數字電視自動化監控系統的構建

摘 要：文章對數字電視自動化監控系統提出了設計方案，該系統用于數字電視發射臺發射機的安全播出和自動化改造，實現了對發射機的實時監測和控制。文章圍繞功能需求，重點介紹在此基礎上設計的地面數字電視播出系統的關鍵技術、硬件結構。文章所介紹的新技術和構建方案可以為各大發射臺站提供參考。

關鍵詞：數字電視；自動化；TCP/IP協議；實時監控

隨著地面數字電視技術的普及與推廣，我國將全面的構建地面數字電視廣播網，各地將廣泛采用越來越多的地面數字電視發射機。為了確保整個地面數字電視廣播網絡的穩定性和安全性，必須構建一個數字電視自動化監控系統，對所有的地面數字電視發射機實現實時、有效地管理。

在過去的工作中，值班人員對發射機進行監控，需要定時在發射機房內通過巡機來檢查發射機的工作狀態，對發射機進行操作時需要在機房內對發射機的控制面板手動操作。為了進一步提高系統工作效率，必須要有一套自動化遠程控制和監測發射機的系統，替代傳統的人力手動操作。

目前，國內包括地面數字電視發射機監控系統在內的廣播電視發射機監控系統還不夠完善，主要存在以下問題：第一，各發射臺站的地面數字電視發射機型號各異，各類型號的發射機硬件接口各不相同，相互之間又難以兼容，很難實現統一監控。第二，大多數發射臺站發射機監控系統是專門為過去模擬電視廣播發射機設計使用的，無法實現對新一代數字電視廣播發射機的監控，并且監控系統的自動化程度比較低，無法滿足現在的需求。

1 數字電視自動化監控系統需求及目標

為了克服上述問題并提高節目播出的可靠性，地面數字電視播出系統必須是一套集自動開關機、節目監控、功率告警、故障設備自動監測和切換于一體的自動化監控系統。該系統詳細需求如下：（1）實時接收顯示發射機的狀態信息，可隨時查詢處理接收到的相關監測數據。（2）實時的聲光報警系統，可以根據不同的突發狀況，自設定報警提示值班人員。（3）系統應具有完善的安全防范措施，有記錄操作任務的功能，能對發射機狀態變化進行查詢、統計。

2 數字電視自動化監控系統方案設計

基于上述需求及目標，我們通過采用統一數據傳輸協議設計了一種地面數字電視自動化監控系統，同時保證了該系統的通用性和未來的可擴展性。目前，TCP/IP是一種應用成熟的雙向通信協議，而且基于此協議的各種應用設備和技術可供選擇的很多，最終我們選擇TCP/IP協議作為我們設計數字電視自動化系統的核心協議。

基于TCP/IP協議的數字電視自動化監控系統結構如圖1所示。由圖1可知：我們首先通過接口協議轉換器將不同的硬件協議接口統一轉換為支持TCP/IP協議的以太網接口，然后通過基于TCP/IP協議開發的軟件實現對所有發射機統一的監控，在一個監控終端下實現對多個不同類型的地面數字電視廣播發射機的集中控制，并最終形成高集成度的自動化監控系統。

3 數字電視自動化監控系統組成

發射機監控系統是發射機日常工作中的核心系統。它必須具備實時監測發射機各部件工作狀態，數據指標，具備簡單的遠程操作功能，可以自動或者手動的開關機，切換主備機，切換主備信號源，切換發射機主備激勵器，調節輸出功率，對故障狀態可以有效報警和記錄等。由圖1可知，基于TCP/IP協議的地面數字電視自動化監控系統主要包括：被監控的數字電視發射機、監控接口、接口協議轉換器、網絡交換機和監控終端等。

3.1 被監控設備

發射機是地面數字電視自動化監控系統的主要監控對象。通常情況下，地面數字電視發射機和遠程監控終端是通過相應的監控接口來通信的，雙方實時傳輸監控數據。

3.2 接口協議轉換器

地面數字電視自動化監控系統的目標是通過統一的監控終端實現對所有發射機的監控。可是監控終端的接口有限，通常還采用了不同的網絡交換協議，很難保證通訊接口能夠直接連接所有發射機。為此我們在地面數字電視自動化監控系統的設計過程中利用接口協議轉換器將不同的硬件協議接口統一轉換為支持TCP/IP協議的以太網接口。

3.3 網絡交換機

地面數字電視自動化監控系統采用了TCP/IP協議，該系統把以太網集線器作為整個遠程監控系統的網絡交換機，這樣就可以方便地把監控終端與各發射機連接起來，同時實現了遠程監控系統的可擴展性。

3.4 監控終端

為了提高系統的兼容性、便利性，通常采用計算機或服務器作為地面數字電視自動化監控系統的監控終端。工程技術人員通過監控終端觀察分析系統反饋的發射機狀態信息，隨時掌握發射機工作情況，及時應對各種突發狀況，并且可以通過監控終端對地面數字電視系統進行遠程控制。

數字電視發射系統硬件結構復雜，設備型號繁多，不同通訊協議的指令、數據很難兼容，為此首先需要通過集成監控系統軟件解析各種通信協議，將各種不同的數據傳輸協議重新包裝在TCP/IP協議之上，這個過程又叫作協議包裝，從而把不同發射機的監控數據統一用以太網網絡進行傳輸。

當今數字電視發射機本身都具備遙控遙測接口，用于遠程或本地模式下對發射機工作模式進行設置、控制、實時狀態監測。通過網絡，操作人員可以實時監測發射設備的工作狀態，通過接收到的功率、駐波比、反射功率、工作溫度等數據判斷設備運行情況，并可以設計參數報警門限；可以訪問設備的控制器來遠程操作發射機，發出開關機、復位、切換等指令；可以訪問記錄數據，掌握發射機故障信息，操作日志，自動抄表等。

此外，為了保障地面數字電視自動化監控系統的可擴展性，可以預留一些可擴展的協議實現接口。當需要接入新的發射機時，通過監控系統軟件的擴展接口解析新的通信協議，就可以實現對新接入的發射機進行監控。該系統的投入使用將以往以人為主的監聽監測管理方式轉變為以技術為主，以人為輔，人機結合的方式，極大地提高了安全播出保障能力，同時也增強了值班過程中應對電視節目出現停播等突發事件的能力，確保了安全播出，不斷地把安全播出工作推向前進。

該系統通過對發射機的實時監控，極大地提高了發射臺工作效率，同時也增強了工作中應對發射機故障等突發事件的應急處理能力，確保了安全播出。該系統可以供各個發射臺站借鑒。

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作者簡介：趙如一（1987-），男，北京人，助理工程師，工程碩士，研究方向：省部級科技論文。