发射台的发射机集中监控系统设计

谭浩文

摘 要 文章主要阐述了发射台的发射机集中监控系统设计方案。主要采用先进的数字监控技术实时获取现场的工作数据，为数字化发射台的实现提供有力的数据保证，实现了“安全播出、远程测控、故障预警、提高工作效率”的要求。全文从设计理念、硬件系统的构成、软件系统3个方面进行了阐述，为加快发射台的现代化管理提供依据。

关键词 集散；多角度；全组态；多进程

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）233-0114-03

1 设计理念

随着科技的不断进步，数字化、网络化、智能化、信息化趋势的进一步加深，发射台的安全、有效运行受到了极大的挑战，为了更好的解决此难题，本文在借鉴国内外相关实践经验及有关科学研究的基础上认为：发射台的发射机集中监控系统设计需要以“科学管理、集散控制、模块化、程序设计、针对性”等先进的设计理念为技术支持。

1）中短波发射台自动化监控系统，此系统主要用来准确、客观的反应出发射机的运行情况。因此，在设计时以准确、可靠、反应迅速为基本设计思想，以科学管理理念为目标。

2）发射机集中监控系统设计时以“集散”控制理念为主，这样的设计方式能够解决系统容易发生的问题，降低风险，这样的情况下，每一个的系统单元都相对独立，即使单个的单元出现故障也不会导致系统整体出现崩溃。

3）系统设计的主要目是工作上的得心应手，于是将软件作为效率的突破口，主要是控制软件的后台进程，换一种方向来进行软件的进程控制，转变思路，将每一个监控单元实现并行化的处理模式，避免单一进程导致的互相延误。

4）系统是多个模式和结构共同组成，系统功能的完整性基于各个结构和模块不同的分工。

5）在硬件设计上以针对性为主，发射台有一个严重的缺点，最需要重视的一个问题就是他的高频率，这样势必影响硬件的使用，对元件造成干扰，影响系统工作效率。尽量避免发射台本身的影响，元件的选用就需要重视起来。选用的元件封装方式可以采用表贴封装（SMD）。线路板在系统中就如同人体的骨架，连接各个元件，承载整个系统，越重要的设备骨架就要结实，采用多层无非是一个好的解决办法；在抗干扰方面我们采取了二次滤波方式；系统的电源方面，保证供电的稳定，不乱阵脚，必须降低发射台高频的影响，选用滤波能力强的系统模块，让系统电源得到净化。

2 硬件系统的构成

1）结构原理（如图1所示）。

发射台自动化监控系统中为了提高工作效率，在每个监控模块相互联系运行的同时，又能够兼顾自己的功能，相互独立。不仅仅兼顾系统一体化，同时重视每个设备本身的功能性。采用新颖的集散控制，每一个设备用网络进行联系，只要控制终端就可以实现整体的系统控制。控制的集中化，功能的分区化，降低了故障的发生几率，有效避免系统的风险性。自动监控系统还担负着向管理网提供监测数据的重任。

2）下位机采用Winbond W77E058A40DL 加上TI公司通用异步收发器（UARTS） TL16C550CIFN 为核心进行设计。

其中：Winbond W77E058A40DL是一个快速8051兼容微控制器，控制器进行很多次的研究设计，对其的缺点进行避免、优化，指令执行速度比标准8051要快许多。W77E058内含32kB Flash EPROM，最合适的电压为4.5V～5.5V，为提高利用率，减少I/O口使用。用户完全可以使用片上SRAM代替外部SRAM。TLl6C550包含一个处理器中断系统，有N PACKAGE（40脚）和FN PACKAGE（44脚）两种封装形式。使用TL16C550非常简便可靠，实现了DSP和PC机的通信。

3）发射机监控与音频监控与采集控制器之间连接采用STP屏蔽双绞线，并装入屏蔽空心管中以防强电磁干扰。

4）冷备机控制系统。冷备机控制系统目的是避免发射机长时间开启低压而设计的。由于发射机本身低压系统的开关使用的是硬开关，为使得自动化控制系统能够实现真正意义上的自动化开关、控制机器，需要额外添加一套冷备机控制系统以使得系统与发射机能够进一步融合，其具体电路是一组继电器电路，如图2所示。

A、B机低压合、断电子开关在下位机，当下位机或者服务器发出开机信号，A机低压合电子开关闭合瞬时闭合，继电器JK1工作，JK1常开触点闭合，发射机低压开，并形成自锁。当下位机或者服务器发出关机信号，A机低压断电子开关断开，继电器JK2断电释放，继电器JK1同时断电，常开点释放，A机低压关闭。同理B发射机冷备机控制电路。

5）發射机系统运行采用参数控制，这样大大加强了系统的工作效率，参数控制系统流程就是参数的采集，参数的分析，最终对参数进行不同的处理，处理之后执行相关命令。其中的重要设备就是下位机，在参数采集与执行方面发挥着不可替代的作用。可监控的发射机参数如下：

（1）模拟量：输出功率、反射功率、主电流、调幅度等；

（2）状态量：风故障、外部联锁、门联锁、主电源过压、主电源过流、欠推动、过推动、降功率指示、升功率指示等；

（3）控制量：过载复位、高功率开、低功率开、关机、升功率、降功率、自动倒换备机、信号源切换等。

6）监视监测系统。系统提供多种多样的监视监听功能：

（1）信号源监听报警。如图3所示，通过计算机软件系统向音频切换器发送指令，可以选择切换器预监通道的音频信号，确认无误后再通过通道切换其输送到音响监听。

（2）信号差动监视监测。如图4所示，系统提供了差动监视功能，这样就是结合音频的频率浮动，监测发射机特殊的音频输入信号和放射频率信号。同时可以预设每路的报警门限阈值和报警延迟时间，一旦出现音频丢失的现象立即对该路进行报警。

（3）调幅度监测。实时监测各部发射机的调幅度以及载波的动态显示情况，并将采集计算的结果通过高速总线传给数据处理服务器。

7）报警途径及GPS校时系统。系统设计了多种的报警功能，主要有声光、声音以及短信报警。GPS校时系统通过与卫星实时通讯为整个系统提供一个标准的时标供系统中不同设备使用。

8）环境参数监控系统。该系统是对发射台机房内的相关环境信息进行采集监控，主要包括机房温度、湿度、烟感、浸水报警等信息，使得工作人员能够及时了解发射机工作状态。

9）电力监控系统是通过对市电的相关参数的采集对供电系统的故障进行及时的发现报警并采用相应的应对措施。

10）视频监控系统。利用数字视频技术对机房、仓库、天线场地等重要场所进行监控，通过视频服务器将数字视频信号传送到局域网，操作者可以对场内环境进行实时监视监控。

3 软件系统

上位机采用工业控制计算机，操作系统为Windows Server、服务器的数据库采用access中文版。

1）日常管理界面通过Internet Information Server（IIS）建立的一个Web服务器进行管理。因为IIS与WindowNT Server是一个完整的集成体系，拥有紧密的集成性，Windows NT Server和NTFS其内置的安全特性，为Internet和Intranet站点的安全灵活提供了条件。IIS支持HTTP，FTP以及SMTP协议，IIS可以凭借CGI和ISAPI全面扩展。IIS相应性极高，使用过程中又能够极少的占用系统资源。同时IIS与Windows NT Server网络操作系统紧密的集成在一起，安裝IIS，会大大降低系统的管理和配置。

2）软件的设计思想。Windows是一个可以进行多任务高效率的操作系统，这就为一台设备同时处理多个系统数据成为了可能，为提高工作效率，设备可以单一处理系统的工作进程，同时又可以使用不同的线程参数控制联系各个设备，实现各个设备之间的通讯。系统的参数不是固定不变的，用户完全可以根据系统的使用情况定义合适的参数，实现系统的自由化。比如对监控的发射机和参数的数量、参数的量程和报警阈值等都可以依据需要随便定义。

4 结论

中波发射台自动化监控系统的应用，使得发射台的安全优质播出得到了更有力的保障；同时为广大一线值班人员提供了一个助手，避免长时间枯燥的工作，减少故障率的发生。通过一段时间的上机使用，该系统能稳定工作于当前的播出环境状态下，未发生停播、错播等安全播出事故。

参考文献

[1]王红燕，李楠.中波发射台自动监控系统的构建策略探究[J].通讯世界，2016（4）.

[2]雷启云.云南中波发射台自动监控系统的构建[J].广播与电视技术，2012（1）.

[3]李娟，张华，李浩源，等.基于ZigBee技术的实验室安全自动监控系统设计[J].福建电脑，2017（2）.