王建海

(介休市融媒體中心,山西 介休 032000)

0 引言

現(xiàn)如今,隨著廣播電視行業(yè)的發(fā)展,面臨著廣播電視無線發(fā)射臺站數(shù)量持續(xù)增加與監(jiān)管人員相對有限的矛盾。 只有推動無線發(fā)射臺的集中監(jiān)控管理,才能在滿足當(dāng)前廣播電視行業(yè)發(fā)展趨勢的同時,緩解乃至解決相關(guān)矛盾問題。 本文以某地區(qū)現(xiàn)有廣播電視無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ),提出一種廣播電視發(fā)射臺集中監(jiān)控客戶端系統(tǒng)設(shè)計方案,為后續(xù)該地區(qū)無線發(fā)射臺站集中監(jiān)控客戶端設(shè)計提供方案參考。

1 客戶端系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

廣播電視發(fā)射臺集中監(jiān)控客戶端系統(tǒng)基于TCP/IP 通信協(xié)議,采用C#語言,結(jié)合Flash 動畫視頻技術(shù)共同完成客戶端界面設(shè)計,系統(tǒng)后端數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 數(shù)據(jù)庫。 具體系統(tǒng)設(shè)計以某地區(qū)現(xiàn)有廣播電視無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ),結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu),將遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)分為發(fā)射機(jī)、信號源、環(huán)境、電力等4 個子系統(tǒng)[1];數(shù)據(jù)采集服務(wù)端通過采樣和讀取設(shè)備協(xié)議對各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,采集后的狀態(tài)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)封裝成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)幀格式,通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至集中監(jiān)控客戶端系統(tǒng),如圖1 所示。

圖1 廣播電視發(fā)射臺集中監(jiān)控客戶端系統(tǒng)基本架構(gòu)

2 客戶端系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理

2.1 數(shù)據(jù)采集方式

數(shù)據(jù)采集服務(wù)采集分析各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)后,將所有采集數(shù)據(jù)封裝在統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)幀內(nèi),再通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳遞至遠(yuǎn)程客戶端。 此過程中,無線發(fā)射臺站上傳數(shù)據(jù)的方式主要包括主動上報和查詢響應(yīng)兩種。 其中主動上報是指臺站定期向客戶端遠(yuǎn)程主機(jī)上報實時數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)則是客戶端系統(tǒng)將數(shù)據(jù)查詢指令下發(fā)到指定設(shè)備端,設(shè)備端接收到數(shù)據(jù)查詢指令后實施數(shù)據(jù)查詢響應(yīng),并將查詢結(jié)果反饋給客戶端系統(tǒng)[2]。

2.2 數(shù)據(jù)采集器設(shè)計

數(shù)據(jù)采集服務(wù)器主要由數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)采集程序兩部分共同組成。 其中數(shù)據(jù)采集器主要用于向無法提供協(xié)議數(shù)據(jù)的臺站設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集,而數(shù)據(jù)采集程序則用于實現(xiàn)可提供協(xié)議數(shù)據(jù)的臺站設(shè)備數(shù)據(jù)直接獲取。

如圖2 所示,臺站設(shè)備待采集狀態(tài)信號由數(shù)據(jù)采集器的信號輸入口輸入,當(dāng)輸入電壓信號超過閾值時,則圖中1→2 導(dǎo)通,進(jìn)而實現(xiàn)4→3 導(dǎo)通,利用此原理實現(xiàn)臺站設(shè)備狀態(tài)信號采集[3]。 具體設(shè)計中,數(shù)據(jù)采集器主要用于發(fā)射機(jī)電源狀態(tài)、激勵器狀態(tài)、功放狀態(tài)等實時狀態(tài)信息的快速獲取。

圖2 狀態(tài)信號采集原理

2.3 發(fā)射機(jī)及子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

2.3.1 發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集

發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集主要包括發(fā)射機(jī)入射功率和發(fā)射機(jī)反射功率兩種數(shù)據(jù),其中入射功率數(shù)據(jù)為設(shè)備到電感線圈之間的所有功率之和,直接反映發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài);反射功率則是指未被負(fù)載吸收的入射功率。這兩種功率參數(shù)均輸入定向耦合器,定向耦合器根據(jù)功率輸入和輸出方向獲取發(fā)射機(jī)入射功率和反射功率耦合直流電壓。

2.3.2 電力子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

電力子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要包括市電數(shù)據(jù)采集、發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)采集、UPS 蓄電池數(shù)據(jù)采集。 其中市電數(shù)據(jù)參數(shù)為三相電壓值和三相電流值;發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)參數(shù)為電壓、電流、油壓、油位、水溫、頻率、型號等;UPS 蓄電池數(shù)據(jù)參數(shù)為輸入/輸出電壓、輸送電流、單節(jié)/多節(jié)電池電壓、環(huán)境溫度及輸入頻率等。

2.3.3 環(huán)境子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

環(huán)境子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要包括電力機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)、發(fā)射機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)、信號源機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù),主要監(jiān)控環(huán)境數(shù)據(jù)為機(jī)房溫度、濕度、明火、煙霧、門禁(視頻)等數(shù)據(jù)。

2.3.4 信號源子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

如圖3 所示,信號源子系統(tǒng)主要接收信號包括衛(wèi)星接收機(jī)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒數(shù)據(jù)、微波接收機(jī)數(shù)據(jù)以及光接收解碼器數(shù)據(jù),信號源切換器支持4 路數(shù)據(jù)的同時輸入,并根據(jù)需求優(yōu)先輸出1 路正常信號,信號源子系統(tǒng)拆除程序?qū)敵鲂盘栠M(jìn)行采集,采集數(shù)據(jù)輸出至客戶端系統(tǒng)后,用戶可通過客戶端系統(tǒng)訪問4 路信號數(shù)據(jù)。

圖3 信號源子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 客戶端系統(tǒng)告警分析與處理

3.1 系統(tǒng)告警處理流程

客戶端系統(tǒng)告警處理主要包括告警信息分類、告警信息去重、告警信息關(guān)聯(lián)、告警分級等流程。

(1)告警信息分類:告警信息處理模塊對臺站告警屬性信息進(jìn)行綜合分析后,根據(jù)告警信息屬性對所有信息進(jìn)行分類處理。

(2)告警信息去重:告警信息去重機(jī)制為在臺站設(shè)備產(chǎn)生告警信息時開始計時,在確認(rèn)告警信息持續(xù)時間超過10 s 后判定告警信息真實存在;恢復(fù)正常判定則是在告警信息消失后開始計時,確認(rèn)告警信息消失時間超過30 s 后則判定為臺站恢復(fù)正常[4]。

(3)告警信息關(guān)聯(lián):臺站內(nèi)各種設(shè)備之間相互關(guān)聯(lián),經(jīng)常會出現(xiàn)一臺設(shè)備故障產(chǎn)生多條告警信息的情況,為更快速發(fā)現(xiàn)故障問題,客戶端系統(tǒng)應(yīng)對相關(guān)告警信息進(jìn)行告警關(guān)聯(lián),以此篩選出真正的告警項。

(4)告警分級:根據(jù)告警信息對臺站運(yùn)行的影響程度實施告警信息分級。 設(shè)計中主要將告警信息分為一級和二級兩個級別,其中一級告警會直接影響臺站的安全播出,說明需要馬上檢修處理;二級告警則對安全播出影響較小,可根據(jù)實際處理。

3.2 臺站告警上傳及數(shù)據(jù)幀格式

告警設(shè)備數(shù)據(jù)幀采用“幀頭+幀體”格式,其中幀頭包含發(fā)射機(jī)的各類屬性信息,幀體包含設(shè)備的具體告警參數(shù)信息。 設(shè)計中告警數(shù)據(jù)幀傳輸完整性檢驗采用CRC 循環(huán)冗余檢驗碼,即接收端根據(jù)接收的告警信息末位兩個字節(jié)數(shù)據(jù)判斷數(shù)據(jù)完整性。

3.3 客戶端子系統(tǒng)告警監(jiān)控

(1)發(fā)射機(jī)子系統(tǒng):根據(jù)數(shù)據(jù)采集器采集的發(fā)射機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)發(fā)射機(jī)入射功率告警、反射功率告警、電源狀態(tài)告警、功放狀態(tài)告警、激勵器狀態(tài)告警、風(fēng)機(jī)告警等功能。

(2)信號源子系統(tǒng):根據(jù)信號源切換器、廣播電視調(diào)諧器等信號源設(shè)備傳輸?shù)膱缶畔?實現(xiàn)信號源切換器告警、廣播電視調(diào)諧器告警功能。

(3)電力子系統(tǒng):根據(jù)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器采集的臺站設(shè)備電力相關(guān)數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)發(fā)電機(jī)告警、市電告警以及UPS 蓄電池告警等功能。

(4)環(huán)境子系統(tǒng):通過紅外傳感器、門禁視頻傳感器等多種智能傳感器技術(shù)獲取臺站環(huán)境信息,實現(xiàn)溫度告警、濕度告警、紅外告警、入侵告警、煙霧告警等多種環(huán)境告警功能。

4 客戶端系統(tǒng)資源信息管理

資源信息管理模塊是以臺站信息資源為基礎(chǔ),采用SQL 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和C++軟件構(gòu)建的資源信息管理系統(tǒng),主要用于存儲臺站資源信息、信號源資源信息、電力系統(tǒng)資源信息、環(huán)境系統(tǒng)資源信息、發(fā)射機(jī)資源信息以及臺站維護(hù)人員信息。 以臺站基本信息為例,數(shù)據(jù)庫構(gòu)建中設(shè)計的數(shù)據(jù)庫如表1 所示。

表1 臺站級別信息數(shù)據(jù)庫

5 客戶端界面設(shè)計與實現(xiàn)

5.1 客戶端數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)

客戶端界面采用C++語言和Flash 動畫來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器采集完各子系統(tǒng)及臺站狀態(tài)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)傳輸至客戶端系統(tǒng)程序,然后程序?qū)?shù)據(jù)初步處理后再轉(zhuǎn)交給Flash 動畫,最后以Flash 形式對處理后的狀態(tài)信息和告警信息進(jìn)行呈現(xiàn)。 C++程序采用ActiveX 控件實現(xiàn)Flash 動畫的裝載及顯示,控件裝載成功后,C++程序與Flash 動畫程序之間便可進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)交互。

5.2 發(fā)射機(jī)界面設(shè)計與實現(xiàn)

發(fā)射機(jī)界面主要用于呈現(xiàn)發(fā)射機(jī)各類性能參數(shù)信息,如功放狀態(tài)、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、入射功率、反射功率、電源狀態(tài)、激勵器狀態(tài)、通信狀態(tài)等。 相關(guān)參數(shù)信息均通過數(shù)據(jù)采集器獲取,所采集數(shù)據(jù)傳輸至客戶端程序后,通過Flash 軟件進(jìn)行信息呈現(xiàn)。

5.3 子系統(tǒng)界面設(shè)計與實現(xiàn)

(1)信號源界面用于顯示切換器和調(diào)諧器狀態(tài)信息和告警信息,調(diào)諧器中的頻率雙音柱用于呈現(xiàn)接收器的頻率及音視頻值,切換器則可以實現(xiàn)信號源節(jié)目頻率和節(jié)目名稱之間的快速切換。

(2)環(huán)境子系統(tǒng)界面用于顯示發(fā)射機(jī)房、電力機(jī)房等機(jī)房環(huán)境信息。 若是相關(guān)機(jī)房環(huán)境信息發(fā)現(xiàn)告警信息,界面中的對應(yīng)環(huán)境信息圖標(biāo)顏色會從綠色變?yōu)榧t色,并啟動蜂鳴器開關(guān),實現(xiàn)聲音和圖像雙重警報[5]。

(3)電力子系統(tǒng)界面包括發(fā)電機(jī)、市電、配電柜、UPS 蓄電池切換等功能,界面中顯示的信息包括發(fā)電機(jī)狀態(tài)及告警信息、配電柜狀態(tài)及告警信息、UPS 蓄電池切換、市電供應(yīng)狀態(tài)信息及告警信息等。

以上子界面中的Flash 動畫功能均采用C++程序結(jié)合Flash 補(bǔ)間動畫方式實現(xiàn)。

6 結(jié)語

綜上所述,文章以某地區(qū)現(xiàn)有廣播電視無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ),提出一種廣播電視發(fā)射臺集中監(jiān)控客戶端系統(tǒng)設(shè)計方案。 此方案主要功能模塊包括數(shù)據(jù)庫采集服務(wù)器模塊、狀態(tài)數(shù)據(jù)和報警信息處理模塊、臺站資源信息管理模塊、客戶端系統(tǒng)界面模塊等,相關(guān)功能模塊可實現(xiàn)廣播電視發(fā)射臺站狀態(tài)信息和告警信息的分析,進(jìn)而通過客戶端系統(tǒng)界面實現(xiàn)臺站的集中式監(jiān)控和管理,滿足后續(xù)廣播電視發(fā)射臺集中監(jiān)控管理的相關(guān)要求,具備一定應(yīng)用價值,可在后續(xù)相關(guān)設(shè)計中進(jìn)行參考和應(yīng)用。