡通信等多方面的知識，如C++或C#編程知識、通信協議轉換的實現等，其中比較重要的是協議包裝。考慮到各廣播發射機的監控硬件接口很多，并且廣播發射機監控接口的傳輸協議有很多，本文以統一接口協議為基礎設計監控系統，并采用TCP/IP協議借用以太網來傳輸協議，故在數據傳輸之前需要對數據進行相應編輯，即協議包裝。

3 結論

廣播發射機多位于偏遠地區，設備的人工維護十分不便，目前我國地面數字電視廣播發射機集成系統還不完善，兼容性低、可擴展性差、自動化程度低，針對以上問題本文首先確定地面數字電視廣播發射機集成監控系統的目標功能，在此基礎上根據要點問題進行方案設計，介紹了集成監控系統的拓撲結構、硬件組成、軟件組成等。綜合可以發現，基于統一數據傳輸協議的地面數字電視廣播發射機集成監控系統能夠對具有不同監控接口的發射機進行統一、實時、高效的監控，可提高管理效率，極大地方便了設備維護人員，也確保了地面數字電視廣播系統的穩定運行。

參考文獻

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