計算機技術在廣播電視無線發射監控技術中的應用

宮茂庭

摘要：隨著我國計算機科學技術的快速發展，電腦已成為人們日常生活中必不可少的部分.與此同時，廣播電視技發射技術以及自動控制技術也隨之有了更為迅猛的發展。本文首先介紹計算機技術如何在廣播電視監控系統中發揮主要功能，再介紹現代電視發射實時監控系統設計原則與整體結構，最后對微機抗干擾技術進行分析。

關鍵詞：廣播電視 監控 計算機技術 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

計算機技術的發展日新月異，推動廣播技術迅猛的發展，計算機運用領域不斷擴張，推進廣播發射技術實現了智能化管理，實現了廣播電視監控技術的自動化，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射監控，計算機技術應用部分如下。

（1）監測數據。臨測的數據有：發射機工作狀態參數、量值超限、非正常狀態參數、設備運行參數、開關機時間。計算機對所有數據進行監測和記錄，遇到監測到的異常狀態報警。（2）遠程監控。計算機通過遙測、遙控、遙信等技術手段對其他地方的廣播電視發射設備進行遠程訪問。（3）故障診斷。數據監測記錄的參數值如果出現異常，計算機即時分析判斷是否發生故障。（4）自動處理。當計算機接到工作異常報告，也就是發射機處于非正常狀態時，系統采取即時處理措施。（5）開關機。計算機利用預告設置的系統軟件，按預設時間、定時開關機完成發射任務。根據廣播電視發射的要求，一次設定，按預定周期循環。（6）報警。報計算機系統在全天候監測廣播電視發射裝置及時辨別工作狀態，并留下記錄。當判斷為故障時，發出光線閃爍、聲音鳴響報警信號，提醒當值人員，迅速處理事故。

1現代電視發射實時監控系統設計方案

1.1系統設計原則

計算機系統設計原則應從運行操作、實時監控、故障處理、經濟性等方面著手。一般來說，它具有計算機系統的普遍原則：操作維護簡便、運行穩定可靠、自動化程度高、硬件性價比高且可擴展。除通用原則外，針對廣播電視發射還需實時監控系統，系統功能有實時控制、數據采集、數據處理、圖像監視、安全防范、故障報警、網絡通信。

1.1.1控制系統

（1）控制發射機開啟和關閉時間。 計算機系統根據預先準備的節目播出安排確定時間。發射機按預設時間定時開啟；節目播出時間和停播時間可以預先設置；如設定三分鐘沒有輸入信號或延長節目播出時間時，待節目播完后自動關機。（2）故障診斷和處理。預告采集發射機正常工作時的開關量、模擬量，以便與實時數據進行對比分析，差別故障。當發射機故障出現時，及時通過聲光報警，并在規定時間（如20S）內自動切換到其他備用發射機。 （3）斷電恢復功能。電源中斷（包括電網斷電、系統局部斷電）后，供電恢復時能快速地、自動地開啟發射機。按照預設程序恢復發射機工作。（4）實時監控備用信號（發射機），防止發射機出現故障時，不能迅速自動地切換到備用信號的情況出現。

1.1.2顯示系統

（1）主控窗口。所有發射機的工作狀態、重要參數數據應有監視窗口顯示，且是實時的、動態的。監視窗口設在上位機。監視窗口能人機對話，用戶根據各自的權限操作。主要指標有：工作電壓、工作電流、工作頻率、發射功率、輸出功率、駐波比等等。（2）信號監測。節目信號調幅度通過條形光柱在監視窗口顯示，條形光柱的高低變化反映信號調幅度的大小。（3）工況圖。關鍵環節作為發射機的取樣點，實時監測取樣點的狀態。通過對比分析，確定工作狀況，正常工作時綠燈亮，發生故障時，聲光報警。報警的同時記錄故障，包含故障時的數據。（4）發射機運行參數，通過計算機按設置的時段定時記錄，并存貯在上位機數據庫，也可形成報表，隨時調取數據并根據需要打印出來。（5）根據開關機時間、臨時播出時間等參數進行模塊設定。（6）根據用戶權限調協的用戶管理模塊。

1.2系統結構設計

發射機系統結構（見圖1），主要包含發射機實時監控、信號監控子兩個子系統。

1.2.1發射機實時監控系統：

自動化控制發射機系統主要采用PLC 技術，是因為這各技術梯形圖編程語言容易學習、操作靈活、功能強大。

發射機實時監控系統分為設備層、現場總線層、網絡層三層結構，排列自下而上分。現場總線層大體有兩種類型：RS485 總線 和Controller link總線 ，數據傳輸用RS485 總線， PLC 的數據收發用Controller link總線，速率可達 2Mbps滿足系統的實時性技術要求。

實時監控系統既要計算機實時監控發射機，還要自動切換。尤其是發生故障時，節目信號立即切換到備用設備。時間很短，幾乎是無縫轉換。每個頻道應配置主、備發射機，兩套發射機都要控制硬件。

（1）PLC：PLC直接關系控制質量，位于系統最底層。數據采集的實施，需結合 PLC 和組態軟件，采集到的數據傳輸到服務器，達到實時控制的目的。為服務器故障時不干擾系統運行，各級系統獨立工作。（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，應增加手動/自動開關。為防止控制系統與發射機電路，應采取抗干擾措施，必要時分離。（3）Controller link PCI 支持卡：選取網絡層與現場總線層的接口，決定整個系統性能，也是技術難點。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。發射臺電磁環境復雜，干擾多，為確保數據和控制的準確性，要采取抗干擾措施和方法。如串行通信方式，誤碼校正技術，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：校準服務器時鐘，實現網絡自動校時，保持客戶端與服務器的時鐘一致。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，并將檢測到的數據，形成控制信號傳送到控制系統，再來控制發射機。

1.2.2信號監控子系統

統一監看和處理發射的節目信號與空間布局在系統設計時存在矛盾。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，傳統的電視墻格外突出。

采用 N×1 切換系統的大尺寸顯示屏，同時顯示多路信號，實現多畫面監視系統，集中監看信號源和無線發射信號質量。聲音信號以VU 表（棒條）表現，可隨時監聽。

2微機監控系統的抗干擾技術分析

發射機的電磁波、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干擾；從取樣信號傳輸線竄入計算機系統干擾。

采取抗干擾的措施，要依據干擾源的性質的傳播途徑 ，只有有針對性的措施和方法，才能有效抑制了強高頻干擾，保證計算機監控系統穩定可靠地運行。

正確接地避免地線引起的高頻干擾，因為發射機的高頻接地，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（數十）伏以上，而取樣信號只有幾伏，若受到干擾，監控系統不能正常工作。設計和施工要正確結合接地和屏蔽使用，同時應用其它抗干擾措施，有效地扼制高頻干擾。信號地與高頻地共用，也就是發射機的取樣點與前端機輸入端口聯接傳送信號，那么計算機系統將遭受嚴重干擾。采用信號地與高頻地不共用的技術，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換為帶有信息的光信號，隔離發射機的高頻地與監控系統的信號地，避免共地干擾。

利用計算機技術監控廣播電視發射，可降低運營維護成本，提高效率，可實時掌控設備運行狀況以及參數，抑制信號干擾，充分發揮了系統與設備功能，確保廣播電視信號能夠安全播出。

參考文獻

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