计算机技术在广播电视无线发射监控技术中的应用

宫茂庭

摘要：随着我国计算机科学技术的快速发展，电脑已成为人们日常生活中必不可少的部分.与此同时，广播电视技发射技术以及自动控制技术也随之有了更为迅猛的发展。本文首先介绍计算机技术如何在广播电视监控系统中发挥主要功能，再介绍现代电视发射实时监控系统设计原则与整体结构，最后对微机抗干扰技术进行分析。

关键词：广播电视 监控 计算机技术 抗干扰

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

计算机技术的发展日新月异，推动广播技术迅猛的发展，计算机运用领域不断扩张，推进广播发射技术实现了智能化管理，实现了广播电视监控技术的自动化，使广播电视信号传输有了与以往不同的变化。

针对广播电视实施发射监控，计算机技术应用部分如下。

（1）监测数据。临测的数据有：发射机工作状态参数、量值超限、非正常状态参数、设备运行参数、开关机时间。计算机对所有数据进行监测和记录，遇到监测到的异常状态报警。（2）远程监控。计算机通过遥测、遥控、遥信等技术手段对其他地方的广播电视发射设备进行远程访问。（3）故障诊断。数据监测记录的参数值如果出现异常，计算机即时分析判断是否发生故障。（4）自动处理。当计算机接到工作异常报告，也就是发射机处于非正常状态时，系统采取即时处理措施。（5）开关机。计算机利用预告设置的系统软件，按预设时间、定时开关机完成发射任务。根据广播电视发射的要求，一次设定，按预定周期循环。（6）报警。报计算机系统在全天候监测广播电视发射装置及时辨别工作状态，并留下记录。当判断为故障时，发出光线闪烁、声音鸣响报警信号，提醒当值人员，迅速处理事故。

1现代电视发射实时监控系统设计方案

1.1系统设计原则

计算机系统设计原则应从运行操作、实时监控、故障处理、经济性等方面着手。一般来说，它具有计算机系统的普遍原则：操作维护简便、运行稳定可靠、自动化程度高、硬件性价比高且可扩展。除通用原则外，针对广播电视发射还需实时监控系统，系统功能有实时控制、数据采集、数据处理、图像监视、安全防范、故障报警、网络通信。

1.1.1控制系统

（1）控制发射机开启和关闭时间。 计算机系统根据预先准备的节目播出安排确定时间。发射机按预设时间定时开启；节目播出时间和停播时间可以预先设置；如设定三分钟没有输入信号或延长节目播出时间时，待节目播完后自动关机。（2）故障诊断和处理。预告采集发射机正常工作时的开关量、模拟量，以便与实时数据进行对比分析，差别故障。当发射机故障出现时，及时通过声光报警，并在规定时间（如20S）内自动切换到其他备用发射机。 （3）断电恢复功能。电源中断（包括电网断电、系统局部断电）后，供电恢复时能快速地、自动地开启发射机。按照预设程序恢复发射机工作。（4）实时监控备用信号（发射机），防止发射机出现故障时，不能迅速自动地切换到备用信号的情况出现。

1.1.2显示系统

（1）主控窗口。所有发射机的工作状态、重要参数数据应有监视窗口显示，且是实时的、动态的。监视窗口设在上位机。监视窗口能人机对话，用户根据各自的权限操作。主要指标有：工作电压、工作电流、工作频率、发射功率、输出功率、驻波比等等。（2）信号监测。节目信号调幅度通过条形光柱在监视窗口显示，条形光柱的高低变化反映信号调幅度的大小。（3）工况图。关键环节作为发射机的取样点，实时监测取样点的状态。通过对比分析，确定工作状况，正常工作时绿灯亮，发生故障时，声光报警。报警的同时记录故障，包含故障时的数据。（4）发射机运行参数，通过计算机按设置的时段定时记录，并存贮在上位机数据库，也可形成报表，随时调取数据并根据需要打印出来。（5）根据开关机时间、临时播出时间等参数进行模块设定。（6）根据用户权限调协的用户管理模块。

1.2系统结构设计

发射机系统结构（见图1），主要包含发射机实时监控、信号监控子两个子系统。

1.2.1发射机实时监控系统：

自动化控制发射机系统主要采用PLC 技术，是因为这各技术梯形图编程语言容易学习、操作灵活、功能强大。

发射机实时监控系统分为设备层、现场总线层、网络层三层结构，排列自下而上分。现场总线层大体有两种类型：RS485 总线 和Controller link总线 ，数据传输用RS485 总线， PLC 的数据收发用Controller link总线，速率可达 2Mbps满足系统的实时性技术要求。

实时监控系统既要计算机实时监控发射机，还要自动切换。尤其是发生故障时，节目信号立即切换到备用设备。时间很短，几乎是无缝转换。每个频道应配置主、备发射机，两套发射机都要控制硬件。

（1）PLC：PLC直接关系控制质量，位于系统最底层。数据采集的实施，需结合 PLC 和组态软件，采集到的数据传输到服务器，达到实时控制的目的。为服务器故障时不干扰系统运行，各级系统独立工作。（2）取样接口电路：手动时， PLC 命令不起作用即屏蔽自动时PLC动作，应增加手动/自动开关。为防止控制系统与发射机电路，应采取抗干扰措施，必要时分离。（3）Controller link PCI 支持卡：选取网络层与现场总线层的接口，决定整个系统性能，也是技术难点。Controller link PCI 支持卡是采用 PLC +通信模块，作用是采集和控制PLC 信息的。发射台电磁环境复杂，干扰多，为确保数据和控制的准确性，要采取抗干扰措施和方法。如串行通信方式，误码校正技术，加上隔离、屏蔽、高压保护、安装避雷器、UPS 供电等物理措施。（4）GPS 自动校时单元：校准服务器时钟，实现网络自动校时，保持客户端与服务器的时钟一致。这需要通过 GPS 授时来完成。（5）功率检测单元：作用是功率取样。检测的功率为发射机输出功率。功率有两种：图像和伴音。并随之变换、输出直流检测电压。（6）视音频检测单元：检测视音频信号，并将检测到的数据，形成控制信号传送到控制系统，再来控制发射机。

1.2.2信号监控子系统

统一监看和处理发射的节目信号与空间布局在系统设计时存在矛盾。所有信号集中到一个控制室，会显得拥护和杂乱，连接布线繁琐，不方便维护检查，能量消耗大，热量不易散发，传统的电视墙格外突出。

采用 N×1 切换系统的大尺寸显示屏，同时显示多路信号，实现多画面监视系统，集中监看信号源和无线发射信号质量。声音信号以VU 表（棒条）表现，可随时监听。

2微机监控系统的抗干扰技术分析

发射机的电磁波、电源的脉冲、电动机是干扰的最主要来源。计算机系统易受高频干扰攻击。从途径主要有：空间的电磁波辐射干扰，针对主控机和前端机；从接地线进入计算机系统干扰；从取样信号传输线窜入计算机系统干扰。

采取抗干扰的措施，要依据干扰源的性质的传播途径 ，只有有针对性的措施和方法，才能有效抑制了强高频干扰，保证计算机监控系统稳定可靠地运行。

正确接地避免地线引起的高频干扰，因为发射机的高频接地，通常采取紫铜带连接下地，地线阻抗极高，地线两点间干扰电压达数（数十）伏以上，而取样信号只有几伏，若受到干扰，监控系统不能正常工作。设计和施工要正确结合接地和屏蔽使用，同时应用其它抗干扰措施，有效地扼制高频干扰。信号地与高频地共用，也就是发射机的取样点与前端机输入端口联接传送信号，那么计算机系统将遭受严重干扰。采用信号地与高频地不共用的技术，利用传感器隔离传输全部的取样信号至前端机。例如，光电合传感器把电信号转换为带有信息的光信号，隔离发射机的高频地与监控系统的信号地，避免共地干扰。

利用计算机技术监控广播电视发射，可降低运营维护成本，提高效率，可实时掌控设备运行状况以及参数，抑制信号干扰，充分发挥了系统与设备功能，确保广播电视信号能够安全播出。

参考文献

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