摘 要：文章對數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)提出了設(shè)計方案，該系統(tǒng)用于數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)射機的安全播出和自動化改造，實現(xiàn)了對發(fā)射機的實時監(jiān)測和控制。文章圍繞功能需求，重點介紹在此基礎(chǔ)上設(shè)計的地面數(shù)字電視播出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、硬件結(jié)構(gòu)。文章所介紹的新技術(shù)和構(gòu)建方案可以為各大發(fā)射臺站提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；自動化；TCP/IP協(xié)議；實時監(jiān)控

隨著地面數(shù)字電視技術(shù)的普及與推廣，我國將全面的構(gòu)建地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)，各地將廣泛采用越來越多的地面數(shù)字電視發(fā)射機。為了確保整個地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性，必須構(gòu)建一個數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)，對所有的地面數(shù)字電視發(fā)射機實現(xiàn)實時、有效地管理。

在過去的工作中，值班人員對發(fā)射機進行監(jiān)控，需要定時在發(fā)射機房內(nèi)通過巡機來檢查發(fā)射機的工作狀態(tài)，對發(fā)射機進行操作時需要在機房內(nèi)對發(fā)射機的控制面板手動操作。為了進一步提高系統(tǒng)工作效率，必須要有一套自動化遠程控制和監(jiān)測發(fā)射機的系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)的人力手動操作。

目前，國內(nèi)包括地面數(shù)字電視發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)在內(nèi)的廣播電視發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)還不夠完善，主要存在以下問題：第一，各發(fā)射臺站的地面數(shù)字電視發(fā)射機型號各異，各類型號的發(fā)射機硬件接口各不相同，相互之間又難以兼容，很難實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控。第二，大多數(shù)發(fā)射臺站發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)是專門為過去模擬電視廣播發(fā)射機設(shè)計使用的，無法實現(xiàn)對新一代數(shù)字電視廣播發(fā)射機的監(jiān)控，并且監(jiān)控系統(tǒng)的自動化程度比較低，無法滿足現(xiàn)在的需求。

1 數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)需求及目標

為了克服上述問題并提高節(jié)目播出的可靠性，地面數(shù)字電視播出系統(tǒng)必須是一套集自動開關(guān)機、節(jié)目監(jiān)控、功率告警、故障設(shè)備自動監(jiān)測和切換于一體的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)詳細需求如下：（1）實時接收顯示發(fā)射機的狀態(tài)信息，可隨時查詢處理接收到的相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)。（2）實時的聲光報警系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的突發(fā)狀況，自設(shè)定報警提示值班人員。（3）系統(tǒng)應(yīng)具有完善的安全防范措施，有記錄操作任務(wù)的功能，能對發(fā)射機狀態(tài)變化進行查詢、統(tǒng)計。

2 數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計

基于上述需求及目標，我們通過采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計了一種地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)，同時保證了該系統(tǒng)的通用性和未來的可擴展性。目前，TCP/IP是一種應(yīng)用成熟的雙向通信協(xié)議，而且基于此協(xié)議的各種應(yīng)用設(shè)備和技術(shù)可供選擇的很多，最終我們選擇TCP/IP協(xié)議作為我們設(shè)計數(shù)字電視自動化系統(tǒng)的核心協(xié)議。

基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可知：我們首先通過接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器將不同的硬件協(xié)議接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)接口，然后通過基于TCP/IP協(xié)議開發(fā)的軟件實現(xiàn)對所有發(fā)射機統(tǒng)一的監(jiān)控，在一個監(jiān)控終端下實現(xiàn)對多個不同類型的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機的集中控制，并最終形成高集成度的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。

3 數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)組成

發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)射機日常工作中的核心系統(tǒng)。它必須具備實時監(jiān)測發(fā)射機各部件工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)指標，具備簡單的遠程操作功能，可以自動或者手動的開關(guān)機，切換主備機，切換主備信號源，切換發(fā)射機主備激勵器，調(diào)節(jié)輸出功率，對故障狀態(tài)可以有效報警和記錄等。由圖1可知，基于TCP/IP協(xié)議的地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：被監(jiān)控的數(shù)字電視發(fā)射機、監(jiān)控接口、接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)交換機和監(jiān)控終端等。

3.1 被監(jiān)控設(shè)備

發(fā)射機是地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象。通常情況下，地面數(shù)字電視發(fā)射機和遠程監(jiān)控終端是通過相應(yīng)的監(jiān)控接口來通信的，雙方實時傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)。

3.2 接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器

地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)的目標是通過統(tǒng)一的監(jiān)控終端實現(xiàn)對所有發(fā)射機的監(jiān)控?？墒潜O(jiān)控終端的接口有限，通常還采用了不同的網(wǎng)絡(luò)交換協(xié)議，很難保證通訊接口能夠直接連接所有發(fā)射機。為此我們在地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計過程中利用接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器將不同的硬件協(xié)議接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)接口。

3.3 網(wǎng)絡(luò)交換機

地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用了TCP/IP協(xié)議，該系統(tǒng)把以太網(wǎng)集線器作為整個遠程監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機，這樣就可以方便地把監(jiān)控終端與各發(fā)射機連接起來，同時實現(xiàn)了遠程監(jiān)控系統(tǒng)的可擴展性。

3.4 監(jiān)控終端

為了提高系統(tǒng)的兼容性、便利性，通常采用計算機或服務(wù)器作為地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控終端。工程技術(shù)人員通過監(jiān)控終端觀察分析系統(tǒng)反饋的發(fā)射機狀態(tài)信息，隨時掌握發(fā)射機工作情況，及時應(yīng)對各種突發(fā)狀況，并且可以通過監(jiān)控終端對地面數(shù)字電視系統(tǒng)進行遠程控制。

數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備型號繁多，不同通訊協(xié)議的指令、數(shù)據(jù)很難兼容，為此首先需要通過集成監(jiān)控系統(tǒng)軟件解析各種通信協(xié)議，將各種不同的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議重新包裝在TCP/IP協(xié)議之上，這個過程又叫作協(xié)議包裝，從而把不同發(fā)射機的監(jiān)控數(shù)據(jù)統(tǒng)一用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。

當今數(shù)字電視發(fā)射機本身都具備遙控遙測接口，用于遠程或本地模式下對發(fā)射機工作模式進行設(shè)置、控制、實時狀態(tài)監(jiān)測。通過網(wǎng)絡(luò)，操作人員可以實時監(jiān)測發(fā)射設(shè)備的工作狀態(tài)，通過接收到的功率、駐波比、反射功率、工作溫度等數(shù)據(jù)判斷設(shè)備運行情況，并可以設(shè)計參數(shù)報警門限；可以訪問設(shè)備的控制器來遠程操作發(fā)射機，發(fā)出開關(guān)機、復(fù)位、切換等指令；可以訪問記錄數(shù)據(jù)，掌握發(fā)射機故障信息，操作日志，自動抄表等。

此外，為了保障地面數(shù)字電視自動化監(jiān)控系統(tǒng)的可擴展性，可以預(yù)留一些可擴展的協(xié)議實現(xiàn)接口。當需要接入新的發(fā)射機時，通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件的擴展接口解析新的通信協(xié)議，就可以實現(xiàn)對新接入的發(fā)射機進行監(jiān)控。該系統(tǒng)的投入使用將以往以人為主的監(jiān)聽監(jiān)測管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐约夹g(shù)為主，以人為輔，人機結(jié)合的方式，極大地提高了安全播出保障能力，同時也增強了值班過程中應(yīng)對電視節(jié)目出現(xiàn)停播等突發(fā)事件的能力，確保了安全播出，不斷地把安全播出工作推向前進。

該系統(tǒng)通過對發(fā)射機的實時監(jiān)控，極大地提高了發(fā)射臺工作效率，同時也增強了工作中應(yīng)對發(fā)射機故障等突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力，確保了安全播出。該系統(tǒng)可以供各個發(fā)射臺站借鑒。

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作者簡介：趙如一（1987-），男，北京人，助理工程師，工程碩士，研究方向：省部級科技論文。