無線數字電視發射機房電力遠程監測系統研究

摘 要：應用C/S架構對無線數字電視發射機房電力遠程監測系統進行設計。系統中包括一個監測中心和多個監測終端。監測中心能夠與各個機房監測終端進行數據交互，監測終端能夠監測主要分支電力的工作狀態，將監測過程中的人力消耗降到最低，提高整體監測質量。文章著重對無線數字電視發射機房電力遠程監測系統進行論述，以期達到良好的應用效果。

關鍵詞：無線數字；電視發射機房；電力遠程監測；系統

1 概述

近年來，無線數字電視在鐵路、公交、戶外廣告和移動多媒體等領域應用比較普遍。在城市或者鄉鎮建立單頻網、差轉臺或直放站等，能夠提高信號質量。同時，其對供電的穩定性和持續性要求也比較高，以保證機房內各項設備的正常運行。當前，很多發射基站以人工巡檢為主，嚴重影響了信號檢修質量。無線數字電視發射機房電力遠程監測系統，能夠測量各設備支路電流、電壓和運行狀態等參數，以實現對各設備運行狀況的監測和記錄。同時，也能夠加強機房的安全防范和反恐保障。該系統能夠快速、準確、直觀的對各個監測點的數據進行顯示，在故障情況下，實現報警的即時性，以提醒值機員和維護人員盡快趕到現場對事故進行處理，提高設備安全管理質量。

2 系統功能和監測終端平臺

2.1 電力遠程監測系統功能

電力遠程監測系統包括監測終端、通信層和遠程監測中心。監測終端對各電力支路的參數和工作狀態進行采集，并結合預設值，對故障進行判斷，能夠實現報警、日記查詢和本地顯示等；遠程監測中心具備智能性和多功能性，內部包含管理系統軟件，能夠實現現場數據的采集和自動化處理，其對發射機房回傳的數據進行收集，借助數據庫，進行數據的存儲和管理，并具有數據分析、告警提示和報表打印等功能；通信層借助C/S架構設計，它的服務端是遠程監測中心，借助TCP傳輸協議和各機房客戶端實現通信[1]。

2.2 監測終端平臺

2.2.1 硬件結構

發射機房電力監測終端的結構比較復雜，其處理核心是微控制器。它借助SM系列電流變送器，將電壓信號傳輸到控制器的ADC口，并借助SPI接口與網絡模塊W5100接入Internet。LCD對機房現場監測結果和告警情況進行顯示。

發射機房電力監測終端中的傳感器設備接入接口比較多，實現對現場數據的遠程監測和管理。如果監測到異常情況，系統會發出報警。同時，也可以借助系統預設的應急程式，對應急措施進行自動啟動，幫管理人員排除故障，將故障損失降到最低。

2.2.2 支路電壓和電流監測方法

主電力系統采用交流和大電流回路將電力送往設備，實現電能傳輸，不能夠直接與控制器C8051F240的ADC口連接進行測量。應用互感器，對交流大電流數值進行控制。以SM系列線性交流電流變動器SML50AEC-12/24為例，其具有高靈敏度特點，初級與次級隔離；單電源供電，電源電壓范圍和電流測量范圍分別為12-24V和0-50A；交流輸入，輸出直流電壓為0-5V。SM系列電流傳感器借助外接電阻，將電流輸出轉化為電壓輸出。

3 客戶端軟件

客戶端軟件以C語言設計為主，結構簡單。通過調用不同的功能子函數，實現結構設計。子函數包括初始化模塊、網絡連接構建、數據采集處理、日志操作和數據格式處理等。技術人員要對每一個節點進行嚴格控制。

3.1 程序流程

終端上電后，進行系統初始化，然后與服務器進行TCP網絡連接。正常通信之后，終端對各支路的電流和電壓值進行采集，并對采集的數據進行分析、處理和判斷。如果數據正常，對其進行打包，發送到服務器端；如果數值異常，寫入日志，啟動本地報警，在LCD上顯示告警原因，將數據和告警報錯類型同時發送到服務器中。在設定好的掃描時間基礎上進行延時，進行下一次循環。重視掃描周期設計，對電流和溫度變化進行考量，將量級和掃描周期分別控制在1/10s和100-200ms。同時，技術人員也要結合具體情況，對軟件流程進行明確認識和了解。

3.2 數據處理

數據處理從數據采集底層開始，以確保數據處理的普遍性和適用性。不同的測量定義都要對應一組數據，結合先驗知識或后驗知識進行人工設定。取得檢測量數值后，對其進行評估，以明確實時狀態。數據采集過程：（1）從模塊讀取數據、采樣；（2）將采樣次數控制在5次，分別去掉最大和最小，平均值即為實時數據。（3）數據評估。如果數據不合理，繼續執行采樣工作。如果依然不合理，放棄采集，記錄為故障。

4 集中監測管理重心

4.1 數據傳輸協議

上傳數據和下行指令都是系統客戶端與服務器端的上下行數據交互。對數據傳輸協議進行定義，并以幀的格式對其進行打包，借助TCP連接進行發送。協議規定每個幀都以#DVB#開始，以#END#結束，以區分每個幀數據。在每個機房的監測終端設置固定的IP地址，在監測中心管理系統對其進行錄入。

4.2 報警類型

本地報警即在控制器上進行聲光報警，并對報警信息和處理方法進行記錄，進而傳送到監測后臺。監測后臺能夠實現遠程報警，其在人機交互上彈出相關界面，并對具體的機房故障情況及原因進行明確。常見的故障報錯情況一般包括停運、正常、預警、告警、開路、短路、干擾、缺陷八個類型。它們的錯誤代碼分別為Error0、Error1、Error2、Error3、Error4、Error5、Error6、Error7。

通道故障一般包括通道數據異常、開路、短路等。模塊故障包括無通信回應、掉電、接觸不良或模塊損壞。通信線路故障背景下，所有模塊都沒有響應。干擾是指電磁環境背景下，出現無效壞數據。如果出現該種情況，對近期測量數據進行發送和存儲，以有效消除干擾問題。如果不存在連續壞數據，則說明缺陷集中在通道或電流變送器上。

5 結束語

應用C/S架構對無線數字電視發射機房電力遠程監測系統進行設計，并借助SM電流變送器對大電流進行準確測量，再通過微控制器C8051F340實現數據的采集、處理、網絡接入和數據傳送等，以進行設備實時監測。在網絡規模比較大和用戶數量比較多的基站中，其具有良好的應用效果，能夠對數字電視發射機房電源進行統一管理。最大程度提高其實時化、智能化和網絡化，實現無人值守基站管理模式的構建，使運維模式更加主動，并將故障隱患降到最低。

參考文獻

[1]張帆，趙志梅.無線數字電視發射機房電力遠程監測系統[J].電視技術，2011（24）：74-76.

[2]劉長凱.遠程電視發射機房電力監控系統[J].有線電視技術，2012（10）：83-85.

[3]王徐.貴州廣播電視臺發射機房監播系統的設計與使用[J].現代電視技術，2015（9）：119-123.