广播电视发射信号远程监控技术分析

2023-11-16温州市新闻传媒中心叶东建

卫星电视与宽带多媒体 2023年19期

温州市新闻传媒中心：叶东建

广播电视节目可以传递各种新闻信息、实时资讯、政策解读、社会热点等信息，为观众提供及时、全面的信息服务，对所在地区的文化、经济、旅游等方面进行宣传推广，提升地区知名度和美誉度；为不同地区、不同人群之间搭建沟通平台，促进社会交流和互动，丰富人们的精神生活。广播电视发射信号发生故障，会造成节目突然中断破坏节目的播出质量与完整性，影响人民群众的日常文化娱乐需求。因此，需要研究广播电视发射信号的远程监控技术。

1.广播电视的发射信号远程监控的意义

（1）保证广播电视信号的质量：远程监控可以对广播电视信号进行实时监控，及时发现和解决信号质量问题，从而保证广播电视信号的质量。

（2）提高广播电视信号的传输效率：通过远程监控，可以对广播电视信号进行实时调整和优化，提高信号的传输效率和稳定性，确保广播电视信号的正常传输。

（3）降低维护成本：远程监控可以实现对广播电视信号的远程管理和维护，减少现场维护和管理的人员和成本，提高管理效率。

（4）提高广播电视的服务水平：通过远程监控，可以及时发现和解决广播电视信号问题，提高广播电视的服务水平，增强用户的满意度。

2.设计广播电视发射信号远程监控系统

2.1 选择技术

设计广播电视发射信号远程监控系统，首先应选择性价比较高的技术。

2.1.1 单片机技术

单片机技术是指将整个计算机系统集成到一块芯片中，包括中央处理器、内存、输入输出接口和时钟等。它具有体积小、功耗低、成本低、可靠性高等优点。在卫视广播电视发射信号远程监控中采用单片机技术，具有诸多优点。

首先，单片机技术具有高度可编程性。单片机可以通过编程实现各种功能，如控制信号的发射和接收、采集监控数据等。与传统的硬件电路相比，单片机系统更加灵活，可以根据需要进行修改和升级。

其次，单片机技术具有高度集成性。单片机可以将多个模块集成在一起，如时钟模块、计时器模块、通信模块等，从而实现多种功能。这种高度集成的特点可以大大降低系统的成本和体积，提高系统的可靠性和稳定性。

再次，单片机技术具有高度可靠性。单片机系统可以通过软件实现故障检测和自动恢复，从而提高系统的可靠性。此外，单片机系统还可以使用错误校验码等技术来保证数据传输的可靠性，避免数据传输过程中出现误码。

最后，单片机技术具有高度节能性。单片机系统可以通过软件实现功耗管理，如休眠模式、低功耗模式等，从而降低系统的功耗和能耗，延长系统的使用寿命。

2.1.2 SCADA技术

SCADA技术是一种用于监控和控制工业过程的系统。它通常由一个或多个计算机、传感器、执行器和其他控制设备组成，可以实现对远程设备的监控、控制和数据采集。在卫视广播电视发射信号远程监控中采用SCADA技术，也具有诸多优点。

首先，SCADA技术可以实现远程监控和控制。卫视广播电视发射信号远程监控需要对发射设备进行实时监控和控制，以确保信号发射的稳定和可靠。采用SCADA技术可以实现对发射设备的远程监控和控制，无须人工干预，大大提高了监控和控制的效率和准确性。

其次，SCADA技术可以实现实时数据采集和分析。卫视广播电视发射信号远程监控需要对发射设备的状态和性能进行实时监测和分析，以便及时发现和解决问题。采用SCADA技术可以实现对发射设备的实时数据采集和分析，可以及时发现设备故障和异常情况，减少设备停机时间和维修成本。

再次，SCADA技术可以实现远程升级和维护。卫视广播电视发射信号远程监控需要对发射设备进行定期维护和升级，以保证设备的性能和稳定性。采用SCADA技术可以实现对发射设备的远程升级和维护，无须现场操作，大大降低了维护成本和风险。

最后，SCADA技术可以实现安全监控和控制。卫视广播电视发射信号远程监控需要保证发射设备的安全性和稳定性，避免设备被恶意攻击或破坏。采用SCADA技术可以实现对发射设备的安全监控和控制，包括对设备的访问控制、数据加密和安全审计等功能，可以有效保护设备的安全和稳定。

2.1.3 SCADA技术与单片机结合技术

将SCADA与单片机结合起来可以实现更加灵活、高效的远程监控和控制系统。具体来说，可以通过单片机采集广播电视发射信号的实时数据，并将其通过通信接口发送给SCADA系统进行处理和分析。SCADA系统可以根据数据分析结果，对信号进行自动控制、调整和优化，同时还能够提供更加丰富的数据分析和可视化功能，方便运维人员进行远程监控和管理。此外，单片机还可以作为SCADA系统的数据采集终端，负责采集一些较为简单的数据，如温度、湿度等环境参数，然后将这些数据传输给SCADA系统进行处理和分析。这样可以减轻SCADA系统的负担，提高系统的稳定性和可靠性。因此，将SCADA与单片机技术结合起来可以实现更加全面、高效、灵活的远程监控和控制系统，提高广播电视发射信号的稳定性和可靠性。

2.2 设计广播电视发射信号远程监控系统

集成SCADA技术和单片机技术设计广播电视发射信号远程监控系统，该系统可以实现对卫视广播发射信号的远程监控和控制，从而保证广播信号的质量和稳定性。该系统具有功能强大、可靠性高、维护成本低等优点。

2.2.1 系统架构

该系统由三个部分组成：监控中心、远程终端和信号发射站。

监控中心：主要负责对远程终端和信号发射站进行实时监控和控制。监控中心采用SCADA技术，通过网络连接到远程终端和信号发射站，实时获取设备状态和信号质量等信息，并可以通过控制命令对设备进行控制。

远程终端：主要用于接收监控中心的命令，并将命令传输到信号发射站。远程终端采用单片机技术，通过网络连接到监控中心和信号发射站，实现命令的传输和设备状态的监测。

信号发射站：主要用于发射卫星电视广播信号。信号发射站采用单片机技术，通过网络连接到远程终端和监控中心，实现命令的接收和设备状态的监测。

2.2.2 系统功能

该系统主要具有以下功能：①实时监测卫星电视广播信号的质量和稳定性；②实现对信号发射站的远程控制，包括开关机、调整发射功率、调整发射频率等；③实现对信号发射站的远程故障诊断和维护；④实现对信号发射站的远程升级和配置。

2.2.3 系统设计

（1）信号发射站设计

信号发射站主要由发射器、天线、功放器、滤波器、控制器等组成。其中，控制器采用单片机技术，具有以下功能：①实现对发射器、天线、功放器、滤波器等设备的控制；②实现对发射功率、发射频率等参数的调整；③实现对设备状态的监测和故障诊断。

（2）远程终端设计

远程终端采用单片机技术，具有以下功能：①实现对监控中心的命令的接收和传输；②实现对信号发射站的状态监测和控制。

（3）监控中心设计

监控中心采用SCADA技术，具有以下功能：①实时监测信号发射站的状态和信号质量等信息；②实现对信号发射站的远程控制和故障诊断；③实现对信号发射站的远程升级和配置。

2.2.4 系统实现

该系统的实现需要进行硬件和软件开发。硬件方面，需要设计信号发射站、远程终端和监控中心的硬件电路，并进行测试和调试。软件方面，需要设计信号发射站、远程终端和监控中心的软件程序，并进行测试和调试。

2.2.5 设置参数

系统构建完毕后，根据具体的系统需求和实际情况，设置各项参数。

（1）控制指令执行标准率：该参数应根据控制指令的重要性和系统的稳定性需求来决定。一般来说，高精度和高可靠性的系统需要更高的执行标准率，可设置在90%以上，亦可设置为100%。

（2）操作时间表分发时间：该参数应根据系统的实际需求来决定。一般来说，操作时间表需要提前足够的时间分发到各个设备，以确保设备在指定时间内按照计划执行操作。可设置在操作开始前至少30分钟。

（3）载波频率测量误差：该参数应根据系统的精度要求来决定。一般来说，高精度的系统需要更小的测量误差。可设置在0.1%以内。

（4）功率测量误差：该参数应根据系统的精度要求来决定，可设置在0.5%以内。

（5）电压、电流、温度值测量误差：这些参数应根据系统的精度要求来决定。电压、电流可设置在1%以内，温度值测量误差可设置在1℃以内。

（6）每个参数的采集间隔：该参数应根据系统的实时性要求来决定。一般来说，需要采集的参数越多，采集间隔就需要越短。可设置在1～5秒之间。

（7）显示数据刷新时间：该参数应根据系统的实时性要求来决定。一般来说，需要实时显示的数据刷新时间要求较短。可设置在1～5秒之间。

（8）整幅画面和实时数据调出响应时间：该参数应根据系统的实时性要求来决定。一般来说，需要实时响应的操作需要更短的响应时间。可设置在1～3秒之间。

（9）设备故障发生到报警输出时间：该参数应根据系统的安全性要求来决定。设备故障发生到报警输出时间一般设置为10～30秒之间。

（10）报警准确率：该参数应根据系统的安全性要求来决定。报警准确率一般设置在95%以上。

2.3 引入人工智能算法，优化广播发射信号远程监控系统

为了进一步优化卫视广播发射信号远程监控系统，可以引入先进的人工智能算法，如决策树模型和神经网络模型。决策树是一种基于特征的方法，它根据特征的重要性来选择最佳的决策路径。在卫视广播发射信号远程监控系统中，可以利用决策树模型对监测数据进行分类和预测，从而实现对发射信号的实时监控和异常检测。神经网络模型是一种模拟人脑神经元之间连接和信息传递的计算模型，它能够对复杂的数据进行特征提取和分类。在卫视广播发射信号远程监控系统中，可以利用神经网络模型对信号进行特征提取和分类，从而实现对发射信号的远程监控和异常检测。这两种模型可以有效提高监控系统的准确性和效率。

2.4 案例

下面将结合真实案例，论述广电发射信号远程监控系统。本单位有三个发射台，分别是莲花山发射台、华盖山发射台、九山发射台。通过远程监控系统，由华盖山发射台统一监控各发射台的播出信号与信号源状态。九山与莲花山发射台只保留少量的应急留守人员，处理紧急状态，不监控发射信号状态，从而减少了工作岗位，同时又提高了远程监控的工作效率。

远程监控系统使用TrinityAres-Display多画面智能监测系统V8.0。该系统是一款高级的监控和数据采集系统，这款系统的主要功能包括数据采集、处理、存储和展示，以便于用户实时了解系统的运行状况，及时发现并解决问题。该系统的核心技术之一是SCADA系统。组网方式采用以太网，使用的系统软件包括Server平台、数据库、监测首端、TrinityAres-Display8.0.0.26等。Server平台操作系统采用WINDOWS，监管平台采用Dviewer，web服务器采用Dviewer，程序框架采用Node，数据库采用SQLite，TrinityAres-Display8.0.0.26负责节目内容监测上报。

（1）系统架构设计

在华盖山发射台上安装TrinityAres-Display多画面智能监测系统V8.0作为监控主机。

在莲花山发射台、华盖山发射台和九山发射台上分别安装监控摄像头，并将摄像头与监控主机连接。

（2）系统功能设计

实时监测播出信号：监控摄像头将各发射台的播出信号实时传输给监控主机，主机通过TrinityAres-Display系统进行实时监测和显示。

监测信号源状态：监控主机通过连接到各发射台的设备，获取信号源的状态信息，例如信号强度、频率等，并在监控界面中显示。

报警功能：当某个发射台的播出信号异常或信号源状态异常时，监控主机会自动发出警报，提醒操作人员进行处理。

（3）界面设计

TrinityAres-Display多画面智能监测系统V8.0提供了多种布局和显示方式，可以根据需求选择合适的布局，将各发射台的监控画面分割显示。

在监控界面中，可以显示每个发射台的播出信号状态，包括信号强度、信号质量等信息，并通过颜色、图标等方式直观显示信号状态。

同时，监控界面还可以显示各发射台的信号源状态，例如频率、信号源类型等信息，以便操作人员及时了解信号源的状态。

（4）远程访问与控制