宮茂庭

摘要：隨著我國計算機科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電腦已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚牟糠?與此同時，廣播電視技發(fā)射技術(shù)以及自動控制技術(shù)也隨之有了更為迅猛的發(fā)展。本文首先介紹計算機技術(shù)如何在廣播電視監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮主要功能，再介紹現(xiàn)代電視發(fā)射實時監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則與整體結(jié)構(gòu)，最后對微機抗干擾技術(shù)進行分析。

關(guān)鍵詞：廣播電視 監(jiān)控 計算機技術(shù) 抗干擾

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，推動廣播技術(shù)迅猛的發(fā)展，計算機運用領(lǐng)域不斷擴張，推進廣播發(fā)射技術(shù)實現(xiàn)了智能化管理，實現(xiàn)了廣播電視監(jiān)控技術(shù)的自動化，使廣播電視信號傳輸有了與以往不同的變化。

針對廣播電視實施發(fā)射監(jiān)控，計算機技術(shù)應(yīng)用部分如下。

（1）監(jiān)測數(shù)據(jù)。臨測的數(shù)據(jù)有：發(fā)射機工作狀態(tài)參數(shù)、量值超限、非正常狀態(tài)參數(shù)、設(shè)備運行參數(shù)、開關(guān)機時間。計算機對所有數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和記錄，遇到監(jiān)測到的異常狀態(tài)報警。（2）遠程監(jiān)控。計算機通過遙測、遙控、遙信等技術(shù)手段對其他地方的廣播電視發(fā)射設(shè)備進行遠程訪問。（3）故障診斷。數(shù)據(jù)監(jiān)測記錄的參數(shù)值如果出現(xiàn)異常，計算機即時分析判斷是否發(fā)生故障。（4）自動處理。當(dāng)計算機接到工作異常報告，也就是發(fā)射機處于非正常狀態(tài)時，系統(tǒng)采取即時處理措施。（5）開關(guān)機。計算機利用預(yù)告設(shè)置的系統(tǒng)軟件，按預(yù)設(shè)時間、定時開關(guān)機完成發(fā)射任務(wù)。根據(jù)廣播電視發(fā)射的要求，一次設(shè)定，按預(yù)定周期循環(huán)。（6）報警。報計算機系統(tǒng)在全天候監(jiān)測廣播電視發(fā)射裝置及時辨別工作狀態(tài)，并留下記錄。當(dāng)判斷為故障時，發(fā)出光線閃爍、聲音鳴響報警信號，提醒當(dāng)值人員，迅速處理事故。

1現(xiàn)代電視發(fā)射實時監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

1.1系統(tǒng)設(shè)計原則

計算機系統(tǒng)設(shè)計原則應(yīng)從運行操作、實時監(jiān)控、故障處理、經(jīng)濟性等方面著手。一般來說，它具有計算機系統(tǒng)的普遍原則：操作維護簡便、運行穩(wěn)定可靠、自動化程度高、硬件性價比高且可擴展。除通用原則外，針對廣播電視發(fā)射還需實時監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)功能有實時控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖像監(jiān)視、安全防范、故障報警、網(wǎng)絡(luò)通信。

1.1.1控制系統(tǒng)

（1）控制發(fā)射機開啟和關(guān)閉時間。 計算機系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先準備的節(jié)目播出安排確定時間。發(fā)射機按預(yù)設(shè)時間定時開啟；節(jié)目播出時間和停播時間可以預(yù)先設(shè)置；如設(shè)定三分鐘沒有輸入信號或延長節(jié)目播出時間時，待節(jié)目播完后自動關(guān)機。（2）故障診斷和處理。預(yù)告采集發(fā)射機正常工作時的開關(guān)量、模擬量，以便與實時數(shù)據(jù)進行對比分析，差別故障。當(dāng)發(fā)射機故障出現(xiàn)時，及時通過聲光報警，并在規(guī)定時間（如20S）內(nèi)自動切換到其他備用發(fā)射機。 （3）斷電恢復(fù)功能。電源中斷（包括電網(wǎng)斷電、系統(tǒng)局部斷電）后，供電恢復(fù)時能快速地、自動地開啟發(fā)射機。按照預(yù)設(shè)程序恢復(fù)發(fā)射機工作。（4）實時監(jiān)控備用信號（發(fā)射機），防止發(fā)射機出現(xiàn)故障時，不能迅速自動地切換到備用信號的情況出現(xiàn)。

1.1.2顯示系統(tǒng)

（1）主控窗口。所有發(fā)射機的工作狀態(tài)、重要參數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)有監(jiān)視窗口顯示，且是實時的、動態(tài)的。監(jiān)視窗口設(shè)在上位機。監(jiān)視窗口能人機對話，用戶根據(jù)各自的權(quán)限操作。主要指標有：工作電壓、工作電流、工作頻率、發(fā)射功率、輸出功率、駐波比等等。（2）信號監(jiān)測。節(jié)目信號調(diào)幅度通過條形光柱在監(jiān)視窗口顯示，條形光柱的高低變化反映信號調(diào)幅度的大小。（3）工況圖。關(guān)鍵環(huán)節(jié)作為發(fā)射機的取樣點，實時監(jiān)測取樣點的狀態(tài)。通過對比分析，確定工作狀況，正常工作時綠燈亮，發(fā)生故障時，聲光報警。報警的同時記錄故障，包含故障時的數(shù)據(jù)。（4）發(fā)射機運行參數(shù)，通過計算機按設(shè)置的時段定時記錄，并存貯在上位機數(shù)據(jù)庫，也可形成報表，隨時調(diào)取數(shù)據(jù)并根據(jù)需要打印出來。（5）根據(jù)開關(guān)機時間、臨時播出時間等參數(shù)進行模塊設(shè)定。（6）根據(jù)用戶權(quán)限調(diào)協(xié)的用戶管理模塊。

1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

發(fā)射機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（見圖1），主要包含發(fā)射機實時監(jiān)控、信號監(jiān)控子兩個子系統(tǒng)。

1.2.1發(fā)射機實時監(jiān)控系統(tǒng)：

自動化控制發(fā)射機系統(tǒng)主要采用PLC 技術(shù)，是因為這各技術(shù)梯形圖編程語言容易學(xué)習(xí)、操作靈活、功能強大。

發(fā)射機實時監(jiān)控系統(tǒng)分為設(shè)備層、現(xiàn)場總線層、網(wǎng)絡(luò)層三層結(jié)構(gòu)，排列自下而上分。現(xiàn)場總線層大體有兩種類型：RS485 總線 和Controller link總線 ，數(shù)據(jù)傳輸用RS485 總線， PLC 的數(shù)據(jù)收發(fā)用Controller link總線，速率可達 2Mbps滿足系統(tǒng)的實時性技術(shù)要求。

實時監(jiān)控系統(tǒng)既要計算機實時監(jiān)控發(fā)射機，還要自動切換。尤其是發(fā)生故障時，節(jié)目信號立即切換到備用設(shè)備。時間很短，幾乎是無縫轉(zhuǎn)換。每個頻道應(yīng)配置主、備發(fā)射機，兩套發(fā)射機都要控制硬件。

（1）PLC：PLC直接關(guān)系控制質(zhì)量，位于系統(tǒng)最底層。數(shù)據(jù)采集的實施，需結(jié)合 PLC 和組態(tài)軟件，采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，達到實時控制的目的。為服務(wù)器故障時不干擾系統(tǒng)運行，各級系統(tǒng)獨立工作。（2）取樣接口電路：手動時， PLC 命令不起作用即屏蔽自動時PLC動作，應(yīng)增加手動/自動開關(guān)。為防止控制系統(tǒng)與發(fā)射機電路，應(yīng)采取抗干擾措施，必要時分離。（3）Controller link PCI 支持卡：選取網(wǎng)絡(luò)層與現(xiàn)場總線層的接口，決定整個系統(tǒng)性能，也是技術(shù)難點。Controller link PCI 支持卡是采用 PLC +通信模塊，作用是采集和控制PLC 信息的。發(fā)射臺電磁環(huán)境復(fù)雜，干擾多，為確保數(shù)據(jù)和控制的準確性，要采取抗干擾措施和方法。如串行通信方式，誤碼校正技術(shù)，加上隔離、屏蔽、高壓保護、安裝避雷器、UPS 供電等物理措施。（4）GPS 自動校時單元：校準服務(wù)器時鐘，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動校時，保持客戶端與服務(wù)器的時鐘一致。這需要通過 GPS 授時來完成。（5）功率檢測單元：作用是功率取樣。檢測的功率為發(fā)射機輸出功率。功率有兩種：圖像和伴音。并隨之變換、輸出直流檢測電壓。（6）視音頻檢測單元：檢測視音頻信號，并將檢測到的數(shù)據(jù)，形成控制信號傳送到控制系統(tǒng)，再來控制發(fā)射機。

1.2.2信號監(jiān)控子系統(tǒng)

統(tǒng)一監(jiān)看和處理發(fā)射的節(jié)目信號與空間布局在系統(tǒng)設(shè)計時存在矛盾。所有信號集中到一個控制室，會顯得擁護和雜亂，連接布線繁瑣，不方便維護檢查，能量消耗大，熱量不易散發(fā)，傳統(tǒng)的電視墻格外突出。

采用 N×1 切換系統(tǒng)的大尺寸顯示屏，同時顯示多路信號，實現(xiàn)多畫面監(jiān)視系統(tǒng)，集中監(jiān)看信號源和無線發(fā)射信號質(zhì)量。聲音信號以VU 表（棒條）表現(xiàn)，可隨時監(jiān)聽。

2微機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)分析

發(fā)射機的電磁波、電源的脈沖、電動機是干擾的最主要來源。計算機系統(tǒng)易受高頻干擾攻擊。從途徑主要有：空間的電磁波輻射干擾，針對主控機和前端機；從接地線進入計算機系統(tǒng)干擾；從取樣信號傳輸線竄入計算機系統(tǒng)干擾。

采取抗干擾的措施，要依據(jù)干擾源的性質(zhì)的傳播途徑 ，只有有針對性的措施和方法，才能有效抑制了強高頻干擾，保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行。

正確接地避免地線引起的高頻干擾，因為發(fā)射機的高頻接地，通常采取紫銅帶連接下地，地線阻抗極高，地線兩點間干擾電壓達數(shù)（數(shù)十）伏以上，而取樣信號只有幾伏，若受到干擾，監(jiān)控系統(tǒng)不能正常工作。設(shè)計和施工要正確結(jié)合接地和屏蔽使用，同時應(yīng)用其它抗干擾措施，有效地扼制高頻干擾。信號地與高頻地共用，也就是發(fā)射機的取樣點與前端機輸入端口聯(lián)接傳送信號，那么計算機系統(tǒng)將遭受嚴重干擾。采用信號地與高頻地不共用的技術(shù)，利用傳感器隔離傳輸全部的取樣信號至前端機。例如，光電合傳感器把電信號轉(zhuǎn)換為帶有信息的光信號，隔離發(fā)射機的高頻地與監(jiān)控系統(tǒng)的信號地，避免共地干擾。

利用計算機技術(shù)監(jiān)控廣播電視發(fā)射，可降低運營維護成本，提高效率，可實時掌控設(shè)備運行狀況以及參數(shù)，抑制信號干擾，充分發(fā)揮了系統(tǒng)與設(shè)備功能，確保廣播電視信號能夠安全播出。

參考文獻

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