陳克軍，陳 釗

(承德廣播電視臺，河北 承德 067000)

發(fā)射臺定時巡檢抄表提示系統(tǒng)

陳克軍，陳 釗

(承德廣播電視臺，河北 承德 067000)

廣播電視技術(shù)臺站的安全播出工作是個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，人工巡機(jī)、巡檢、抄表在安全播出、機(jī)房管理中仍具有其他技術(shù)手段不可替代的作用。結(jié)合技術(shù)臺站的工作性質(zhì)、技術(shù)特點，就自行設(shè)計、制作、安裝、使用巡檢抄表提示系統(tǒng)的情況予以介紹，該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實用意義。

廣電臺站；巡檢；抄表；提示

巡機(jī)、巡檢、抄表工作是對廣播電視技術(shù)臺站機(jī)務(wù)工作的基本要求，在保證技術(shù)臺正常播出的工作中有著重要的作用。雖然發(fā)射臺、轉(zhuǎn)播臺等技術(shù)臺站基本上都安裝有計算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和自動開關(guān)機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)了對發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)的自動記錄、檢測和自動控制等功能，但人工巡機(jī)、巡檢、抄表在安全播出、機(jī)房管理中仍是其他技術(shù)手段不可替代的。尤其是當(dāng)機(jī)房存在或發(fā)生煙霧、失火、氣味、漏水及設(shè)備打火、過熱等消防、水暖、溫度隱患問題時，都是通過值機(jī)員的巡檢、抄表來發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

但在實際工作中存在著值班員忘記巡檢、抄表或不按規(guī)定時間到機(jī)房巡機(jī)抄表的問題。導(dǎo)致故障隱患不能及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)備數(shù)據(jù)得不到及時記錄，出現(xiàn)故障不能及時處理，進(jìn)而影響安全播出甚至造成安全事故等問題[1-3]。

針對上述問題，結(jié)合發(fā)射臺、轉(zhuǎn)播臺的具體情況，自行設(shè)計、制作、安裝了 “發(fā)射臺定時巡檢抄表提示系統(tǒng)”，著眼于從強(qiáng)制巡檢、巡機(jī)、非人工干預(yù)不停止報警的方式實現(xiàn)到機(jī)房各處巡檢、到重點位置巡視的目的。系統(tǒng)尤其適用于機(jī)房與值班室分離的臺站。

1 系統(tǒng)工作原理

1.1 系統(tǒng)簡述

定時巡檢抄表提示系統(tǒng)由智能時鐘定時器電路、邏輯電路、語音電路、報警電路、提示電路、控制電路等組成，如圖1所示。

當(dāng)設(shè)定的時間到(設(shè)置為每2 h巡機(jī)、抄表一次)，定時器輸出一個1 h 59 min的脈沖信號，這時安裝在重點發(fā)射設(shè)備重要位置(設(shè)定為8～16個點)的提示指示燈將閃爍并觸發(fā)蜂鳴器報警，同時語音電路發(fā)出“巡機(jī)抄表時間到，請檢查發(fā)射功率、反射功率、電流、電壓……”的語音播報聲，播報語音聲和報警聲的喇叭分別安裝在機(jī)房、值班室或值班宿舍等值班位置?！俺泶_認(rèn)”開關(guān)分別安裝在發(fā)射機(jī)的“輸出功率”表、配電盤的“電流表”、信號源的“電平表”附近以及其他設(shè)備的顯著位置，利用語音、報警、閃光提示值機(jī)員到了巡機(jī)抄表時間，此時值機(jī)員必須要按下重要位置點的每一個“抄表確認(rèn)”開關(guān)，則該點指示燈熄滅、蜂鳴器關(guān)閉，此時可視為對該機(jī)已進(jìn)行了巡檢抄表，但語音電路仍然繼續(xù)發(fā)聲播報，只有當(dāng)重要位置點(8～16個點)的“抄表確認(rèn)”開關(guān)全部按完后，語音電路才停止播報。這時系統(tǒng)可認(rèn)定完成了本次的全部巡檢抄表。

圖1 8路定時巡檢抄表提示系統(tǒng)電路原理圖

當(dāng)設(shè)定的巡檢時間到，值機(jī)員若不去操作“抄表確認(rèn)”開關(guān)，系統(tǒng)視為未進(jìn)行按時巡檢抄表，系統(tǒng)將重復(fù)播放報警語音1 h 59 min，在停頓1 min后，又將重復(fù)上述報警和語音播報，直到按下全部的“抄表確認(rèn)”開關(guān)為止。

值機(jī)員在按下“抄表確認(rèn)”開關(guān)的同時，即使不抄表，也將在不經(jīng)意間看到機(jī)器狀態(tài)表的指示情況，能夠感知到機(jī)房的目前狀態(tài)，達(dá)到了強(qiáng)制到機(jī)房巡機(jī)、巡檢、巡視機(jī)器狀態(tài)、查看安全狀態(tài)的目的。

1.2 電路流程

為方便理解工作原理，以一路信號的控制、確認(rèn)過程為例，用簡明方框圖(見圖2)簡述其工作過程， 詳細(xì)工作原理如圖1所示，其中CD4043真值表如表1所示。

圖2 電路簡明原理圖

RSQn+110001100Qn11不定

系統(tǒng)電路的核心部分由定時器(或單片機(jī))作為基準(zhǔn)定時時間。在每天的設(shè)定時間內(nèi)輸出一個控制信號來實現(xiàn)自由開啟和關(guān)閉報警電路、提示電路的工作。運(yùn)用42輸入與非門IC3(CD4041)的邏輯功能和三態(tài)R-S鎖存觸發(fā)器IC2(CD4043)的邏輯保持功能，構(gòu)成系統(tǒng)控制、人為干預(yù)控制、系統(tǒng)觸發(fā)電路；由KD1(TWH8778)、IC1(NE555)、DL1(控制模塊)等構(gòu)成驅(qū)動、振蕩、顯示、報警、語音電路；最后由確認(rèn)開關(guān)KF1完成終極確認(rèn)。

工作過程簡述如下：圖2中繼電器JK的1、2和1、3接點是由時鐘定時器控制的常開和常閉接點，當(dāng)設(shè)定的巡檢時間到，JK的1、2接點吸合接通,1、3接點釋放斷開，則IC2的R端為0，S端為0，此時Q端保持為0，則與非門IC3的輸出端為1，控制報警電路、提示電路、語音電路等負(fù)載開始工作，此時報警LED發(fā)光管閃爍、蜂鳴器報警、語音發(fā)聲播報，完成了巡機(jī)抄表提示(詳見表1)。此刻如果不進(jìn)行人為干預(yù)，則報警音、提示音，發(fā)光管，將按設(shè)定時間不停頓地工作，此時值機(jī)員若按下“抄表確認(rèn)”開關(guān)KF1, 則IC2的S端為1，R端已是0，則Q端置1，這時與非門IC3的A、B端均為1，則輸出端為0，控制報警電路、提示電路、語音電路等負(fù)載停止工作，完成了該點的巡機(jī)抄表確認(rèn)。在這里開關(guān)KF1采用的是無鎖按鍵開關(guān)，當(dāng)按鍵開關(guān)彈起，S端輸入為0，但是因為RS觸發(fā)器R為0、S為0時觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，于是IC3還是1,1輸入不變，當(dāng)定時脈沖過后繼電器JK釋放，常閉接點1、3接通，觸發(fā)器IC2的R端置1，完成了復(fù)位，等待下一個脈沖的到來時再繼續(xù)上述過程。以此類推完成了1～16路的巡機(jī)、巡檢、抄表確認(rèn)過程。

1.3 控制電路

“控制電路”由時鐘定時電路、觸發(fā)電路等組成，見圖1。以8路系統(tǒng)來闡述其工作原理，當(dāng)時鐘定時器設(shè)定的定時時間到，KD1的5腳得電導(dǎo)通，直流6 V電源經(jīng)此使繼電器J1吸合，常開接點1與2接通，IC3、IC5的與非門的所有B端同時得電置1，此時IC2、IC4的R、S端置0，由表1可知，此時Q端保持為0，使得IC3、IC5四與非門所有的A端全部置0，從與非門的真值表可知，此時IC3、IC5的所有輸出端Y將全部置1，則輸出控制模塊DL1～DL8的2腳為高電平，內(nèi)部的NPN管(8050)和PNP管(8550)導(dǎo)通，直流6 V電源經(jīng)維修開關(guān)KW1～KW8(接通狀態(tài))及DL1～DL8的1腳、4腳，到達(dá)提示發(fā)光二極管LED11～LED18(安裝在本機(jī)的機(jī)箱上)的正極。則此時完成了起始控制。

1.4 報警電路

“報警電路”由多諧振蕩器IC1(NE555)等元件構(gòu)成振蕩源。此時控制信號經(jīng)電阻R21～R28到達(dá)開關(guān)管Q2的集電極，Q2受IC1的控制，IC1以1～2 Hz的振蕩頻率，控制其導(dǎo)通和截止，進(jìn)而控制發(fā)光二極管LED11～LED18的閃爍和蜂鳴器Y0發(fā)出間歇報警聲。同時直流6 V電源經(jīng)接線板P1～P8的1腳接到發(fā)光二極管GLED1～GIED8(安裝在抄表確認(rèn)開關(guān)內(nèi)部)的正極，其負(fù)極經(jīng)蜂鳴器Y1～Y8返回到開關(guān)管Q1的集電極，因Q1與Q2同時受IC1的控制，這樣安在機(jī)箱上的LED11～LED18和安裝在發(fā)射機(jī)各處的GLE1～GLED8將同時閃爍，蜂鳴器Y1～Y8也同時發(fā)出間歇報警聲。則此時完成了聲光報警。

1.5 語音電路

“語音電路”由錄制有語音信息的SD卡和MP3構(gòu)成， MP3的電源受控于主電路，使之總在播放狀態(tài)，在發(fā)出聲光報警的同時發(fā)出“巡機(jī)抄表時間到，請檢查發(fā)射功率、反射功率、電流、電壓……”的語音提示播報聲。只有當(dāng)全部的“抄表確認(rèn)”開關(guān)按完之后，播報音才停止。并且隨著按動“抄表確認(rèn)”開關(guān)數(shù)量的增加，伴隨語言的播放還將發(fā)出急促的報警聲，督促快速巡檢、確認(rèn)操作。則此時完成了巡機(jī)時間到的語音播報功能。

1.6 提示電路

“提示電路”由LED發(fā)光管、顯示板等構(gòu)成，在系統(tǒng)發(fā)出巡機(jī)、報警提示后，此時值機(jī)員可任意無序地按下“抄表確認(rèn)”開關(guān)KF1～KF8，被按開關(guān)對應(yīng)的發(fā)光管將熄滅，對應(yīng)的蜂鳴器將停止發(fā)聲，但語言提示將繼續(xù)播報。以第一路說明此過程：按下KF1時，直流6 V電源經(jīng)接線板P1的K端到達(dá)IC2的4腳1S端，則1S端為1，此時3腳1R端是0，則2腳輸出端1Q為1、IC3的1腳為1，與非門輸出端3腳為0，DL1內(nèi)的三極管8050截止，發(fā)光管GLED1失電熄滅，蜂鳴器停止鳴響，完成了第一路的抄表確認(rèn)。其他7路(或15路)以此類推。由于D11～D18二極管的隔離作用，只有將KF1～KF8全部都按一下，即只有當(dāng)8路(或16路)的“抄表確認(rèn)”開關(guān)全部按完后，語言電路才能徹底斷電，停止播報，至此完成了第一次巡檢抄表。待第二次設(shè)定的巡檢抄表時間到，將再重復(fù)上述過程。

提示閃光發(fā)光管GLED1～GLED8和蜂鳴器Y1～Y8相對應(yīng)地安裝在“抄表確認(rèn)”開關(guān)KF1～KF8里面的組合體。安裝在需要定時或經(jīng)常巡檢和抄表的位置。如發(fā)射機(jī)、信號源、配電盤等需要重點巡視的位置。

1.7 主要元器件選擇及功能應(yīng)用

時鐘定時器：采用市面上常見的LCD可編程電子定時器，也可以采用單片機(jī)，基本要求是每天能實現(xiàn)10次以上開關(guān)。

繼電器：為減小功耗，主控繼電器采用JQC-3F小型繼電器。8路系統(tǒng)分控繼電器采用5 V干簧繼電器。

觸發(fā)器：控制電路的觸發(fā)器是系統(tǒng)電路的核心部分，采用的是高電平觸發(fā)的三態(tài)R-S鎖存觸發(fā)器CD4043。它內(nèi)置4個三態(tài)R-S鎖存觸發(fā)器，具有獨立Q輸出端和單獨的置位S和復(fù)位R輸入端。Q輸出有三態(tài)功能，由公共的三態(tài)控制輸入端EN控制。當(dāng)EN為邏輯1或高電平時，Q端輸出內(nèi)部鎖存器的狀態(tài)；當(dāng)EN邏輯0或低電平時，Q端呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。各端腳功能中，EN允許輸出控制端；1R～4R為復(fù)位輸入端；1S～4S為置數(shù)輸入端；1Q～4Q為數(shù)據(jù)輸出端；VDD為正電源；VSS為地(見圖3)。

圖3 三態(tài)R-S鎖存觸發(fā)器邏輯圖

為保證工作穩(wěn)定和控制安全，在每一路的電源輸出端，即接線板P1～P8(P1～P16)的+B端要安裝0.2 A的保險管。主機(jī)與各個“抄表確認(rèn)”開關(guān)、機(jī)房顯示板之間要用屏蔽線連接，并做好接地。

門電路：采用42輸入與非門CD4011。它將4個與非門集合在一個芯片上，在應(yīng)用時，8路系統(tǒng)采用了兩片CD4011，16路系統(tǒng)采用了4片CD4011，內(nèi)部邏輯見圖4。

圖4 42輸入與非門邏輯圖

繼電器驅(qū)動電路：采用 TWH8778大電流驅(qū)動開關(guān)集成電路。它內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用方便。能高速控制外接負(fù)載的通斷。輸出電流大(24 V時為1.0 A)，開關(guān)壓降小，靜態(tài)功耗小，具有熱保護(hù)和自動過電壓保護(hù)功能。當(dāng)EN腳(控制端)為數(shù)字高電平(≥1.6 V，<6 V)時，輸入端IN至輸出端OUT即接通，反之即斷開。這樣就可以可靠地控制繼電器的吸合與釋放。

輸出控制電路：8路系統(tǒng)直接采用小體積低功耗的干黃繼電器，16路系統(tǒng)采用的是晶體管組合開關(guān)驅(qū)動電路，具有過載能力強(qiáng)、控制靈敏的特點(見圖5)。

圖5 組合開關(guān)驅(qū)動電路

2 系統(tǒng)特點

2.1 提醒顯示新穎獨特

在值班室的控制臺上安裝有紅字的“請巡檢抄表”顯示板，后襯高亮度發(fā)光管，受主機(jī)的中心振蕩器控制并與對主機(jī)的16個提示LED發(fā)光管、值班室的16個提示LED發(fā)光管同頻、同步顯示，間隔提示。

2.2 具有多點獨立顯示單點控制功能

控制主機(jī)安裝在機(jī)房，同時在機(jī)房外的值班室控制臺上安裝有獨立的顯示板和語言提示電路，當(dāng)巡機(jī)時間到，顯示板按照1 Hz的頻率閃動，使值班員在值班過程中即可準(zhǔn)確看到哪一路已確認(rèn)抄表，哪一路未確認(rèn)，方便隨機(jī)抄表或重點巡檢。

2.3 具有蜂鳴器獨立報警提醒LED同步顯示功能

在每一路的“抄表確認(rèn)”開關(guān)上都安有獨立的蜂鳴器報警提醒，在開關(guān)的顯示部分貼有“抄表確認(rèn)”字符，LED為高亮度綠色發(fā)光二極管，所有的蜂鳴器發(fā)出的1 Hz間歇報警聲和LED發(fā)光管顯示全部由一個555振蕩器產(chǎn)生，避免了報警聲混雜無序、不易辨別和報警LED閃爍頻率不一、雜亂無章的問題。

2.4 具有語言提示功能

語音提示時在機(jī)房和值班室同步發(fā)聲，將發(fā)射機(jī)房的各種重要信息進(jìn)行語言化處理，錄制在SD卡內(nèi)，將SD卡放在MP3里，將MP3的電源受控于主電路。

2.5 設(shè)有時間調(diào)整電子控制鎖

對時鐘定時器進(jìn)行了改制，在時間調(diào)整電路部分安裝了鑰匙開關(guān)，鎖定定時時間及操作功能，以免因誤操作造成時間錯亂而誤動作，確保設(shè)定時間的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.6 設(shè)有維修選擇開關(guān)

在毎一路控制端都安裝了撥碼開關(guān)，如果任意一路出現(xiàn)問題，或臨時停用時，可將此開關(guān)斷開，達(dá)到不影響其他路工作的目的。

2.7 科學(xué)合理設(shè)定時間

定時輸出時，時間為1 h 59 min，其間只有1 min的無脈沖輸出間隔。即使值班員不去抄表確認(rèn)也只有1 min的休息停頓時間，1 min后又將重復(fù)輸出脈沖信號，繼續(xù)報警提示。起到及時巡檢的作用。

2.8 具有通用性和針對性

本巡檢提示器，既可以應(yīng)用于廣播電視系統(tǒng)的技術(shù)臺站、機(jī)房，通過改變不同的設(shè)置還可以應(yīng)用于其他如行政后勤、安全保衛(wèi)、消防巡邏、供電供水等需要人為定時巡檢關(guān)注的設(shè)備系統(tǒng)。

2.9 優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)，合理配置器材

全部電路安裝在2U的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)，本著簡捷、方便、實用、可靠的原則，全部電路均為自行設(shè)計、反復(fù)試驗、自己動手組裝。電源采用5 A，6 V開關(guān)電源，內(nèi)部電路板與前后面板的連接全部采用排線插接，便于維修，“抄表確認(rèn)”開關(guān)與蜂鳴器串接供電，既滿足了電壓要求，又減少限流電阻的數(shù)量和連接長線。

3 結(jié)束語

定時巡檢抄表提示系統(tǒng)設(shè)計制作了兩套，一套16路的系統(tǒng)安裝在承德電視發(fā)射臺，分別安裝在7部電視發(fā)射機(jī)、6部調(diào)頻發(fā)射機(jī)、1部微波收發(fā)機(jī)、1部配電盤上，備用了1路。另一套安裝在承德中波發(fā)射臺，分別安裝在4部中波發(fā)射機(jī)、1部配電盤上，還有3路備用。自2011年1月投入使用至今已正常使用4年，實踐證明，效果明顯，工作穩(wěn)定，方便可靠，聲光并現(xiàn)，提示準(zhǔn)確。切實起到了巡檢提醒，強(qiáng)制巡機(jī)，督促抄表，確保安全的作用。

[1] 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：人民教育出版社，1981.

[2] 孫虎章. 自動控制原理[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1984.

[3] 謝東暉，杜國柱.廣播電視安全播出技術(shù)的發(fā)展與展望[J].廣播與電視技術(shù)，2014(8)：45-48.

Transmitter Timing Inspection Meter Reading System

CHEN Kejun, CHEN Zhao

(ChengdeRadioandTVStation,HebeiChengde067000,China)

The work safety of radio and television stations broadcast is a complex system engineering. The artificial inspection, inspection, meter reading in the safe broadcasting, computer room management still have other technical meanings irreplaceable role. Combining technical nature of the work station and technical characteristics, on their own design, production, installation, usage metering prompt inspection system are all introduced, and the system has a strong practical significance.

radio and television stations；patrol; reading; tip

TN948.61;TN949

B

10.16280/j.videoe.2015.16.011

2015年8月11—14日，消費電子與數(shù)字電視界的盛會“第十七屆全國消費電子技術(shù)年會(NCCE2015)”在吉林省長春市召開。會議以“新融合·新常態(tài)”為主題，旨在展示消費電子技術(shù)新業(yè)態(tài)、數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)新成果，探討媒體融合、互聯(lián)網(wǎng)+等大背景下的行業(yè)生態(tài)變革和廣播電視、消費電子新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。為了更加完整地展示年會的學(xué)術(shù)成果，《電視技術(shù)》在本期(2015年第16期)特開辟專欄———第十七屆全國消費電子技術(shù)年會(NCCE2015)，集中刊登來自清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、上海大學(xué)、中國傳媒大學(xué)、天津大學(xué)、數(shù)字電視國家工程研究中心、數(shù)字電視國家實驗室(北京)、國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等科研單位一線技術(shù)人員特為年會撰寫的精彩論文，以饗讀者。

【本文獻(xiàn)信息】陳克軍，陳釗.發(fā)射臺定時巡檢抄表提示系統(tǒng)[J].電視技術(shù),2015，39(16).

陳克軍(1961— ),教授級高級工程師，承德廣播電視臺副臺長；

陳 釗(1988— )，承德廣播電視臺助理工程師。

責(zé)任編輯：許 盈