广播发射机自动监测系统的设计与实现

2014-06-20陈微

科教导刊 2014年15期

陈微

摘要本文针对大功率广播发射机播出质量和播出效果的监测，应用C语言和Visual C++的MFC软件设计了自台监测系统，该系统实现了发射机运行管理由依赖人到计算机智能化的科学管理的根本变革；它对提高发射台的安全播出率，提高发射设备的稳定性和可靠性提供了强大的技术支持。

关键词发射机安全播出质量效果监测

中图分类号：TN934 文献标识码：A

The Design and Implementation of Broadcasting

Transmitter Automatic Monitoring System

CHEN Wei

（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television QiLiuYi Station， Yongan， Fujian 366000）

Abstract This article in view of the high power radio broadcast transmitter monitoring air quality and effect， using C language and Visual C + + MFC software design of the monitoring system， this system has realized the transmitter to the computer intelligent operation management by relying on scientific management of fundamental change. It improves the safety of launch pad air rate， and improve the stability and reliability of the transmitting equipment provides a powerful technical support.

Key words broadcast transmitter； safety； quality results； monitoring

0 引言

伴随着信息技术和网络技术的不断发展，广播媒体在人们日常生活中所发挥的作用越来越大，是人们获取信息的重要渠道。如何才能确保广播传输、发射的不间断，高质量安全播出，从技术上减少责任事故的发生始终是发射台站最为关心的问题。工作中要做到安全、零秒无差错离不开高素质的专业人员的辛勤努力，更需要先进的技术手段来支持。过去受制于技术条件，只能依靠人工来发现、处理播出中的各种问题，这给工作人员造成了很大的精神压力和劳动强度。随着科学技术的发展，发射机逐步实现智能化、自动化。尤其是计算机和网络技术的广泛应用，通过先进的监测设备作为平台就可以实现广播节目从传输到发射各个环节的自动化控制，使人们从繁重的、高度紧张的工作环境中解脱出来，也极大地避免了人为责任事故的发生。

1 自动监测系统概述

自动监测系统具备自动抄表功能，在发射机播出开始和结束的时候，分别保存抄表数据，抄表时间一般为30分钟（可设计）。同时当系统中断时，自动抄表系统会依据原来程序继续运行，也可以保存抄表的数据与故障信息，待通讯恢复的时候即可恢复数据并按操作者要求打印或上传。如果系统在运行中出现问题，则由计算机和电声光报警提示。

自动监测系统会实时监测各播出设备的工作状态与运行参数。当发射机所开频率与运行图不吻合时会立即报警，当播出管理和控制系统与通讯发生中断（离线状态）也将立即报警。所有信息和数据的保存期限可设定。

2 发射机自动监测系统的设计

2.1 硬件工程和软件工程

发射机自动监测系统主要是为了保障发射台的播出质量和播出效果而研发的。它主要包含了状态监听监测和运行控制两个主要的功能。它可对发射机的输出输入信号进行自动监测，且将信号进行编码压缩之后提供值班员监看、监听。

图1 发射机自动监测系统结构框图

监测系统运行，即监测端的硬件部分一直运行监测进程并在自动监测系统软件的配合下实现实时监测。本课题前期完成了Linux平台下的功能测试，控制部分考虑到目前Windows操作系统图形界面模式操作简单、方便的特点，仍然采用Windows平台。为了保证设计的通用性和易维护性，设计语言使用C语言来实现模块功能，软件界面使用Visual C++的MFC来完成。

自动监测系统的功能具有：基本信息维护、参数设置、任务管理、数据查询、报警故障处理等。结构框图如图1所示。

（1）计算机硬件和硬件工程。计算机硬件是基于计算机控制的系统，系统由IPO模型表示。I指信息的输入，P指信息的处理，O指信息的输出。系统要素及相互间的关系如图2所示。

该软件的硬件是计算机的操作系统，各种应用程序是履行控制任务的关键，软件可由用户开发设计。系统计算机硬件可根据需求为硬件系统指派任务，产生硬件需求，根据硬件需求设计、制造或选择硬件或设备，如主机、通用或专用外部设备、网络与通讯设备等。

（2）计算机软件和软件工程。从系统工程的角度来看，软件与硬件、软件工程与硬件工程分别是基于计算机系统和基于计算机的系统工程的重要组成部分。系统工程的论证阶段应该确定系统的软硬件的功能和性能，系统对软件提出的功能和性能的要求将成为软件需求分析的基础。

图2 IPO系统要素

在对该软件进行系统的分析和设计时，采用了科学的软件工程设计方法，进行软件总体结构设计，在此基础上尽可能寻求可重用软部件支持软件的详细设计或编码，保证其合理性，易用性和完备性。

（3）网络架构。发射台自动监测系统网络结构如图3所示，整个系统通过交换机接入到到内网的核心交换机上，所有用户通过内网办公用的计算机便可访问该系统。

图3 系统网络架构图

2.2 设计思路

系统从可靠性、安全性、先进性、易操作性四个方面设计：（1）可靠性：安全优质播出是压倒一切的中心任务，必须要保证发射机系统设备、测试控制系统设备安全可靠地运行，避免由本地系统、远程系统引发不安全因素。（2）安全性：为避免网络的开放性对播出系统的安全造成影响，设计时软、硬件方面应使用高等级安全防范措施。（3）先进性：为保证该软件在一定的时间内具有领先性，软件的编制和硬件的选择都以“一流的设备、一流的技术、一流的管理”为出发点。（4）易操作性：良好的设计必须与简易的操作相结合。软件中的控制界面做到了友好、美观、菜单化，便于操作。

2.3 总体目标

系统总体目标是：运用现代计算机技术、网络技术和控制技术对短波发射机实施计算机实时本地监控和远程监控。通过研究和实践，探索发射机监控的设计方法，开发相配套的监控软件。本系统实现了以下目标：

（1）发射机系统的监测：自动监测发射机及其有关设备的运行情况，实时显示监测数据（包括模拟量和开关量值）及工作状态，并能按时自动存盘或打印记录各设备的运行数据和状态、系统运行状态；实时监测、记录各参数；对异常情况和参数越限进行记录报警；自动记录发射机开关机的时间及累计运行时间。

（2）实时故障诊断：当检测结果不正常或某设备发生故障时，能自动判断故障部位，显示出故障机号和部位及设备故障时的数据，可实时记录或打印所有参数。

（3）报警：系统具有完善的报警功能。报警系统可对各检测量越限报警；故障报警；通信中断报警；各种控制过程提示性报警等。报警提示有声音、指示灯、显示屏图像和窗口闪烁等报警方式。

（4）用户权限设定：根据不同用户的权限实施控制发射机各种操作，分级进行控制。

（5）操作控制：软件具有友好的人机界面，采用图形界面技术，利用鼠标和菜单可方便地实现各种功能。

（6）报表生成：具有完善的抄表与报表功能：对各发射机的检测数据或运行参数按值班报表要求，自动地定时采样并记录成文件，可在监控界面屏上显示、查询或打印；同时可根据用户需求设定自动生成或打印发射机工作信息等。

（7）远程访问：台领导、职能部门可通过远程登录查询数据、了解设备运行情况、分析判断故障原因。

（8）管理信息系统：对器材、图纸资料、技术档案进行自动管理。

（9）系统扩充：系统具有灵活方便的扩充组态功能，配置专家系统诊断软件和服务程序，从而使系统故障诊断更具有专家智能功能。另外在硬件上预留足够的扩展接口，可随时提供和完成其他控制功能。

图4 七六一台发射机自动监测系统

（10）系统安全：硬件采用物理隔离，软件考虑各种异常情况的发生，并在发生异常时，能及时采取相应的策略，保证节目的正常接收和发送。

3 监测系统的应用

3.1 发射机自动监测系统软件

图4是我台丙机房发射机自动监测系统界面。从窗口点击选择的菜单有：基本信息维护、参数设置、任务管理、数据查询、报警故障处理、统计分析、设备状态查看、数据备份恢复、节目监听等，每一个菜单又有对应的子菜单。

（1）窗口中用三个不同颜色的色块分别代表发射机当前的功率电平、音频电平和调幅度。P代表功率电平，A代表音频电平，M代表调幅度。标尺刻度代表当前数值的大小，直接与窗口左边的0～110%的标尺对应可直接读出当前具体数值。（2）窗口下方显示着每部发射机的天线号、方向、节目语言、任务频率、实测频率、功率电平、调幅度等。（3）窗口右边是：报警提示、校准信息、颜色设置。报警提示可快速查询当前报警的发射机机号和报警信息。校准信息可选择发射机号并手动输入实际播出功率以校准功率基准值，满功率时为100Kw。颜色设置可选择窗口上各部分的颜色和字体。

3.2 菜单详解

（1）基本信息维护：点击该按钮将显示整个软件的初始界面，如图4。

（2）参数设置：点击该按钮后，会跳出 5个可以选择的按钮：指标报警参数设置、语音报警参数设置、其他参数设置、发射机检修设置和调试。

指标报警参数设置包括：电平、调幅度、频偏报警参数设置；语音报警参数设置包括：选择是否蜂鸣报警、蜂鸣报警次数（2次）；其他参数设置：选择是否启用节目周期监听即每路音频监听时间（5秒≥30秒≤3分钟），每个周期监听次数为2次；主界面调幅度3秒显示一次最大值。所有参数都可设置；发射机检修设置：可添加发射机机号、星期、开始时间、结束时间；调试：可保存每部发射机的实时数据存于电脑硬盘中。

（3）任务管理：点击该按钮可修改运行图（修改频率运行图设定了修改权限），也可查询历史运行图。

（4）数据查询：点击该按钮可进行以下数据的查询。

历史报警数据查询：查询报警的机号、频率、起始时间、截止时间等；指标查询类型，选择全部、电平、调幅度、频偏进行查询；可直接查询数据或导出到EXCEL软件，并打印数据。

指标瞬时数据查询：选择查询的条件，如：机号、频率、调幅度、功率、频偏，起始时间、截止时间等，可直接查询数据或直接打印数据。

历史音频文件查询：选择机号、频率、起始时间、截止时间；可查询数据或播放音频。

日志查询：可选择机房或某机值班日志，可选择开始时间和结束时间；可直接查看或导出到EXCEL软件。

（5）报警故障处理：点击该按钮可查询报警故障的处理信息。查询报警数据，用灰色的背景色显示待处理的故障，用绿色的背景色来显示已处理的故障。也可输入故障代号、也可选择显示故障系统误报警，处理人，并保存处理结果。

（6）统计分析：点击该按钮可查询当月、季度、年份及历史播出数据；也可查询发射机实时播出情况或打印。

（7）设备状态查看：点击该按钮可查看当前机房的GPS状态。

（8）数据备份恢复：点击该按钮可选择恢复默认信息或选择发射机基本信息、设备基本信息、设备分配信息、报警参数信息、数据信息、系统权限信息；可选择直接备份或恢复信息等等。

（9）节目循环监听：点击该按钮可实现发射机的实时的音频监听。

4 结语