廣播電視發射機自動化控制系統探討

李 旭

（魚臺縣融媒體中心，山東 濟寧 272300）

廣播電視發射機是一種電子設備，其主要功能就是將廣播電視信號準確地發送出去，但是廣播電視信號的發送過程比較復雜，需要先將廣播電視發射信號轉化成無線電波，然后將這種無線電波發送給廣播電視接收機，接收機接收到無線電波信號后經過處理，再將廣播電視信號以音頻或者視頻的方式表現出來。以前，廣播電視發射機的運行主要是通過人工控制的，相比較而言，自動化控制的廣播電視發射機其穩定性和可靠性更強。[1]隨著我國自動化技術的不斷發展，多個行業都在朝著網絡化和智能化的方向發展，廣播電視行業也不例外，因此，開發出一種具有自動化控制功能的廣播電視發射機也就成了本行業的重點方向。目前，已經有很多技術人員在明確了廣播電視系統運行情況和需求的基礎上，提出了在廣播電視發射機的運行過程中融入自動化控制技術。但是實際上，自動化控制技術在廣播電視發射機運行中的融入比較復雜，要想完全構建一個廣播電視自動化控制系統依然比較困難。這就需要相關研究學者在基于我國廣播電視發射機自動化控制系統運行情況的基礎上，尋找一種更加經濟、科學的發射機自動化控制系統，從總體上提高我國廣播電視發射機控制技術的水平。

1.廣播電視發射機自動化控制系統概述及構成

廣播電視發射機自動化控制系統中包括硬件設備和軟件設備兩個部分。軟件系統要想安全穩定地運行，需要硬件系統設備為其提供穩定的運行環境，所以說，硬件設備也是軟件系統運行的重要載體，硬件設備各種功能的發揮則需要通過軟件系統的指令實現自動化控制。廣播電視發射機自動化控制系統中的硬件設備和軟件設備，兩者有著極其密切的相關性。自動化控制系統抗干擾能力比較強，這是因為這種自動化控制系統隔離強電和弱電的功能比較強，即便是處于比較惡劣的環境中，也能夠安全穩定地運行。穩定的運行狀態還能夠有效解決自動化控制系統中出現的一些技術方面的問題，比如有著較強的抵御網絡病毒的能力，為整個自動化控制系統中相關數據的安全性做好了保障。如下圖1所示。

圖1 廣播電視發射機自動化控制系統

在系統構成方面，自動化控制系統包括硬件設備和軟件設備，硬件設備包括控制電路、數據收集電路、執行電路、信息轉換電路等，控制設備的主要工作就是對廣播電視發射機的運行過程進行實時監測，深入分析監測到的各項數據，并將得到的數據與標準數據進行比較，對比較結果進行分析，如果發現廣播電視發射機運行狀態出現異常，則會在第一時間發出報警信號，執行電路接收的信號，經過相關信息的轉換，最終會啟動系統保護功能。數據信息收集電路主要功能是根據廣播電視發射器的運行狀態，設計與這種運行狀態相符合的電路，并根據系統運行情況對廣播電視發射機的運行狀態進行準確的判定。對計算機開關進行操作主要由執行控制系統完成，工作中要保證各項操作的準確無誤。轉換電路主要功能就是將所接收到的廣播電視發出的一些模擬量信號逐一轉化成數字信號，然后將這些數字信號及時發送到計算機終端，對得到的數據進行分析，進一步明確廣播電視發射機的運行狀態。[2]延時電路的主要功能是避免突然加電的情況下，所出現的一些設備操控失誤等現象，進一步保證整個廣播電視發射機自動化控制系統的安全運行。目前，Windows 7、 Windows10系統都能夠支持廣播電視發射機控制系統軟件的運行，系統中還包括VB軟件、VC++等軟件。

2.廣播電視發射機自動化控制系統的特點

對廣播電視發射機自動化控制系統的特點進行分析后，將其進行了總結，目前廣播電視發射機自動化系統所具備的特點主要有以下幾個方面：（1）自動化控制。廣播電視發射機自動化控制系統與傳統的人工操作控制方式相比較而言，前者能夠為發射機控制系統提供自動化功能，這項自動化功能能夠對發射機自動化控制系統中產生的數據、運行狀態等數據信息進行自動化搜集和分析。當發射機出現運行故障時，會通過一些數據反映出來，并且還能夠在最短的時間內做出反應。同時發射機自動化控制系統還能夠對發射器的運行情況進行實時監測，準確率較高。（2）可靠性比較高。廣播電視發射機自動化控制系統能夠對廣播電視機接收到的數據信息進行自動化分析處理，通過處理能夠及時發現廣播電視發射機自動化控制系統中存在的一些故障問題。同時還能夠結合廣播電視機自動化控制系統的運行情況對所出現的故障的類型進行準確地判斷。還能對故障的嚴重性程度進行判斷，并在最短的時間內做出相應的處理反應，比如能夠根據故障情況進行遠程連接對話、報警以及自動關機反應，在經過大量的應用后發現，廣播電視發射機自動化控制系統所具備的差異化反應能夠對廣播電視發射機運行過程中出現的故障進行靈活的應對。[3]（3）適用性比較廣。廣播電視發射機自動化控制系統的應用基礎是目前的技術規則以及相關的標準，有這些作為保障，各種類型的廣播電視發射機都比較適用，有效避免了一些復雜設備的調試問題。（4）結構轉換自動化。將廣播電視發射機與自動化控制系統連接后，自動化系統就能根據廣播電視發射機的運行情況為其提供通信接口，對數據采集模塊的需求進行分析，然后對得到的數據進行綜合性的處理，進一步實現了結構之間的自動轉換，比如將廣播電視發射機自身的標準接口轉換成了 TCP或者IP網絡接口，順利地實現了結構之間的轉換。（5）廣播電視發射機自動化控制系統首先具備基礎功能，比如音頻和視頻信號的傳輸，除此之外，還能夠對實現遠程遙控和遙信，因為系統自身就能夠對廣播電視發射機的運行參數進行查詢，包括歷史運行參數也可以查詢，系統中會對每一次運行狀態及運行情況進行自動記錄，不可能還對廣播電視發射機自動化控制系統機房周邊環境、機房環境的溫度以及濕度等情況進行監測。

3.廣播電視發射機自動化控制系統的運行流程

廣播電視發射機自動化控制系統的運行流程主要為：先進行數據采集，然后進行數據透傳，在此過程中會應用到模塊功能，在實現信息上報下發時需要通過應用模塊的邏輯控制解析功能來完成，嵌入系統會將相關的數據信息準確地顯示出來，最后進行電路集成。[4]在對這種運行流程進行分析后發現，這種廣播電視發射機自動化控制系統運作流程的實現主要是利用了ARM與LINU模塊相結合。ARM與LINU模塊的相結合也就是將多個不同的設備所對應的開關量和模擬量進行了轉接和轉換，同時也將各個不同設備所對應的RS485和RS232等信息進行了轉接和轉換，讓這些端口能夠與以太網的端口相匹配。在應用TCP網絡協議進行通信的過程中，廣播電視發射機自動化控制系統能夠在相應的模塊自行建立Web服務器，能夠對系統中一些設備的運行情況進行遠程調試和現場試機。

4.廣播電視發射機自動化控制系統硬件設施的設計與應用

4.1 整體結構的分析

廣播電視發射機自動化控制系統中的硬件設施結構也主要由計算機與控制器共同建立，包括服務器、安裝檢測裝置、傳感器裝置等，在硬件設施的支持下能夠對軟件參數進行準確的設定，實現對硬件設備的精準化操作。自動化系統能夠保障發射系統的正常運行，同時還能夠對發射機和信源的運行情況進行實時監控。

4.2 監控與信源子系統的分析

廣播電視發射機自動化控制系統中的發射機能夠對多項數據進行收集整理，獲取到的數據信息能夠為廣播電視發射機的正常運行做好保障。通過對相關數據的分析，還能對廣播電視發射機的運行狀態進行實時監測，進一步控制天線的信號，根據接收到的信號自動打開或者閉合開關，將廣播電視發射機監控設備與信源子系統進行連接，全方位監控操控系統的運行情況。比如可以在自動化控制系統的下方設置多個不同的下位機，也就是監控子系統，每一個下位機對自身所管轄區域內的信號接收情況進行監控。通過音頻切換實現報警功能的正常發揮。設計信源子，一定要將衛星、調頻等一些比較常見的信號源作為設計的核心，在此基礎上適當的納入微博以及其他信號源，這樣的設計方式能夠有效提高信源子系統在設計方面的合理性。

4.3 監控系統的分析

自動化控制系統所具備的最為重要的一項功能就是控制功能，為了能夠及時檢測到系統故障，并且對所檢測到的故障進行有效的處理，就需要通過監控系統對廣播電視發射機自動化控制系統的運行情況進行全面監控。監控功能中監聽是最為重要的一項功能，監聽功能能夠對無線信號以及其信源情況進行有效監督，還能夠對廣播電視發射機所輸入的信號情況進行實時監視，并將這些輸入的信號作為判斷故障問題的主要依據，這對提高廣播電視發射機自動化控制系統運行的穩定性是非常重要的。[5]另外，監控功能還能夠對廣播電視發射機運行周邊的環境進行監控，對故障進行預判，這些都能夠為廣播電視臺的安全穩定運行提供可靠的保障。

5.廣播電視發射機自動化控制系統軟件設施的設計與應用

5.1 系統中的軟件

根據廣播電視發射機自動化控制系統目前所使用的操作系統來選擇自動化控制系統的軟件，在此項工作中還要考慮到廣播電視發射機的實際運行需求。在具體的應用方面，使用人員可以根據廣播電視發射機自動化控制系統的具體情況進行選擇。

5.2 界面管理功能

軟件系統中的狀態顯示功能其主要作用是能夠將廣播電視發射機監控到的整個系統的運行溫度、外界空氣濕度以及運行電壓等數據參數準確地顯示出來，實現對整個系統的可視化監控。[6]崗位管理功能主要是對系統操控人員的簽到與輪值情況進行記錄，進一步實現對系統中的一些故障信息進行存儲和統計。報表生成功能主要是對廣播電視發射機得到和發出的一些數據信息進行匯總分析，根據這些信息對廣播電視發射機的運行規律進行總結，除此之外，還能對一些數據報表進行打印。[7]短信報警功能其主要作用就是在及時發現廣播電視發射機出現運行故障后，將故障再以短信的形式發送給系統維護人員。

6.廣播電視發射機自動化控制系統的具體應用

6.1 自動化控制

廣播電視發射機在應用的過程中，其自動化控制系統能夠對發射機的運行情況進行自動化控制。比如，廣播電視發射機保持在運行狀態時，發射機自動化控制系統能夠有效收集和匯總廣播電視發射機內部的運行狀態數據，工作人員通過對相關數據信息進行分析，能夠進一步確定發射機的運行狀態。或者自動化系統對相關數據信息分析，能夠將發射器的運行狀態及時發送給后臺，工作人員也能夠準確掌握廣播電視發射機的運行狀態。這種自動化控制系統較人工控制系統而言，有效地提高了系統運行的穩定性和精準性，比如自動化控制系統能夠及時發現一些人工無法發現的細微問題，其可以收集到微秒級以上的數據信息，能夠及時察覺并進行分析，為廣播電視發射機運行狀態的監測提供了可靠的保障。另外，自動化控制系統還實現了遠程操控，能夠遠距離地對一些設備進行操控，并且準確性還比較高。[8]正是由于具備這些優勢，目前主要將廣播電視發射及自動化控制系統應用在了廣播電視發射機故障檢測方面，自動化控制系統的應用有效地減少了人工工作量，在一些故障檢測方面，甚至已經替代了人工操作。

6.2 人機交互

廣播電視發射機自動化控制系統的應用，雖然有效地減少了人工操作的頻率和人工操作控制的范圍，但是在一些特殊的環節上，并不能完全取代人工操作。即，在一些比較重要的廣播電視發射機操控操作方面，依然需要由人工完成，為了能夠實現人與機器之間的互相配合，就需要人與自動化控制系統進行有效的協作。[9]目前，在廣播電視發射機自動化控制系統開發和應用方面都依靠互聯網完成，借助于互聯網和網絡信息技術能夠在不同的設備之間，進行信息的遠距離傳輸和共享，這樣一來，處于不同工作崗位的工作人員、不同部門的工作人員都能夠及時查看到相關的信息，在信息的輔助下協作，從而實現了高效的人機協作。所以說，與傳統的人工操作相比較而言，廣播電視發射機自動化控制系統實現了人機交互，這種方式更加科學，安全性更高，也是促進廣播電視發射機自動化控制系統高效運行的必備條件。[10]

結語

總之，隨著我國科學技術的不斷進步，廣播電視行業對廣播電視信號發射機信號發射的精準性要求也在不斷提高，為了能夠更好地滿足這一要求，廣播電視行業相關工作人員要加強對廣播電視發射機自動化控制系統的開發和應用。在基于自動化技術和互聯網技術的基礎上進行廣播電視發射機自動化控制系統的開發，進一步提高廣播電視發射機自動化控制水平，提高廣播電視發射機控制的精準度，以便能夠在更多場合實現人機交互，通過多個方面的優勢促進我國廣播電視行業的不斷發展。