文/龍坤

（作者單位：河南人民廣播電臺）

1.設(shè)計目標(biāo)與原則

某廣播電視發(fā)射臺地處海拔915米的高山地域，距離市區(qū)約60km，發(fā)射臺4套調(diào)頻節(jié)目，改造完成后的發(fā)射臺轉(zhuǎn)播省臺一套電視節(jié)目、一套調(diào)頻節(jié)目，發(fā)射一套地面數(shù)字電視，并對中央人民廣播電臺2套調(diào)頻節(jié)目進(jìn)行轉(zhuǎn)播。發(fā)射臺監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)一期利用光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理監(jiān)控，包括發(fā)射機狀態(tài)和控制、圖像信息、機房環(huán)境參數(shù)等，旨在將監(jiān)控管理傳輸?shù)竭h(yuǎn)端，實現(xiàn)對調(diào)頻發(fā)射機房的綜合監(jiān)控。另外，對地面數(shù)字電視發(fā)射、微波傳輸系統(tǒng)來說，發(fā)射臺通過計算機實現(xiàn)實時監(jiān)控。

1.1 設(shè)計目標(biāo)

調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)監(jiān)控的設(shè)計目標(biāo)：旨在如何更好地控制、記錄信息，如何更好地記錄與控制實現(xiàn)狀態(tài)信息，如何記錄、控制告警信息，包括調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)功能、遠(yuǎn)程控制開關(guān)、功率調(diào)整等功能，并提供一系列信息，如發(fā)射機狀態(tài)、開關(guān)機情況、功放模塊狀態(tài)等；設(shè)定相關(guān)工作條件，超過預(yù)設(shè)值進(jìn)行聲、光報警。

調(diào)頻信號監(jiān)視：旨在以光柱方式進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)異常時進(jìn)行聲光報警，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，實現(xiàn)電力供應(yīng)、環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)采集記錄功能，實現(xiàn)信源監(jiān)控及發(fā)射后信號解調(diào)監(jiān)控。記錄功能：將視頻、數(shù)據(jù)服務(wù)器安裝在機房，以實現(xiàn)便捷的查詢功能，并采集一個月中的監(jiān)控圖像和數(shù)據(jù)，完成記錄。圖像監(jiān)控：在機房安裝5個攝像頭，實時對機房進(jìn)行監(jiān)控機房，將4套調(diào)頻節(jié)目的無線接收作為音頻信號，并以圖像的形式記錄下來，傳到服務(wù)器中。遠(yuǎn)程管理功能：通過以太網(wǎng)絡(luò)，可以提供遠(yuǎn)程控制功能，所有的圖像和數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程查詢。地面數(shù)字電視發(fā)射監(jiān)控：利用網(wǎng)絡(luò)傳輸手段，對安裝在二樓機房的地面數(shù)字電視發(fā)射機進(jìn)行監(jiān)控。微波信號傳輸監(jiān)控：利用微波監(jiān)控接口，監(jiān)控微波傳輸，避免出現(xiàn)發(fā)信、收信、告警等故障。

1.2 設(shè)計原則

安全可靠性原則：在廣播電視監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，為了避免監(jiān)控系統(tǒng)影響播出發(fā)射系統(tǒng)，首先要考慮的問題就是安全可靠性，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控不能與互聯(lián)網(wǎng)連在一起，必須嚴(yán)格進(jìn)行隔離。先進(jìn)性原則：在設(shè)備選用上，需要選擇當(dāng)前最先進(jìn)的設(shè)備。兼容性原則：系統(tǒng)升級應(yīng)當(dāng)盡量減少升級的投資費用，應(yīng)當(dāng)保證可升級擴(kuò)展。擴(kuò)展性原則：為了便于業(yè)務(wù)以及功能的擴(kuò)展，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)當(dāng)采用模塊化結(jié)構(gòu)。實用性原則：根據(jù)我國的國情，選擇實用性強的設(shè)備，滿足現(xiàn)行需求。

2.系統(tǒng)組成

2.1 調(diào)頻發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)

為了實現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)庫紀(jì)錄，調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)電臺4套調(diào)頻節(jié)目信號傳輸、發(fā)射機運行、機房環(huán)境等數(shù)據(jù)，通過圖形界面現(xiàn)實實現(xiàn)一系 列功能，是本系統(tǒng)的重點所在，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、查詢等。該系統(tǒng)是由一系列功能模塊組成，發(fā)射臺主要承擔(dān)電臺調(diào)頻廣播發(fā)射任務(wù)，如循環(huán)監(jiān)聽報警系統(tǒng)、配電及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、WEB數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，因此，發(fā)射機系統(tǒng)正常運行關(guān)系到安全播出，監(jiān)控系統(tǒng)的重點就是調(diào)頻發(fā)射及環(huán)境監(jiān)控。并且調(diào)頻播出最終檢驗就是無線接收廣播監(jiān)視，信源傳輸會對發(fā)射系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生影響，因此，必須將無線接收廣播監(jiān)視納入到監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)中。同時，發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)也不許包含對電力供應(yīng)、環(huán)境溫度監(jiān)測，確保機房電源、溫度、濕度，使發(fā)射機系統(tǒng)能夠正常工作，并提供報警功能。

發(fā)射機監(jiān)控：本發(fā)射機的主機采用了哈里斯Z10CD全固態(tài)10kW調(diào)頻發(fā)射機，采用兩個雙工器合成后，發(fā)射機提供RS232通訊接口，經(jīng)過兩幅調(diào)頻天線發(fā)送，杭州杭淳5kW發(fā)射機是備機并開放通訊協(xié)議。但純粹采用RS232接口進(jìn)行通訊，由于監(jiān)控機房與發(fā)射機房存在一定距離，傳輸容易受干擾，并距離不遠(yuǎn)。因此，在信號傳輸方式中，集中控制機通過發(fā)射機RS232接口安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換器，再次轉(zhuǎn)換回RS232?？紤]其數(shù)據(jù)線具有較高的抗干擾性和傳輸性能，杭淳發(fā)射機廠家采用了CAN通信協(xié)議，在通信協(xié)議適配器前，為其提供了CAN轉(zhuǎn)換RS232轉(zhuǎn)換器，并采用直接CAN傳輸方式將其轉(zhuǎn)換為RS232通訊協(xié)議。

配電檢測和環(huán)境監(jiān)測：為了將機房三相電源的電壓、電流采集到集中控制計算機進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)射機通過穩(wěn)壓器RS232監(jiān)控接口，采用電子穩(wěn)壓電源供電；為了將數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)傳單元送到集中監(jiān)控計算機，將煙霧探頭、溫度、濕度傳感器安裝在機房上，一旦出現(xiàn)異常立即進(jìn)行報警。

音頻信號監(jiān)控：調(diào)頻音頻節(jié)目傳輸主備各一路，采用光纜通信和美國BCI公司1208E 8路AES數(shù)字音頻光端機。另一路則為了達(dá)到發(fā)射臺采用解碼器恢復(fù)為AES數(shù)字信號，通過編碼、復(fù)用，采用了數(shù)字微波方式備份傳輸，并進(jìn)入數(shù)字微波。切換器經(jīng)過三選一后，在進(jìn)入數(shù)字音頻處理器后，三路傳輸信號兵分兩路，一路數(shù)字信號直接去哈里斯數(shù)字激勵；一路數(shù)字信號去杭淳發(fā)射機。設(shè)計中，為了簡化處理，音源信號監(jiān)測選擇了音頻處理器模擬輸出信號，當(dāng)每套廣播立體聲信號進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，合成一路模擬音頻，通過數(shù)傳單元進(jìn)入監(jiān)控主機。為了對4路調(diào)頻信號進(jìn)行解調(diào)接收，無線發(fā)射系統(tǒng)音頻監(jiān)聽能夠提供循環(huán)、手動監(jiān)聽模式，并采用思路循環(huán)監(jiān)聽報警器，對每個頻道單獨設(shè)置工作時段。在工作時段內(nèi)，經(jīng)過一定時間延時后，將4路解調(diào)輸出分配一路到A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)后，未接收到調(diào)頻信號或信號音頻幅度過低時進(jìn)行聲光報警，并經(jīng)過采集，進(jìn)入數(shù)傳單元發(fā)送給集中控制計算機。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)：數(shù)據(jù)記錄采用單獨的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來完成，能夠提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，為了供遠(yuǎn)程用戶訪問實時數(shù)據(jù)，將WEB服務(wù)器安裝在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。為了避免網(wǎng)絡(luò)直聯(lián)，在數(shù)據(jù)通信方面，采用專用串口集中控制計算機與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，從而進(jìn)一步提升整個系統(tǒng)的安全性。

系統(tǒng)實現(xiàn)功能：①自動數(shù)據(jù)記錄。通過發(fā)射機上監(jiān)控接口，發(fā)射機房中的集中控制計算機采集運行數(shù)據(jù)，并將其保存在數(shù)據(jù)庫中?？梢愿鶕?jù)用戶要求、發(fā)射臺要求設(shè)定數(shù)據(jù)采集時間，可以設(shè)定為每60分鐘記錄一次。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供WEB服務(wù)能夠?qū)Πl(fā)射機的運行情況進(jìn)行觀察，通過VLAN專網(wǎng)保存接收到的數(shù)據(jù)。②自動開關(guān)技能。為了控制自動開關(guān)機，可以按照用戶預(yù)設(shè)定的開關(guān)機時間來控制計算機。當(dāng)?shù)疥P(guān)機時間后，系統(tǒng)會自動延遲關(guān)機時間，還可以到播音結(jié)束。③自動生成數(shù)據(jù)報表。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的管理系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)射臺來集中控制，控制計算機數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)自動生成值班報表，該報表可以作為獨立的文件打印，保存在計算機中。④操作記錄。在發(fā)射機正常工作時，值班人員可以在數(shù)據(jù)庫中，記錄諸如發(fā)射機開關(guān)機等操作。⑤值班記錄。計算機上的管理系統(tǒng)可以集中控制，并自動記錄值班員的交接班情況，保存在數(shù)據(jù)庫中，方便查詢。⑥故障診斷功能。其能自動判斷故障部位，并立即記錄故障數(shù)據(jù)，具有實時故障診斷功能，可顯示出故障機號和部位。⑦故障狀態(tài)自動報警。故障報警方式靈活多樣，管理系統(tǒng)可以對開關(guān)量故障自動產(chǎn)生報警，并記錄，實時監(jiān)測對發(fā)射機的各種模擬量。為了避免誤動作及漏報警，根據(jù)用戶根據(jù)情況，模擬量故障自動報警門限可以自行設(shè)置，對模擬量越限。⑧環(huán)境監(jiān)測。為了對供電的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，管理系統(tǒng)可以監(jiān)測供電運行情況，如：外電的電壓、頻率穩(wěn)壓后的電壓、電流等。⑨循環(huán)監(jiān)聽。為了實施監(jiān)聽發(fā)射臺所有發(fā)射頻率，可以按照設(shè)定，系統(tǒng)中的循環(huán)監(jiān)聽器進(jìn)行循環(huán)播放，如果一路沒有信號，就會自動報警。⑩數(shù)據(jù)查詢功能。為了方便提供查詢、報表等功能，系統(tǒng)采用SQL數(shù)據(jù)庫記錄，方便統(tǒng)計匯總數(shù)據(jù)，并生成自動報表。

2.2 圖像監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)在發(fā)射臺關(guān)鍵部位專門安裝了視頻攝像機，監(jiān)測發(fā)射機和機房設(shè)備、環(huán)境。值班人員通過數(shù)字硬盤錄像機，能夠記錄到采集的視頻圖像，并對發(fā)射機房的情況觀察一目了然。通過VLAN專網(wǎng)，將發(fā)射臺的視頻數(shù)據(jù)提供給其他用戶。同時，為了實現(xiàn)廣播節(jié)目錄制，對于機房監(jiān)控、聲音錄制來說，通過分配一路，利用圖像監(jiān)控系統(tǒng)提供聲音錄制功能，進(jìn)入數(shù)字硬盤路錄像機記錄，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中的調(diào)頻循環(huán)監(jiān)聽報警器輸出的思路廣播音頻。為了方便找到需要重聽回放片斷，利用數(shù)字硬盤錄像機的檢索功能，實現(xiàn)廣播錄制功能。

3.存在的問題及解決方案

首先，發(fā)射機系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)存在較大差異，獨立使用的監(jiān)控軟件，對故障記錄和播出統(tǒng)計造成一定困難，無法反映實際運行情況。需要將所有調(diào)頻發(fā)射機監(jiān)控統(tǒng)一考慮納入一個監(jiān)控系統(tǒng)。需要針對不同的發(fā)射機，以全面反映發(fā)射機狀態(tài)，設(shè)置不同參數(shù)讀取功能。所有模擬量、開關(guān)量可以設(shè)計范圍值。無線接收廣播監(jiān)視必須要納入監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)必須包含對環(huán)境監(jiān)測、報警功能。

其次，監(jiān)控系統(tǒng)無法提送錄音功能，只對音頻信號進(jìn)行電平記錄。因此，為了實現(xiàn)廣播節(jié)目錄音功能，可以將圖像監(jiān)控系統(tǒng)的音頻記錄通過圖像監(jiān)控硬盤錄像機、調(diào)諧器將每套調(diào)頻廣播的節(jié)目解調(diào)成音頻，解決監(jiān)聽錄音功能。

最后，為了簡化處理，數(shù)字信號通過數(shù)傳單元進(jìn)入監(jiān)控主機，選擇音頻處理器模擬輸出將每套廣播立體聲信號合成一路模擬音頻。