廣播電視自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)分析

呂增光

（山西省呂梁市離石區(qū)融媒體中心，山西 呂梁 033000）

0 引 言

自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分，在工農(nóng)業(yè)、軍事及航空航天等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。廣播電視自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)是自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域的具體應(yīng)用。廣播電視自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)既有一般自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的共性，也有廣播電視領(lǐng)域的特殊性。廣播電視監(jiān)控領(lǐng)域所用到的技術(shù)具有更強(qiáng)的適用性[1-2]。

1 自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

廣播電視自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成如圖1所示。廣播電視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)由各類傳感器和檢測元件進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，經(jīng)過處理后變成監(jiān)控主機(jī)能夠識(shí)別的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過接口電路傳送到監(jiān)控主機(jī)。播出節(jié)目信號(hào)中的音頻視頻信號(hào)由檢測電路自動(dòng)檢測，變換為音頻、視頻狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過接口電路傳送到監(jiān)控主機(jī)。監(jiān)控主機(jī)依據(jù)得到的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)以及播出效果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷出當(dāng)前設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常。如果設(shè)備工作狀態(tài)不正常，就要技術(shù)人員及時(shí)處理。一般地，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行報(bào)警和自動(dòng)進(jìn)行切換，保證節(jié)目播出不中斷，同時(shí)，記錄發(fā)生問題的設(shè)備，以便管理人員進(jìn)行維護(hù)。

圖1 廣播電視自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

2 廣播電視監(jiān)控系統(tǒng)常見技術(shù)分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)

傳統(tǒng)的廣播電視發(fā)射臺(tái)、站、機(jī)房均采用技術(shù)人員現(xiàn)場值班的方式進(jìn)行監(jiān)控，廣播電視監(jiān)控系統(tǒng)的早期應(yīng)用是代替技術(shù)人員監(jiān)控廣播和電視臺(tái)的設(shè)備運(yùn)行情況，采用單片機(jī)和可編程控制器等監(jiān)控發(fā)射機(jī)的運(yùn)行，取得了良好的效果。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)對(duì)廣播電視系統(tǒng)運(yùn)行安全的重視，需要將本地的監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)程的管理中心連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，形成整體的網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控管理系統(tǒng)。以網(wǎng)絡(luò)為核心構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要特點(diǎn)和趨勢(shì)。

2.1.1 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)有兩種主要的形式：客戶機(jī)/服務(wù)器模式（Client/Server，C/S）和瀏覽器/服務(wù)器模式（Brower/Server，B/S）。Client/Server模式在網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控中一直處于主導(dǎo)地位，被認(rèn)為是監(jiān)控和遠(yuǎn)程故障診斷的理想模式。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，Brower/Server方式也日益顯示出其優(yōu)點(diǎn)，逐漸在網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)中占據(jù)了很大的比重。目前，也有將兩種技術(shù)混合應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)[3]。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)軟件技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)中的服務(wù)器是一個(gè)功能強(qiáng)大的處理機(jī)，其內(nèi)涵十分廣泛。系統(tǒng)的測控、通信、任務(wù)調(diào)度以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)維護(hù)檢索分析等功能都需要服務(wù)器完成。完成這些功能，需要服務(wù)器安裝相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。服務(wù)器端的軟件有以下功能。

（1）控制現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備完成本地被監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)信息采集，并判斷被控對(duì)象是否處于正常狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)對(duì)象異常，系統(tǒng)應(yīng)該做出報(bào)警或調(diào)控等動(dòng)作，并將相關(guān)信息發(fā)送給用戶或客戶機(jī)。監(jiān)控對(duì)象狀態(tài)的判斷也可以由現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備完成，這取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[4]。

（2）保存采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，支持用戶和客戶機(jī)的訪問。

（3）通過網(wǎng)絡(luò)完成本地被監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)信息采集并進(jìn)行遙控。

（4）負(fù)責(zé)多臺(tái)服務(wù)器之間的通信和信息共享。

（5）如果網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)支持B/S模式，需設(shè)計(jì)Webserver服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)化軟件，支持B/S方式的遠(yuǎn)程訪問、遠(yuǎn)程監(jiān)控及信息共享；如果是C/S方式，需要考慮是采用二層客戶/服務(wù)器模型，還是采用三層客戶/服務(wù)器模型，需在服務(wù)器和客戶機(jī)之間合理劃分業(yè)務(wù)規(guī)則。如果采用B/S方式，軟件工作集中到服務(wù)器端，客戶端只需配置網(wǎng)絡(luò)接口和瀏覽器即可，這樣的配置方式比較容易實(shí)現(xiàn)。

2.2 信號(hào)處理技術(shù)

信號(hào)處理涉及到模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)以及開關(guān)信號(hào)等信號(hào)的處理。

模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)，在一定的時(shí)間段內(nèi)，信號(hào)的幅值是連續(xù)的。在工業(yè)控制領(lǐng)域，由傳感器獲得的系統(tǒng)狀態(tài)變量一般都轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。一種是低電壓信號(hào)輸出，另一種是0～10 mA或4～20 mA的電流信號(hào)輸出。模擬信號(hào)經(jīng)過采樣和AD變換以后輸入到計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行線性化處理和標(biāo)度變換，作為進(jìn)一步分析處理的數(shù)據(jù)[5]。

數(shù)字信號(hào)是在離散時(shí)間上取值的信號(hào)，其幅值和時(shí)間都是離散的。對(duì)于二進(jìn)制僅取0和1兩個(gè)數(shù)值。

開關(guān)信號(hào)是各種開關(guān)器件給出的控制信號(hào)，如電器開關(guān)和繼電器觸點(diǎn)等給出的信號(hào)。自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)處理技術(shù)主要涉及信號(hào)處理中的采樣、量化、濾波、編碼及變換等技術(shù)。

2.3 廣播電視播控系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)

傳統(tǒng)的監(jiān)控以設(shè)備和信號(hào)的監(jiān)視為主要目的，以人工巡檢和信號(hào)監(jiān)看為基本方式，沒有建立一個(gè)全局的統(tǒng)一監(jiān)控中心，沒有預(yù)警和報(bào)警機(jī)制。當(dāng)廣播電視設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化以后，系統(tǒng)的監(jiān)控開始受到重視，系統(tǒng)逐漸增加了自動(dòng)化的故障記錄數(shù)據(jù)備份、故障報(bào)警以及切換等功能。盡管各個(gè)電視臺(tái)的播控系統(tǒng)的數(shù)字化和自動(dòng)化水平不同，但都是朝著網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化及智能化方向發(fā)展。在這個(gè)大趨勢(shì)下，播控系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)也是朝著以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以監(jiān)控系統(tǒng)硬件為依托、以監(jiān)控軟件為核心的一體化智能監(jiān)控平臺(tái)方向發(fā)展。

播控系統(tǒng)的智能監(jiān)控應(yīng)該包含對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)一管理、配置、資源調(diào)度、安全預(yù)警故障預(yù)警、診斷以及系統(tǒng)分析等功能，是電視臺(tái)的統(tǒng)一總控監(jiān)控管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的底層是直接與硬件打交道的設(shè)備驅(qū)動(dòng)；中間層為設(shè)備監(jiān)控管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)與實(shí)際設(shè)備的關(guān)聯(lián)，同時(shí)保證任務(wù)與實(shí)際設(shè)備底層的無關(guān)性；系統(tǒng)的上層為監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)平臺(tái)和資源管理平臺(tái)。采用分層的結(jié)構(gòu)可以分解復(fù)雜的系統(tǒng)，方便了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控的對(duì)象包括播控設(shè)備中的視音頻設(shè)備和視音頻信號(hào)，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器、交換機(jī)、應(yīng)用軟件、播出文件庫以及其他相關(guān)設(shè)備等。

數(shù)字播控系統(tǒng)的播控設(shè)備日益復(fù)雜，因此要求播控系統(tǒng)的監(jiān)控能夠提供更為復(fù)雜的多種監(jiān)控模式以及系統(tǒng)級(jí)分析技術(shù)，傳統(tǒng)的簡單信號(hào)監(jiān)測方式顯得力不從心。播控系統(tǒng)監(jiān)控迫切需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。在播控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各個(gè)環(huán)節(jié)已經(jīng)包含了必要的檢測和控制功能，這些功能是保證正常播出、構(gòu)成整體播控系統(tǒng)的必不可少的環(huán)節(jié)。除了這些必不可少的環(huán)節(jié)外，設(shè)計(jì)人員還可以對(duì)播控的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充，使其功能更加強(qiáng)大。

3 結(jié) 語

廣播電視的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)由多種自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)構(gòu)成。廣播電視領(lǐng)域內(nèi)，由于不同的被監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)信號(hào)不同，采集狀態(tài)信號(hào)的方法也存在差異，但采用的信號(hào)處理方法基本一致。廣播電視自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)也是一個(gè)信息處理系統(tǒng)，對(duì)廣播電視進(jìn)行監(jiān)控的過程就是一個(gè)信息的獲取、傳輸、加工及應(yīng)用的過程，因此，自動(dòng)監(jiān)控研究的主要技術(shù)內(nèi)容是相同的。當(dāng)前，廣播電視領(lǐng)域應(yīng)用自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)十分廣泛，廣播電視節(jié)目的自動(dòng)播出、設(shè)備的控制以及“無人值班、有人留守、定期維護(hù)”等功能的實(shí)現(xiàn)均離不開自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)。因此，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)為廣播電視的播出質(zhì)量提升提供了可靠保障。