發射臺的發射機集中監控系統設計

譚浩文

摘 要 文章主要闡述了發射臺的發射機集中監控系統設計方案。主要采用先進的數字監控技術實時獲取現場的工作數據，為數字化發射臺的實現提供有力的數據保證，實現了“安全播出、遠程測控、故障預警、提高工作效率”的要求。全文從設計理念、硬件系統的構成、軟件系統3個方面進行了闡述，為加快發射臺的現代化管理提供依據。

關鍵詞 集散；多角度；全組態；多進程

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）233-0114-03

1 設計理念

隨著科技的不斷進步，數字化、網絡化、智能化、信息化趨勢的進一步加深，發射臺的安全、有效運行受到了極大的挑戰，為了更好的解決此難題，本文在借鑒國內外相關實踐經驗及有關科學研究的基礎上認為：發射臺的發射機集中監控系統設計需要以“科學管理、集散控制、模塊化、程序設計、針對性”等先進的設計理念為技術支持。

1）中短波發射臺自動化監控系統，此系統主要用來準確、客觀的反應出發射機的運行情況。因此，在設計時以準確、可靠、反應迅速為基本設計思想，以科學管理理念為目標。

2）發射機集中監控系統設計時以“集散”控制理念為主，這樣的設計方式能夠解決系統容易發生的問題，降低風險，這樣的情況下，每一個的系統單元都相對獨立，即使單個的單元出現故障也不會導致系統整體出現崩潰。

3）系統設計的主要目是工作上的得心應手，于是將軟件作為效率的突破口，主要是控制軟件的后臺進程，換一種方向來進行軟件的進程控制，轉變思路，將每一個監控單元實現并行化的處理模式，避免單一進程導致的互相延誤。

4）系統是多個模式和結構共同組成，系統功能的完整性基于各個結構和模塊不同的分工。

5）在硬件設計上以針對性為主，發射臺有一個嚴重的缺點，最需要重視的一個問題就是他的高頻率，這樣勢必影響硬件的使用，對元件造成干擾，影響系統工作效率。盡量避免發射臺本身的影響，元件的選用就需要重視起來。選用的元件封裝方式可以采用表貼封裝（SMD）。線路板在系統中就如同人體的骨架，連接各個元件，承載整個系統，越重要的設備骨架就要結實，采用多層無非是一個好的解決辦法；在抗干擾方面我們采取了二次濾波方式；系統的電源方面，保證供電的穩定，不亂陣腳，必須降低發射臺高頻的影響，選用濾波能力強的系統模塊，讓系統電源得到凈化。

2 硬件系統的構成

1）結構原理（如圖1所示）。

發射臺自動化監控系統中為了提高工作效率，在每個監控模塊相互聯系運行的同時，又能夠兼顧自己的功能，相互獨立。不僅僅兼顧系統一體化，同時重視每個設備本身的功能性。采用新穎的集散控制，每一個設備用網絡進行聯系，只要控制終端就可以實現整體的系統控制。控制的集中化，功能的分區化，降低了故障的發生幾率，有效避免系統的風險性。自動監控系統還擔負著向管理網提供監測數據的重任。

2）下位機采用Winbond W77E058A40DL 加上TI公司通用異步收發器（UARTS） TL16C550CIFN 為核心進行設計。

其中：Winbond W77E058A40DL是一個快速8051兼容微控制器，控制器進行很多次的研究設計，對其的缺點進行避免、優化，指令執行速度比標準8051要快許多。W77E058內含32kB Flash EPROM，最合適的電壓為4.5V～5.5V，為提高利用率，減少I/O口使用。用戶完全可以使用片上SRAM代替外部SRAM。TLl6C550包含一個處理器中斷系統，有N PACKAGE（40腳）和FN PACKAGE（44腳）兩種封裝形式。使用TL16C550非常簡便可靠，實現了DSP和PC機的通信。

3）發射機監控與音頻監控與采集控制器之間連接采用STP屏蔽雙絞線，并裝入屏蔽空心管中以防強電磁干擾。

4）冷備機控制系統。冷備機控制系統目的是避免發射機長時間開啟低壓而設計的。由于發射機本身低壓系統的開關使用的是硬開關，為使得自動化控制系統能夠實現真正意義上的自動化開關、控制機器，需要額外添加一套冷備機控制系統以使得系統與發射機能夠進一步融合，其具體電路是一組繼電器電路，如圖2所示。

A、B機低壓合、斷電子開關在下位機，當下位機或者服務器發出開機信號，A機低壓合電子開關閉合瞬時閉合，繼電器JK1工作，JK1常開觸點閉合，發射機低壓開，并形成自鎖。當下位機或者服務器發出關機信號，A機低壓斷電子開關斷開，繼電器JK2斷電釋放，繼電器JK1同時斷電，常開點釋放，A機低壓關閉。同理B發射機冷備機控制電路。

5）發射機系統運行采用參數控制，這樣大大加強了系統的工作效率，參數控制系統流程就是參數的采集，參數的分析，最終對參數進行不同的處理，處理之后執行相關命令。其中的重要設備就是下位機，在參數采集與執行方面發揮著不可替代的作用?？杀O控的發射機參數如下：

（1）模擬量：輸出功率、反射功率、主電流、調幅度等；

（2）狀態量：風故障、外部聯鎖、門聯鎖、主電源過壓、主電源過流、欠推動、過推動、降功率指示、升功率指示等；

（3）控制量：過載復位、高功率開、低功率開、關機、升功率、降功率、自動倒換備機、信號源切換等。

6）監視監測系統。系統提供多種多樣的監視監聽功能：

（1）信號源監聽報警。如圖3所示，通過計算機軟件系統向音頻切換器發送指令，可以選擇切換器預監通道的音頻信號，確認無誤后再通過通道切換其輸送到音響監聽。

（2）信號差動監視監測。如圖4所示，系統提供了差動監視功能，這樣就是結合音頻的頻率浮動，監測發射機特殊的音頻輸入信號和放射頻率信號。同時可以預設每路的報警門限閾值和報警延遲時間，一旦出現音頻丟失的現象立即對該路進行報警。

（3）調幅度監測。實時監測各部發射機的調幅度以及載波的動態顯示情況，并將采集計算的結果通過高速總線傳給數據處理服務器。

7）報警途徑及GPS校時系統。系統設計了多種的報警功能，主要有聲光、聲音以及短信報警。GPS校時系統通過與衛星實時通訊為整個系統提供一個標準的時標供系統中不同設備使用。

8）環境參數監控系統。該系統是對發射臺機房內的相關環境信息進行采集監控，主要包括機房溫度、濕度、煙感、浸水報警等信息，使得工作人員能夠及時了解發射機工作狀態。

9）電力監控系統是通過對市電的相關參數的采集對供電系統的故障進行及時的發現報警并采用相應的應對措施。

10）視頻監控系統。利用數字視頻技術對機房、倉庫、天線場地等重要場所進行監控，通過視頻服務器將數字視頻信號傳送到局域網，操作者可以對場內環境進行實時監視監控。

3 軟件系統

上位機采用工業控制計算機，操作系統為Windows Server、服務器的數據庫采用access中文版。

1）日常管理界面通過Internet Information Server（IIS）建立的一個Web服務器進行管理。因為IIS與WindowNT Server是一個完整的集成體系，擁有緊密的集成性，Windows NT Server和NTFS其內置的安全特性，為Internet和Intranet站點的安全靈活提供了條件。IIS支持HTTP，FTP以及SMTP協議，IIS可以憑借CGI和ISAPI全面擴展。IIS相應性極高，使用過程中又能夠極少的占用系統資源。同時IIS與Windows NT Server網絡操作系統緊密的集成在一起，安裝IIS，會大大降低系統的管理和配置。

2）軟件的設計思想。Windows是一個可以進行多任務高效率的操作系統，這就為一臺設備同時處理多個系統數據成為了可能，為提高工作效率，設備可以單一處理系統的工作進程，同時又可以使用不同的線程參數控制聯系各個設備，實現各個設備之間的通訊。系統的參數不是固定不變的，用戶完全可以根據系統的使用情況定義合適的參數，實現系統的自由化。比如對監控的發射機和參數的數量、參數的量程和報警閾值等都可以依據需要隨便定義。

4 結論

中波發射臺自動化監控系統的應用，使得發射臺的安全優質播出得到了更有力的保障；同時為廣大一線值班人員提供了一個助手，避免長時間枯燥的工作，減少故障率的發生。通過一段時間的上機使用，該系統能穩定工作于當前的播出環境狀態下，未發生停播、錯播等安全播出事故。

參考文獻

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