发射台定时巡检抄表提示系统

陈克军，陈 钊

(承德广播电视台，河北 承德 067000)

发射台定时巡检抄表提示系统

陈克军，陈 钊

(承德广播电视台，河北 承德 067000)

广播电视技术台站的安全播出工作是个复杂的系统工程，人工巡机、巡检、抄表在安全播出、机房管理中仍具有其他技术手段不可替代的作用。结合技术台站的工作性质、技术特点，就自行设计、制作、安装、使用巡检抄表提示系统的情况予以介绍，该系统具有较强的实用意义。

广电台站；巡检；抄表；提示

巡机、巡检、抄表工作是对广播电视技术台站机务工作的基本要求，在保证技术台正常播出的工作中有着重要的作用。虽然发射台、转播台等技术台站基本上都安装有计算机数据管理系统和自动开关机系统，实现了对发射机数据的自动记录、检测和自动控制等功能，但人工巡机、巡检、抄表在安全播出、机房管理中仍是其他技术手段不可替代的。尤其是当机房存在或发生烟雾、失火、气味、漏水及设备打火、过热等消防、水暖、温度隐患问题时，都是通过值机员的巡检、抄表来发现问题和解决问题。

但在实际工作中存在着值班员忘记巡检、抄表或不按规定时间到机房巡机抄表的问题。导致故障隐患不能及时发现，设备数据得不到及时记录，出现故障不能及时处理，进而影响安全播出甚至造成安全事故等问题[1-3]。

针对上述问题，结合发射台、转播台的具体情况，自行设计、制作、安装了 “发射台定时巡检抄表提示系统”，着眼于从强制巡检、巡机、非人工干预不停止报警的方式实现到机房各处巡检、到重点位置巡视的目的。系统尤其适用于机房与值班室分离的台站。

1 系统工作原理

1.1 系统简述

定时巡检抄表提示系统由智能时钟定时器电路、逻辑电路、语音电路、报警电路、提示电路、控制电路等组成，如图1所示。

当设定的时间到(设置为每2 h巡机、抄表一次)，定时器输出一个1 h 59 min的脉冲信号，这时安装在重点发射设备重要位置(设定为8～16个点)的提示指示灯将闪烁并触发蜂鸣器报警，同时语音电路发出“巡机抄表时间到，请检查发射功率、反射功率、电流、电压……”的语音播报声，播报语音声和报警声的喇叭分别安装在机房、值班室或值班宿舍等值班位置。“抄表确认”开关分别安装在发射机的“输出功率”表、配电盘的“电流表”、信号源的“电平表”附近以及其他设备的显著位置，利用语音、报警、闪光提示值机员到了巡机抄表时间，此时值机员必须要按下重要位置点的每一个“抄表确认”开关，则该点指示灯熄灭、蜂鸣器关闭，此时可视为对该机已进行了巡检抄表，但语音电路仍然继续发声播报，只有当重要位置点(8～16个点)的“抄表确认”开关全部按完后，语音电路才停止播报。这时系统可认定完成了本次的全部巡检抄表。

图1 8路定时巡检抄表提示系统电路原理图

当设定的巡检时间到，值机员若不去操作“抄表确认”开关，系统视为未进行按时巡检抄表，系统将重复播放报警语音1 h 59 min，在停顿1 min后，又将重复上述报警和语音播报，直到按下全部的“抄表确认”开关为止。

值机员在按下“抄表确认”开关的同时，即使不抄表，也将在不经意间看到机器状态表的指示情况，能够感知到机房的目前状态，达到了强制到机房巡机、巡检、巡视机器状态、查看安全状态的目的。

1.2 电路流程

为方便理解工作原理，以一路信号的控制、确认过程为例，用简明方框图(见图2)简述其工作过程， 详细工作原理如图1所示，其中CD4043真值表如表1所示。

图2 电路简明原理图

RSQn+110001100Qn11不定

系统电路的核心部分由定时器(或单片机)作为基准定时时间。在每天的设定时间内输出一个控制信号来实现自由开启和关闭报警电路、提示电路的工作。运用42输入与非门IC3(CD4041)的逻辑功能和三态R-S锁存触发器IC2(CD4043)的逻辑保持功能，构成系统控制、人为干预控制、系统触发电路；由KD1(TWH8778)、IC1(NE555)、DL1(控制模块)等构成驱动、振荡、显示、报警、语音电路；最后由确认开关KF1完成终极确认。

工作过程简述如下：图2中继电器JK的1、2和1、3接点是由时钟定时器控制的常开和常闭接点，当设定的巡检时间到，JK的1、2接点吸合接通,1、3接点释放断开，则IC2的R端为0，S端为0，此时Q端保持为0，则与非门IC3的输出端为1，控制报警电路、提示电路、语音电路等负载开始工作，此时报警LED发光管闪烁、蜂鸣器报警、语音发声播报，完成了巡机抄表提示(详见表1)。此刻如果不进行人为干预，则报警音、提示音，发光管，将按设定时间不停顿地工作，此时值机员若按下“抄表确认”开关KF1, 则IC2的S端为1，R端已是0，则Q端置1，这时与非门IC3的A、B端均为1，则输出端为0，控制报警电路、提示电路、语音电路等负载停止工作，完成了该点的巡机抄表确认。在这里开关KF1采用的是无锁按键开关，当按键开关弹起，S端输入为0，但是因为RS触发器R为0、S为0时触发器保持原状态不变，于是IC3还是1,1输入不变，当定时脉冲过后继电器JK释放，常闭接点1、3接通，触发器IC2的R端置1，完成了复位，等待下一个脉冲的到来时再继续上述过程。以此类推完成了1～16路的巡机、巡检、抄表确认过程。

1.3 控制电路

“控制电路”由时钟定时电路、触发电路等组成，见图1。以8路系统来阐述其工作原理，当时钟定时器设定的定时时间到，KD1的5脚得电导通，直流6 V电源经此使继电器J1吸合，常开接点1与2接通，IC3、IC5的与非门的所有B端同时得电置1，此时IC2、IC4的R、S端置0，由表1可知，此时Q端保持为0，使得IC3、IC5四与非门所有的A端全部置0，从与非门的真值表可知，此时IC3、IC5的所有输出端Y将全部置1，则输出控制模块DL1～DL8的2脚为高电平，内部的NPN管(8050)和PNP管(8550)导通，直流6 V电源经维修开关KW1～KW8(接通状态)及DL1～DL8的1脚、4脚，到达提示发光二极管LED11～LED18(安装在本机的机箱上)的正极。则此时完成了起始控制。

1.4 报警电路

“报警电路”由多谐振荡器IC1(NE555)等元件构成振荡源。此时控制信号经电阻R21～R28到达开关管Q2的集电极，Q2受IC1的控制，IC1以1～2 Hz的振荡频率，控制其导通和截止，进而控制发光二极管LED11～LED18的闪烁和蜂鸣器Y0发出间歇报警声。同时直流6 V电源经接线板P1～P8的1脚接到发光二极管GLED1～GIED8(安装在抄表确认开关内部)的正极，其负极经蜂鸣器Y1～Y8返回到开关管Q1的集电极，因Q1与Q2同时受IC1的控制，这样安在机箱上的LED11～LED18和安装在发射机各处的GLE1～GLED8将同时闪烁，蜂鸣器Y1～Y8也同时发出间歇报警声。则此时完成了声光报警。

1.5 语音电路

“语音电路”由录制有语音信息的SD卡和MP3构成， MP3的电源受控于主电路，使之总在播放状态，在发出声光报警的同时发出“巡机抄表时间到，请检查发射功率、反射功率、电流、电压……”的语音提示播报声。只有当全部的“抄表确认”开关按完之后，播报音才停止。并且随着按动“抄表确认”开关数量的增加，伴随语言的播放还将发出急促的报警声，督促快速巡检、确认操作。则此时完成了巡机时间到的语音播报功能。

1.6 提示电路

“提示电路”由LED发光管、显示板等构成，在系统发出巡机、报警提示后，此时值机员可任意无序地按下“抄表确认”开关KF1～KF8，被按开关对应的发光管将熄灭，对应的蜂鸣器将停止发声，但语言提示将继续播报。以第一路说明此过程：按下KF1时，直流6 V电源经接线板P1的K端到达IC2的4脚1S端，则1S端为1，此时3脚1R端是0，则2脚输出端1Q为1、IC3的1脚为1，与非门输出端3脚为0，DL1内的三极管8050截止，发光管GLED1失电熄灭，蜂鸣器停止鸣响，完成了第一路的抄表确认。其他7路(或15路)以此类推。由于D11～D18二极管的隔离作用，只有将KF1～KF8全部都按一下，即只有当8路(或16路)的“抄表确认”开关全部按完后，语言电路才能彻底断电，停止播报，至此完成了第一次巡检抄表。待第二次设定的巡检抄表时间到，将再重复上述过程。

提示闪光发光管GLED1～GLED8和蜂鸣器Y1～Y8相对应地安装在“抄表确认”开关KF1～KF8里面的组合体。安装在需要定时或经常巡检和抄表的位置。如发射机、信号源、配电盘等需要重点巡视的位置。

1.7 主要元器件选择及功能应用

时钟定时器：采用市面上常见的LCD可编程电子定时器，也可以采用单片机，基本要求是每天能实现10次以上开关。

继电器：为减小功耗，主控继电器采用JQC-3F小型继电器。8路系统分控继电器采用5 V干簧继电器。

触发器：控制电路的触发器是系统电路的核心部分，采用的是高电平触发的三态R-S锁存触发器CD4043。它内置4个三态R-S锁存触发器，具有独立Q输出端和单独的置位S和复位R输入端。Q输出有三态功能，由公共的三态控制输入端EN控制。当EN为逻辑1或高电平时，Q端输出内部锁存器的状态；当EN逻辑0或低电平时，Q端呈高阻抗状态。各端脚功能中，EN允许输出控制端；1R～4R为复位输入端；1S～4S为置数输入端；1Q～4Q为数据输出端；VDD为正电源；VSS为地(见图3)。

图3 三态R-S锁存触发器逻辑图

为保证工作稳定和控制安全，在每一路的电源输出端，即接线板P1～P8(P1～P16)的+B端要安装0.2 A的保险管。主机与各个“抄表确认”开关、机房显示板之间要用屏蔽线连接，并做好接地。

门电路：采用42输入与非门CD4011。它将4个与非门集合在一个芯片上，在应用时，8路系统采用了两片CD4011，16路系统采用了4片CD4011，内部逻辑见图4。

图4 42输入与非门逻辑图

继电器驱动电路：采用 TWH8778大电流驱动开关集成电路。它内部结构复杂但使用方便。能高速控制外接负载的通断。输出电流大(24 V时为1.0 A)，开关压降小，静态功耗小，具有热保护和自动过电压保护功能。当EN脚(控制端)为数字高电平(≥1.6 V，<6 V)时，输入端IN至输出端OUT即接通，反之即断开。这样就可以可靠地控制继电器的吸合与释放。

输出控制电路：8路系统直接采用小体积低功耗的干黄继电器，16路系统采用的是晶体管组合开关驱动电路，具有过载能力强、控制灵敏的特点(见图5)。

图5 组合开关驱动电路

2 系统特点

2.1 提醒显示新颖独特

在值班室的控制台上安装有红字的“请巡检抄表”显示板，后衬高亮度发光管，受主机的中心振荡器控制并与对主机的16个提示LED发光管、值班室的16个提示LED发光管同频、同步显示，间隔提示。

2.2 具有多点独立显示单点控制功能

控制主机安装在机房，同时在机房外的值班室控制台上安装有独立的显示板和语言提示电路，当巡机时间到，显示板按照1 Hz的频率闪动，使值班员在值班过程中即可准确看到哪一路已确认抄表，哪一路未确认，方便随机抄表或重点巡检。

2.3 具有蜂鸣器独立报警提醒LED同步显示功能

在每一路的“抄表确认”开关上都安有独立的蜂鸣器报警提醒，在开关的显示部分贴有“抄表确认”字符，LED为高亮度绿色发光二极管，所有的蜂鸣器发出的1 Hz间歇报警声和LED发光管显示全部由一个555振荡器产生，避免了报警声混杂无序、不易辨别和报警LED闪烁频率不一、杂乱无章的问题。

2.4 具有语言提示功能

语音提示时在机房和值班室同步发声，将发射机房的各种重要信息进行语言化处理，录制在SD卡内，将SD卡放在MP3里，将MP3的电源受控于主电路。

2.5 设有时间调整电子控制锁

对时钟定时器进行了改制，在时间调整电路部分安装了钥匙开关，锁定定时时间及操作功能，以免因误操作造成时间错乱而误动作，确保设定时间的准确性和可靠性。

2.6 设有维修选择开关

在毎一路控制端都安装了拨码开关，如果任意一路出现问题，或临时停用时，可将此开关断开，达到不影响其他路工作的目的。

2.7 科学合理设定时间

定时输出时，时间为1 h 59 min，其间只有1 min的无脉冲输出间隔。即使值班员不去抄表确认也只有1 min的休息停顿时间，1 min后又将重复输出脉冲信号，继续报警提示。起到及时巡检的作用。

2.8 具有通用性和针对性

本巡检提示器，既可以应用于广播电视系统的技术台站、机房，通过改变不同的设置还可以应用于其他如行政后勤、安全保卫、消防巡逻、供电供水等需要人为定时巡检关注的设备系统。

2.9 优化电路结构，合理配置器材

全部电路安装在2U的标准机箱内，本着简捷、方便、实用、可靠的原则，全部电路均为自行设计、反复试验、自己动手组装。电源采用5 A，6 V开关电源，内部电路板与前后面板的连接全部采用排线插接，便于维修，“抄表确认”开关与蜂鸣器串接供电，既满足了电压要求，又减少限流电阻的数量和连接长线。

3 结束语

定时巡检抄表提示系统设计制作了两套，一套16路的系统安装在承德电视发射台，分别安装在7部电视发射机、6部调频发射机、1部微波收发机、1部配电盘上，备用了1路。另一套安装在承德中波发射台，分别安装在4部中波发射机、1部配电盘上，还有3路备用。自2011年1月投入使用至今已正常使用4年，实践证明，效果明显，工作稳定，方便可靠，声光并现，提示准确。切实起到了巡检提醒，强制巡机，督促抄表，确保安全的作用。

[1] 阎石. 数字电子技术基础[M].北京：人民教育出版社，1981.

[2] 孙虎章. 自动控制原理[M].北京：中央广播电视大学出版社，1984.

[3] 谢东晖，杜国柱.广播电视安全播出技术的发展与展望[J].广播与电视技术，2014(8)：45-48.

Transmitter Timing Inspection Meter Reading System

CHEN Kejun, CHEN Zhao

(ChengdeRadioandTVStation,HebeiChengde067000,China)

The work safety of radio and television stations broadcast is a complex system engineering. The artificial inspection, inspection, meter reading in the safe broadcasting, computer room management still have other technical meanings irreplaceable role. Combining technical nature of the work station and technical characteristics, on their own design, production, installation, usage metering prompt inspection system are all introduced, and the system has a strong practical significance.

radio and television stations；patrol; reading; tip

TN948.61;TN949

B

10.16280/j.videoe.2015.16.011

2015年8月11—14日，消费电子与数字电视界的盛会“第十七届全国消费电子技术年会(NCCE2015)”在吉林省长春市召开。会议以“新融合·新常态”为主题，旨在展示消费电子技术新业态、数字电视产业新成果，探讨媒体融合、互联网+等大背景下的行业生态变革和广播电视、消费电子新技术的发展与应用。为了更加完整地展示年会的学术成果，《电视技术》在本期(2015年第16期)特开辟专栏———第十七届全国消费电子技术年会(NCCE2015)，集中刊登来自清华大学、上海交通大学、上海大学、中国传媒大学、天津大学、数字电视国家工程研究中心、数字电视国家实验室(北京)、国家广播电视产品质量监督检验中心等科研单位一线技术人员特为年会撰写的精彩论文，以飨读者。

【本文献信息】陈克军，陈钊.发射台定时巡检抄表提示系统[J].电视技术,2015，39(16).

陈克军(1961— ),教授级高级工程师，承德广播电视台副台长；

陈 钊(1988— )，承德广播电视台助理工程师。

责任编辑：许 盈