單 偉

（聊城市廣播電視臺，山東 聊城 252000）

0 引 言

大多數(shù)廣播電臺的無人值守發(fā)射站分布于較為偏遠的位置，各個無人值守發(fā)射站之間的距離較遠，在管理過程中，需要靠維護人員進行人工檢查來處理相應的問題。這種管理效率很難滿足無人值守發(fā)射站管理時效性的需求。在實際的運行管理中，管理維護人員很難準確掌握無人值守發(fā)射站的實際運行情況以及產(chǎn)生的故障，因此在問題處理時通常以事后處理為主，無法滿足廣播電臺的播出需求。為此，廣播電臺必須建設一套遠程監(jiān)控系統(tǒng)，以便能夠全面了解無人值守發(fā)射站的運行狀況，從而提高無人值守發(fā)射站的管理效率。

1 廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計原則

現(xiàn)代網(wǎng)絡技術的發(fā)展讓遠程監(jiān)控系統(tǒng)成為非常常見的管理系統(tǒng)之一，尤其是網(wǎng)絡通信效率和速度的不斷提升，能夠充分滿足遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應用需求。對于廣播電臺來說，其所需要的廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要包括監(jiān)控體系、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，以確保能夠對無人值守發(fā)射站的運行情況、受干擾情況等進行全面監(jiān)控，確保無人值守發(fā)射站的維護成本和維護效率能夠得到有效優(yōu)化[1]。

廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用發(fā)射機的運行數(shù)據(jù)、電源運行數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)來展開實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，則可以通過中心控制系統(tǒng)進行報警，同時還能進行遠程數(shù)據(jù)調整以及緊急關機等工作，并且會對無人值守發(fā)射站的運行數(shù)據(jù)和動態(tài)事件進行記錄，從而滿足對無人值守發(fā)射站遠程監(jiān)控的全部需求。廣播調頻覆蓋遠程控制系統(tǒng)的設計需要遵循以下原則。

首先，要保障系統(tǒng)的安全性，利用加密技術保障信息數(shù)據(jù)傳輸安全，并且在用戶管理方面需要提供多級別用戶操作權限，而存儲設備和電源的設計也需要具有很強的抗干擾能力。

其次，要保障系統(tǒng)的可靠性，確保選擇合適的硬件設備、軟件系統(tǒng)，并且在安裝調試得當后才能投入使用。

再次，要保障系統(tǒng)的實用性。遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠對無人值守發(fā)射站進行全方位監(jiān)控，并且能夠實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)分析和報警等功能，同時還需要能做到對安全事故問題的應急處理。智能技術在遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用也是非常重要的，隨著當前智能技術的不斷發(fā)展，廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)也應當融入先進的智能設備，如高靈敏度的傳感器等，確保能夠及時對監(jiān)控過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行收集和分析，并且在特殊情況下要能夠做出自動操作，如斷電等操作。

最后，要具備拓展性，讓系統(tǒng)能夠跟隨技術革新而不斷拓展，確保能夠適應時代的變化[2]。

2 廣播調頻覆蓋遠程控制系統(tǒng)的硬件設計

整個廣播調頻覆蓋遠程控制體系包括中央監(jiān)控臺、前端數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊。在系統(tǒng)的應用過程中，每個廣播調頻發(fā)射站點都能夠通過前端數(shù)據(jù)采集模塊對設備、電源等的運行情況和環(huán)境參數(shù)進行收集，并且利用信號轉換器將RS-232/RS-485總線信號轉換成TCP/IP信號模式，傳輸?shù)浇粨Q機中，利用傳輸模塊上傳到中央監(jiān)控臺，從而滿足對廣播調頻發(fā)射站的實時監(jiān)控需求[3]。每個模塊的具體硬件設計如下。

2.1 中央監(jiān)控臺的硬件設計

中央監(jiān)控臺由實時監(jiān)控平臺、信息處理設備、網(wǎng)絡交互設備、服務器以及其他個人計算機組成。其中，服務器能夠接收廣播調頻發(fā)射站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，并且將數(shù)據(jù)信息進行整理、分析，對異常信息發(fā)布警報，同時還能將采集到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫當中。經(jīng)過授權的計算機能夠利用客戶端或者網(wǎng)頁瀏覽的方式展開實時監(jiān)控工作，包括廣播調頻發(fā)射站點的運行情況監(jiān)控等，以確保工作人員能夠利用監(jiān)控系統(tǒng)對廣播調頻發(fā)射站的運行狀況和節(jié)目的傳輸情況展開實時監(jiān)控[4]。

2.2 前端數(shù)據(jù)采集模塊的硬件設計

前端數(shù)據(jù)采集模塊包括了廣播調頻發(fā)射站和電源的監(jiān)控系統(tǒng)、音頻和視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)這幾個系統(tǒng)，能夠對發(fā)射站的工作情況、電源的工作參數(shù)、節(jié)目音頻播出信號、廣播調頻發(fā)射站實時畫面以及環(huán)境情況進行數(shù)據(jù)采集。

廣播調頻發(fā)射站監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用衛(wèi)星信號、系統(tǒng)功放功率、激勵器的頻率等對發(fā)射站的運行參數(shù)進行收集，并且利用信號轉換器將數(shù)據(jù)轉換為TCP/IP信號以便中央監(jiān)控臺進行分析，從而滿足遠程實時監(jiān)控的需求。該系統(tǒng)還能夠接受中央監(jiān)控臺傳輸?shù)目刂浦噶?，如控制開關機、改變參數(shù)等，以便發(fā)現(xiàn)異常情況時能夠對發(fā)射臺進行控制。電源監(jiān)控系統(tǒng)利用繼電器和電源控制器來控制發(fā)射站的電源，一旦出現(xiàn)緊急情況，能夠快速切換備用電源或者快速斷電[5]。

音頻監(jiān)控主要包括收音設備、音頻分配和切換設備以及音頻處理設備等。在監(jiān)控設備運行過程中，衛(wèi)星接收器能夠將音頻信號輸入到音頻分配設備當中，并且將音頻分別傳輸給激勵器和音頻切換器，從而利用監(jiān)聽衛(wèi)星來實現(xiàn)對音頻信號的實時監(jiān)控，并且能夠實現(xiàn)信號源切換。視頻監(jiān)控設備包括攝像頭、網(wǎng)絡音視頻處理器等設備，能夠通過攝像頭來獲得機房監(jiān)控畫面，并且能夠通過音視頻處理器和傳輸模塊將視頻傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控臺，對機房進行實時監(jiān)控。

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)相對來說比較復雜，包括溫度傳感器、濕度傳感器，煙霧傳感器、空調控制設備、入侵監(jiān)測設備以及環(huán)境采集控制器，能夠收集機房環(huán)境的溫度、濕度、煙霧信息以及入侵檢測數(shù)據(jù)，同時還能控制空調的運行，能夠將RS-232/RS-485總線信號轉換成TCP/IP模式信號傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控臺。一旦出現(xiàn)環(huán)境異常問題，能夠通過遠程控制來改善環(huán)境，或者緊急關閉發(fā)射臺電源，確保整個廣播調頻發(fā)射站的運行安全[6]。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊的硬件設計

數(shù)據(jù)傳輸模塊由信號轉換器、網(wǎng)絡交換機以及有線和無線通信網(wǎng)絡構成。其中，信號轉換器能夠將數(shù)據(jù)采集模塊的RS-232/RS-485總線信號轉換成TCP/IP模式信號傳輸，并且利用交換機和通信網(wǎng)絡將信號傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控臺，同時還能將中央監(jiān)控臺的指令發(fā)送到各發(fā)射站。

廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能就是滿足中央監(jiān)控臺和廣播調頻發(fā)射站的數(shù)據(jù)通信需求，為此，確保數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的流暢、迅速和安全是非常重要的。目前，大部分廣播電臺單位所采用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡主要以有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡為主，其中，無線網(wǎng)絡相對來說優(yōu)勢更多，而且建設成本更低，尤其是隨著當前5G技術的應用，無線網(wǎng)絡的通信傳輸速度也會進一步提升[7]。

在對無人值守發(fā)射站的監(jiān)控過程中，為了滿足對機房全天候不斷監(jiān)控的需求以及數(shù)據(jù)安全，確保節(jié)目能夠安全、穩(wěn)定地播出，建立數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時會采用加密虛擬專用網(wǎng)絡（Virtual Private Network，VPN）的傳輸方式。VPN是一種虛擬專用網(wǎng)絡，通過在公用網(wǎng)絡架設專用網(wǎng)絡來進行加密通信。目前，大部分企業(yè)都會利用VPN技術來加強企業(yè)信息的加密工作。VPN網(wǎng)關能夠利用對數(shù)據(jù)包的加密以及數(shù)據(jù)包目標地址的轉換來滿足遠程訪問的需求，并且可以根據(jù)協(xié)議需求選擇不同的VPN類型，同時還能通過服務器搭建、軟硬件系統(tǒng)等不同的渠道實現(xiàn)VPN的建設，因此該系統(tǒng)的成本相對更低，而且加密性良好，能夠廣泛應用到無人值守發(fā)射站的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)當中。其數(shù)據(jù)傳輸過程如圖1所示。

圖1 VPN數(shù)據(jù)傳輸示意圖

除此之外，數(shù)據(jù)接收、分析和儲存系統(tǒng)的建設也是非常重要的。為了確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能夠得到有效應用，廣播電臺單位有必要利用大數(shù)據(jù)技術結合服務器系統(tǒng)建立完善的數(shù)據(jù)接收、分析和儲存系統(tǒng)，以確保接收的數(shù)據(jù)能夠得到更便捷的應用，還能儲存到數(shù)據(jù)庫中，以便于日后工作中隨時調用[8]。

3 廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構模式的設計

建立廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)時，可以選擇客戶端/服務器（Client/Server，C/S）架構模式以及基于網(wǎng)頁服務器的瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）模式這兩種模式，能夠滿足不同廣播電臺對于遠程監(jiān)控系統(tǒng)的架構需求。

傳統(tǒng)遠程監(jiān)控模式主要以C/S模式為主，也就是利用客戶端和服務器為終端進行架構，整個系統(tǒng)會被分成客戶端和服務器兩層系統(tǒng)。其中，客戶端能夠滿足大量工作的需求，而服務器則需要對數(shù)據(jù)進行分析和存儲。由此可見，C/S模式的客戶端工作要遠高于服務器工作的需求。不過C/S結構的應用相對較為成熟，其最大優(yōu)勢就是有著很強的交互性，而且C/S結構的存儲更加安全、網(wǎng)絡通信量也更低、響應速度更快，對于大量數(shù)據(jù)能夠做到快速處理，非常有利于規(guī)模小、用戶少以及具有安全保障的局域網(wǎng)環(huán)境部署。不過C/S結構所需要的軟件程序具有針對性，無法進行靈活變更，而且后期維護和管理需要專業(yè)的工作人員，因此通常會用于規(guī)模較小的局域網(wǎng)當中，不適合進行大規(guī)模擴展。C/S結構所應用的每臺客戶端計算機都需要安裝客戶端程序，一般兼容性相對較差，很難滿足快速部署和安裝的需求，因此在使用過程中具有局限性[9]。

B/S結構主要是以瀏覽器和服務器為終端的結構。該結構是互聯(lián)網(wǎng)時代對于C/S結構的優(yōu)化。在B/S結構當中，整個監(jiān)控系統(tǒng)的主要業(yè)務在服務器端，而瀏覽器客戶端只需要滿足用戶的操作需求即可。相比于C/S結構需要讓客戶端滿足大量業(yè)務需求不同，B/S結構的客戶端工作負擔更小，而服務器端則需要承擔更高的工作壓力。B/S結構在應用過程中最大的優(yōu)勢就是有著非常優(yōu)秀的用戶交互操作界面，而且能夠有效用于分布式系統(tǒng)的網(wǎng)絡模式。不過B/S結構也存在一定的缺點，如顯著的數(shù)據(jù)安全問題、服務器配置要求高、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、軟件缺乏個性化特點等，都是導致B/S系統(tǒng)很難滿足多功能需求的主要因素。利用瀏覽器輸入大量數(shù)據(jù)和報表，或者將數(shù)據(jù)進行打印和輸出時會有諸多不便，而且也很難滿足復雜應用構造的需求[10]。

為了有效提高廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控工作的效率，在系統(tǒng)架構設計時通常會利用C/S和B/S混合的結構模式進行網(wǎng)絡結構架設。例如在實時控制上采用C/S模式，而對遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)瀏覽和查詢時則采用B/S模式，這樣能夠充分發(fā)揮這兩種模式的優(yōu)勢，具體如圖2所示。

圖2 廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構圖

4 結 語

為了確保廣播電臺節(jié)目傳輸?shù)陌踩头€(wěn)定，廣播調頻覆蓋遠程監(jiān)控系統(tǒng)的搭建是非常重要的，尤其是對于無人值守的發(fā)射站來說，遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠第一時間獲取發(fā)射站的運行情況，并且對異常運行狀況進行報警，從而確保技術人員能夠及時采取相應措施保障發(fā)射站的安全。在遠程監(jiān)控系統(tǒng)實際應用的過程中，除了要做好硬件設計外，更需要做好系統(tǒng)架構設計，以確保系統(tǒng)能夠滿足廣播電臺對廣播調頻發(fā)射站遠程監(jiān)控的根本需求。