地面数字电视广播发射机集成监控系统

常卫民

摘 要 地面数字电视广播发射机多位于偏远地区，人工监测设备十分不方便，容易出错，直接影响数字电视的广播质量。为了提高工作效率，有必要实现广播发射机的自动监控，研究广播发射机集成监控系统。本文以统一的通信协议为原则介绍了通过TCP/IP协议统一不同的监控硬件接口协议并在以太网上传输数据的广播发射机集成监控系统。

关键词 自动监控；TCP/IP协议；接口协议；监控系统

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0116-02

地面数字电视广播发射台和发射机多位于城郊甚至山区等偏远地区，工作环境差、工作强度大，人工进行设备运行状态的监视及简单控制十分不方便，而且容易出错，导致管理效率较低，甚至直接影响数字电视的广播质量。为了提高工作效率，减轻工作强度，有必要实现广播发射机的自动监控。幸运的是计算机网络通信技术的快速发展为发射机的远程监控提供了崭新而高效的手段，使得开发出广播发射台智能监控系统成为可能。然而目前存在的很多发射机监控系统还不完善，兼容性差、可扩展性低、自动化程度低，所以进一步研究广播发射机集成监控系统十分必要。

1 发射机集成监控系统的功能

发射机监控系统一般实现以下几方面的功能：监控功能、警告功能、数据保存功能及一些附加功能。

监控功能：对设备的运行状态进行实时采集，包括主激励器、备用激励器、功放系统、冷却系统的工作状态信息。数值采集，包括射频参数值、功放参数值、冷却系统参数值的实时采集。遥控功能、实时警告功能、数据记录保存功能。

还有一些监控系统可以设置用户权限，即为不同权限用户提供不同功能；有的还可以设置被监控发射机的IP地址、型号等参数，设置各参数的警告阈值。

2 发射机集成监控系统的方案设计

自2006年起，我国地面数字电视广播网络快速发展，然而在地面数字电视快速推广的同时，广播网中各发射台的发射机种类、型号、监测及遥控接口各不相同，为此所设计的发射机集成监控系统应能识别各种发射机的监测及遥控接口。通过该监控系统，工作人员可以对站台内所有发射机进行实时自动监测和遥控，实现集中统一管理，提高效率，保证地面数字电视广播网的正常运行。除此之外，监控系统应满足以下几点要求界面友好、功能强大、可操作性强、能够实现网络管理等。一般情况下，发射机自带监测及控制模块，当其无该模块时应先加装合适的监控模块。

2.1 集成监控系统的拓扑结构

我国地面数字电视广播发射机的监控硬件接口较多，除国家标准中规定的RS232、RS485、RJ45接口，还有发射机采用GBPIB接口，并且不同监控接口所采用的协议也不相同，这便加大了广播发射机集成监控系统的设计难度。所以，考虑到广播发射机接口的多样性及系统的可扩展性，本文以为，采用统一的、应用较广泛的数据传输协议能够较好的满足上述两个要求。另外，由于TCP/IP协议是目前应用最为广泛的双向通信协议，所以采用该协议作为统一数据传输协议能够获得最大的兼容性。

本文采用基于TCP/IP协议的地面数字电视广播发射机集成监控为例进行分析，其拓扑结构示意图如图1、2所示。在该系统中，首先用接口协议转换器将不同的协议接口统一为以太网接口，之后在此基础上开发监控软件。

2.2 集成监控系统的硬件组成

本文地面数字电视广播发射机集成监控系统的硬件主要由以下部分组成：被监控设备、接口协议转换器、网络交换机以及监控终端等。

该监控系统的监控对象为广播发射机（即被监控设备）。其中，激励器是电视发射机的核心部分，主要用于音频、视频编码和校正；功率放大器包括电平监测、前置级、推动级和放大输出级，末级放大器主要采用感应输出管IOT、四极管（包括双向四极管的单电子管）以及全固态功率放大器；冷却系统主要有风冷或液冷两种系统，后者较前者降低了发射机的运行噪声。

接口协议转换器的作用是统一端口协议，即把不同端口协议转换成TCP/IP协议，所有被监控的发射机通过以太网接口与监控端连接。

2.3 集成监控系统的软件设计

地面电视广播发射机集成监控系统的软件部分采用分层、模块化的思想，各组件之间相对独立。根据目标需求，该监控系统主要包括以下几个模块：数据采集、数据保存、数据分析、控制模块。

数据采集模块负责监控终端和各广播发射机的通信，收集各广播发射机的状态参数信息并给予显示，同时数据采集模块把这些状态信息参数传递给数据分析模块，经数据分析模块分析后向被监控端发送控制信息，实现相应的控制。数据分析模块根据各广播发射机的状态参数和相应阈值来判断设备是否运行正常，当运行异常时该模块会产生相应的控制信息，并通过数据采集模块传递给相应的广播发射机进行相应操作或给予警报。

在软件实现过程中涉及到计算机、网络通信等多方面的知识，如C++或C#编程知识、通信协议转换的实现等，其中比较重要的是协议包装。考虑到各广播发射机的监控硬件接口很多，并且广播发射机监控接口的传输协议有很多，本文以统一接口协议为基础设计监控系统，并采用TCP/IP协议借用以太网来传输协议，故在数据传输之前需要对数据进行相应编辑，即协议包装。

3 结论

广播发射机多位于偏远地区，设备的人工维护十分不便，目前我国地面数字电视广播发射机集成系统还不完善，兼容性低、可扩展性差、自动化程度低，针对以上问题本文首先确定地面数字电视广播发射机集成监控系统的目标功能，在此基础上根据要点问题进行方案设计，介绍了集成监控系统的拓扑结构、硬件组成、软件组成等。综合可以发现，基于统一数据传输协议的地面数字电视广播发射机集成监控系统能够对具有不同监控接口的发射机进行统一、实时、高效的监控，可提高管理效率，极大地方便了设备维护人员，也确保了地面数字电视广播系统的稳定运行。

参考文献

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