调频广播公有云监控系统设计

2021-04-08杨勇

电视技术 2021年1期

杨勇

（葫芦岛广播电视台，辽宁葫芦岛 125000）

0 引言

葫芦岛广播电视台调频发射机房于2019 年8 月由兴城首山搬到老电视台发射部。目前，葫芦岛广播电视台自办广播节目共有3 套，分别为89.4 MHz 交通文艺频道、93.1 MHz 新闻综合频道及103.1 MHz 故事频道。另外，99.4 MHz 为转播频道，转播《中国之声》。每个频道每天的播出时间将近24 h，播出任务强度高，值机员工作量大，长时间工作容易导致值机员产生懈怠情绪，一旦设备出现故障，往往不能第一时间发现并及时处理。

长期的广播无线发射传输实践证明，停播故障多是因为没能及时发现设备的异常状态和故障处理不及时［1］。主要故障设备是接收信号的同步解码器和发射机的激励器。同步解码器接收与控制信源，激励器控制发射机的发射功率，通过设备的RS232接口与监测网关连接。值机员有查询权限，可随时查看设备状态和报警信息；技术维护人员有管理权限，可对发射机进行开关机、发射功率调整等操作。葫芦岛广播电视台调频广播智能监控系统部署灵活，系统搭建快，设备接入快速，可通过浏览器、平板及手机等终端进行访问，支持微信端实时监控功能，及时准确地为值机员和技术维护人员提供报警实时展示、报警微信推送及短信提醒功能。

1 监控系统介绍

1.1 系统特点

系统支持在公有云、私有云或者自建服务器上灵活部署，搭建快速快，能快速接入设备，满足不同台站需求，同时支持浏览器、平板及手机等多终端访问，支持卫星端实时监控功能，集成度高、成本低，性价比极高。

1.2 系统功能

系统功能具有通用性、实时性及多页面展示等特点。通用性方面，采用标准浏览器访问方式，支持多种访问终端形式（手机、平板、电脑）；实时性方面，具有实时监测数据刷新机制，刷新及警报响应速度小于1 s；多页面展示方面，具有地图页面、详细状态页面、分地区项目展示页面以及全网网络状态页面，适用于不同情况需求，采用HTML5 最新网页开发技术和扁平化网页设计风格，展示简约清晰。

（1）实时监控。实时监控设备状态参数、射频状态、环境配电以及音频节目等多源数据，且数据实时双向通道可监测、可控制。

（2）报警引擎。采用报警引擎设计思路，灵活、高效。用户可根据监测需求自行选择报警机制和配置报警门限。报警信息可分类展示，支持微信推送和短信推送服务。

（3）音频监控。实时监听流媒体，本地录音，实现基于音频特征参数的音频内容实时对比和定时比对功能。

（4）历史统计。定期归档实时数据，支持历史数据快速条件索引查询，具有后期数据加工、统计以及生产报表功能，同时具有对比曲线和数据回放功能。

（5）站点管理。监测站点及设备的智能部署，具有添加、删除、配置、报警选择以及查找等部署管理功能，同时管理项目信息、站点信息、产品信息及设备信息等资料。

（6）用户管理。支持用户名密码登录、手机号短信验证登录及微信二维码登录方式；对用户进行权限认证；不同用户具有不同的数据权限和功能权限。

（7）微信业务。实时监测监控设备、射频、环境及音频，实时展示报警，并微信推送报警信息。

1.3 系统结构

系统结构基于物联网系统架构设计，设计原则为“低耦合、高可用、服务化、定制化”。服务器架构采用集群与负载均衡策略，使用全前端的交互方式（浏览器/客户端/App/微信）。后台服务采用分布式微服务软件架构。整体网络结构如图1 所示。

2 远程监控和运维管理

系统支持手机、平板电脑及浏览器等多种终端访问方式，支持短信、微信端实时监控，使值机员和技术维护人员可以随时监测发射机的状态，如有故障可及时处理。为了保证系统运行的安全与稳定，可对不同的用户赋予不同的权限。远程监控结构如图2 所示。

监控网页端实时监测包含地图主页、音频总览、站点主页及站点总览。

地图主页包含设备地理位置与综合工作状态显示，有正常（绿）、告警（橘）、异常（红）以及掉线（灰）4 种指示状态，可以点击近端机/远端机站点进入详细站点主页。

图1 整体网络结构

图2 远程监控结构

站点主页包含近端机/远端机站点的信息界面。左侧树状菜单栏展示各种站点综合工作状态，有正常（绿）、告警（橘）、异常（红）以及掉线（灰）4 种指示状态，可以点击站点名称切换右侧相应站点详细显示页面。

站点总览包含设备（以磁铁显示）与工作状态显示，有正常（绿）、告警（橘）、异常（红）以及掉线（灰）4 种指示状态，可以点击磁铁进入设备详细工作页面。

站点配合监听网关设备可进行实时远程音频监听，实时展示音频电平，采集频率、场强及信噪比数据并绘制曲线图。每个频道的声音可以监听60 s。

历史记录包含报警列表、历史回看等。报警列表显示当前站点名称、报警时间、报警内容、消警方式、消警时间、持续报警时间、报警次数、是否消除、人工手动消警以及手动处理方案；历史回看功能选择需要的群组、站点以及时间段等参数，点击查询，可显示这个时间段的数据信息，也可以导出为Excel 文件。

微信端实时监控提供对广播覆盖项目的实时监测服务，可进行远程监测和控制，可接收系统推送的消息支持远程音频监听，可查看覆盖效果的监测数据。由于微信的使用率高，每条报警信息都能及时被发现。技术人员可以互相提醒并及时处理问题，即使在休息时间也可以随时监测设备的运行状态，从而保证广播信号的安全优质播出。

3 主要监控、监听网关设备

基站监控单元OHM32 设备是一款基于高性能Cortex-M4 处理器平台搭建的用于广播电视发射台站监测的智能监控单元。设备通过有线网络将发射台站的相关工作状态实时传输到中心监控平台，支持对台站所有设备的远程监控。基站监控单元具有FM 信号接收场强和信噪比采集功能、回传功能、查询及配置功能、环境监测功能、传输发射设备监控功能以及机房配电监控功能。监控网关结构如图3 所示。

图3 葫芦岛广播电视台监控网关结构

智能监听网关OH11 是一款用于FM 信号监测和监听的网关产品，采用工业级高性能ARM 处理器，内置3 通道FM/AM 解调模块，具备3 通道外部立体声音频信号输入，可以对解调后的音频或外部输入音频进行实时压缩、本地存储及实施网络传输。设备采用通用流媒体协议，支持RTMP、HTTP 及HLS 等网络流媒体协议。内置嵌入式Web 可实现对节目源音频和FM 空收音频实时监听、监测及彩条展示等功能，也可以配合软件实现监测、监听等功能。另外，系统可以对节目源音频和空收音频进行实时分析和对比，及时发现停播、错播及劣播等安全播出问题。监听网关结构如图4 所示。