調頻廣播公有云監控系統設計

楊 勇

（葫蘆島廣播電視臺，遼寧 葫蘆島 125000）

0 引 言

葫蘆島廣播電視臺調頻發射機房于2019 年8 月由興城首山搬到老電視臺發射部。目前，葫蘆島廣播電視臺自辦廣播節目共有3 套，分別為89.4 MHz 交通文藝頻道、93.1 MHz 新聞綜合頻道及103.1 MHz 故事頻道。另外，99.4 MHz 為轉播頻道，轉播《中國之聲》。每個頻道每天的播出時間將近24 h，播出任務強度高，值機員工作量大，長時間工作容易導致值機員產生懈怠情緒，一旦設備出現故障，往往不能第一時間發現并及時處理。

長期的廣播無線發射傳輸實踐證明，停播故障多是因為沒能及時發現設備的異常狀態和故障處理不及時［1］。主要故障設備是接收信號的同步解碼器和發射機的激勵器。同步解碼器接收與控制信源，激勵器控制發射機的發射功率，通過設備的RS232接口與監測網關連接。值機員有查詢權限，可隨時查看設備狀態和報警信息；技術維護人員有管理權限，可對發射機進行開關機、發射功率調整等操作。葫蘆島廣播電視臺調頻廣播智能監控系統部署靈活，系統搭建快，設備接入快速，可通過瀏覽器、平板及手機等終端進行訪問，支持微信端實時監控功能，及時準確地為值機員和技術維護人員提供報警實時展示、報警微信推送及短信提醒功能。

1 監控系統介紹

1.1 系統特點

系統支持在公有云、私有云或者自建服務器上靈活部署，搭建快速快，能快速接入設備，滿足不同臺站需求，同時支持瀏覽器、平板及手機等多終端訪問，支持衛星端實時監控功能，集成度高、成本低，性價比極高。

1.2 系統功能

系統功能具有通用性、實時性及多頁面展示等特點。通用性方面，采用標準瀏覽器訪問方式，支持多種訪問終端形式（手機、平板、電腦）；實時性方面，具有實時監測數據刷新機制，刷新及警報響應速度小于1 s；多頁面展示方面，具有地圖頁面、詳細狀態頁面、分地區項目展示頁面以及全網網絡狀態頁面，適用于不同情況需求，采用HTML5 最新網頁開發技術和扁平化網頁設計風格，展示簡約清晰。

（1）實時監控。實時監控設備狀態參數、射頻狀態、環境配電以及音頻節目等多源數據，且數據實時雙向通道可監測、可控制。

（2）報警引擎。采用報警引擎設計思路，靈活、高效。用戶可根據監測需求自行選擇報警機制和配置報警門限。報警信息可分類展示，支持微信推送和短信推送服務。

（3）音頻監控。實時監聽流媒體，本地錄音，實現基于音頻特征參數的音頻內容實時對比和定時比對功能。

（4）歷史統計。定期歸檔實時數據，支持歷史數據快速條件索引查詢，具有后期數據加工、統計以及生產報表功能，同時具有對比曲線和數據回放功能。

（5）站點管理。監測站點及設備的智能部署，具有添加、刪除、配置、報警選擇以及查找等部署管理功能，同時管理項目信息、站點信息、產品信息及設備信息等資料。

（6）用戶管理。支持用戶名密碼登錄、手機號短信驗證登錄及微信二維碼登錄方式；對用戶進行權限認證；不同用戶具有不同的數據權限和功能權限。

（7）微信業務。實時監測監控設備、射頻、環境及音頻，實時展示報警，并微信推送報警信息。

1.3 系統結構

系統結構基于物聯網系統架構設計，設計原則為“低耦合、高可用、服務化、定制化”。服務器架構采用集群與負載均衡策略，使用全前端的交互方式（瀏覽器/客戶端/App/微信）。后臺服務采用分布式微服務軟件架構。整體網絡結構如圖1 所示。

2 遠程監控和運維管理

系統支持手機、平板電腦及瀏覽器等多種終端訪問方式，支持短信、微信端實時監控，使值機員和技術維護人員可以隨時監測發射機的狀態，如有故障可及時處理。為了保證系統運行的安全與穩定，可對不同的用戶賦予不同的權限。遠程監控結構如圖2 所示。

監控網頁端實時監測包含地圖主頁、音頻總覽、站點主頁及站點總覽。

地圖主頁包含設備地理位置與綜合工作狀態顯示，有正常（綠）、告警（橘）、異常（紅）以及掉線（灰）4 種指示狀態，可以點擊近端機/遠端機站點進入詳細站點主頁。

圖1 整體網絡結構

圖2 遠程監控結構

站點主頁包含近端機/遠端機站點的信息界面。左側樹狀菜單欄展示各種站點綜合工作狀態，有正常（綠）、告警（橘）、異常（紅）以及掉線（灰）4 種指示狀態，可以點擊站點名稱切換右側相應站點詳細顯示頁面。

站點總覽包含設備（以磁鐵顯示）與工作狀態顯示，有正常（綠）、告警（橘）、異常（紅）以及掉線（灰）4 種指示狀態，可以點擊磁鐵進入設備詳細工作頁面。

站點配合監聽網關設備可進行實時遠程音頻監聽，實時展示音頻電平，采集頻率、場強及信噪比數據并繪制曲線圖。每個頻道的聲音可以監聽60 s。

歷史記錄包含報警列表、歷史回看等。報警列表顯示當前站點名稱、報警時間、報警內容、消警方式、消警時間、持續報警時間、報警次數、是否消除、人工手動消警以及手動處理方案；歷史回看功能選擇需要的群組、站點以及時間段等參數，點擊查詢，可顯示這個時間段的數據信息，也可以導出為Excel 文件。

微信端實時監控提供對廣播覆蓋項目的實時監測服務，可進行遠程監測和控制，可接收系統推送的消息支持遠程音頻監聽，可查看覆蓋效果的監測數據。由于微信的使用率高，每條報警信息都能及時被發現。技術人員可以互相提醒并及時處理問題，即使在休息時間也可以隨時監測設備的運行狀態，從而保證廣播信號的安全優質播出。

3 主要監控、監聽網關設備

基站監控單元OHM32 設備是一款基于高性能Cortex-M4 處理器平臺搭建的用于廣播電視發射臺站監測的智能監控單元。設備通過有線網絡將發射臺站的相關工作狀態實時傳輸到中心監控平臺，支持對臺站所有設備的遠程監控。基站監控單元具有FM 信號接收場強和信噪比采集功能、回傳功能、查詢及配置功能、環境監測功能、傳輸發射設備監控功能以及機房配電監控功能。監控網關結構如圖3 所示。

圖3 葫蘆島廣播電視臺監控網關結構

智能監聽網關OH11 是一款用于FM 信號監測和監聽的網關產品，采用工業級高性能ARM 處理器，內置3 通道FM/AM 解調模塊，具備3 通道外部立體聲音頻信號輸入，可以對解調后的音頻或外部輸入音頻進行實時壓縮、本地存儲及實施網絡傳輸。設備采用通用流媒體協議，支持RTMP、HTTP 及HLS 等網絡流媒體協議。內置嵌入式Web 可實現對節目源音頻和FM 空收音頻實時監聽、監測及彩條展示等功能，也可以配合軟件實現監測、監聽等功能。另外，系統可以對節目源音頻和空收音頻進行實時分析和對比，及時發現停播、錯播及劣播等安全播出問題。監聽網關結構如圖4 所示。

圖4 葫蘆島廣播電視臺監聽網關結構

4 結 語

該監控系統為值機員提供及時準確的報警信息，使葫蘆島廣播電視臺的工作技術人員能第一時間發現問題并處理問題，有效保障了調頻廣播的安全優質播出，大大降低了事故率，使葫蘆島廣播電視臺的自動化播出更加智能、安全、穩定。