發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信故障及改進(jìn)措施

史廣生

（江蘇省新沂市廣播電視臺，江蘇 新沂 221400）

1 發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信

全固態(tài)廣播電視發(fā)射機(jī)均采用了自動監(jiān)控系統(tǒng)（Transmitter Monitoring and Control System，TMCS）。 該系統(tǒng)能對廣播電視發(fā)射機(jī)運行參數(shù)與狀態(tài)實施本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控，并具有報警記錄、數(shù)據(jù)管理與查詢等功能，從而實現(xiàn)遙測、遙控、遙調(diào)。發(fā)射機(jī)一般采用RS-485或RS-232協(xié)議進(jìn)行通信。在維護(hù)和管理中，筆者發(fā)現(xiàn)不少與之有關(guān)的故障現(xiàn)象，集中表現(xiàn)為上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信異常，這里就此方面的問題與同行進(jìn)行探討。

RS-485接口采用了平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好，傳輸距離長。發(fā)射機(jī)監(jiān)控單元的RS-485接口采用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的DB9格式 （9芯數(shù)據(jù)接口），部分發(fā)射機(jī)功放單元出于工藝需要采用了RJ-45的CAT5超五類線連接到本機(jī)主控單元。

工程上，在有干擾源的環(huán)境下，通常推薦使用2個60 Ω電阻和一個220 pF的電容組成T型低通濾波器替代普通的終端匹配電阻（120 Ω），接在RS-485兩端口之間，以增強(qiáng)對共模噪聲的濾波效果（見圖1）。

圖1 T型濾波器

需要注意：采用RS-485總線結(jié)構(gòu)可連接多臺發(fā)射機(jī)，轉(zhuǎn)換器必須要接在計算機(jī)端口，缺點是總線結(jié)構(gòu)中的某臺發(fā)射機(jī)通信故障會導(dǎo)致系統(tǒng)異常。采用RS-232協(xié)議的監(jiān)控系統(tǒng)需要加長線驅(qū)動器。

2 通信故障實例分析與改進(jìn)

問題一：與中心監(jiān)控主機(jī)無法連接。主要出現(xiàn)在機(jī)器安裝調(diào)試及工作初期。但由于廠家的產(chǎn)品使用說明中缺少必要的聯(lián)機(jī)控制技術(shù)說明，只能依靠廠家有限的技術(shù)支持和個人摸索來解決。造成此問題的原因有：

1）接口定義不一致。由于固態(tài)發(fā)射機(jī)一般采用RS-485遙測接口，而計算機(jī)一般采用RS-232協(xié)議的COM串口，筆者所用監(jiān)測主機(jī)也是如此，因此，需要外置一個RS-485/232轉(zhuǎn)換器（又稱碼轉(zhuǎn)換器）才能實現(xiàn)對接。但由于工業(yè)生產(chǎn)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)格，有些廠家未采用RS-485接口，有的甚至不設(shè)通信接口。在使用杭州產(chǎn)HCF-300發(fā)射機(jī)時，曾遇到采用多種RS-485/232轉(zhuǎn)換器（又稱碼轉(zhuǎn)換器）仍無法實現(xiàn)聯(lián)機(jī)的問題。經(jīng)檢測，機(jī)器通信單元及接口沒有問題。咨詢廠家后得知，該機(jī)為小功率發(fā)射機(jī)，未采用RS-485接口，采用RS-232接口，不用轉(zhuǎn)換器，可直接連上計算機(jī)COM口。

2）通信設(shè)備損壞。北京產(chǎn)34CH發(fā)射機(jī)，在安裝遙測功能時候，始終不能與監(jiān)控計算機(jī)聯(lián)機(jī)。該發(fā)射機(jī)在軟件上設(shè)置了看門狗，需要客服提供注冊碼，才能完成安裝使用，但在計算機(jī)上運行軟件并設(shè)置后，始終顯示無法和發(fā)射機(jī)通信。檢查接線以及DB9引腳都沒有問題，檢查計算機(jī)COM口也正常，檢查通信電纜無問題，最后發(fā)現(xiàn)新買的轉(zhuǎn)換器中有2個是壞的，更換后開機(jī)運行正常。產(chǎn)品的質(zhì)量是安全可靠運轉(zhuǎn)的保證，市場上的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品良莠不齊，選購時一定要仔細(xì)。

問題二：發(fā)射機(jī)機(jī)器通信異常。一般發(fā)射機(jī)由于工作環(huán)境問題（如高溫、震動等）容易出現(xiàn)觸點氧化，接觸電阻大，接觸不良，而電磁場能量密度大的射頻輻射很容易對數(shù)據(jù)控制處理電路造成干擾，影響到機(jī)器的安全、可靠運行。

北京產(chǎn)GME1013發(fā)射機(jī)在一次例行維護(hù)后開機(jī)，發(fā)現(xiàn)整機(jī)功率只有額定功率的一半多一點。通過檢查機(jī)器面板功能按鍵，是PA1（第一路功放單元盒）不能正常工作。打開機(jī)器前面板，從供電電源的電壓來看，PA1在直流狀態(tài)正常，指示燈狀態(tài)也與PA2一致；再從監(jiān)控主機(jī)運行的日志和記錄數(shù)據(jù)來看，確定PA1沒有工作，但PA1突然損壞的幾率較小，估計由接觸不良造成。把2個PA交換位置，PA1在原PA2的位置可正常工作，PA2無功率輸出，由此判斷可能PA1的插槽有問題。檢查背板的所有接插點與微動保護(hù)開關(guān)（工作中發(fā)現(xiàn)這個開關(guān)在拔插功放單元盒的過程中用力不當(dāng)容易損壞）及定位銷長度都檢查恢復(fù)后，試機(jī)故障依舊。再次分析后估計是檢測電路檢測不到PA1，打開后蓋檢查RJ-45通信接口。這里采用RJ-45接口主要是方便、經(jīng)濟(jì)，但易氧化、松動，逐一對照檢查沒有發(fā)現(xiàn)明顯問題。懷疑超五類電纜有問題，拔下按腳位一一對測，發(fā)現(xiàn)其中的2腳不通，把該腳壓緊接通，開機(jī)整機(jī)功率升到正常數(shù)值。后來換成了可靠的優(yōu)質(zhì)金屬屏蔽水晶頭。

還發(fā)現(xiàn)過HCF-300發(fā)射機(jī)工作時面板功能按鍵不能操作的問題，觸發(fā)功能鍵不能點亮LCM的背景燈，重新開機(jī)就可恢復(fù)正常，后來還多次出現(xiàn)。后聯(lián)系廠家后得知機(jī)器存在設(shè)計上的瑕疵。打開機(jī)器上面板，右側(cè)小盒子為數(shù)據(jù)處理單元，邊上有個小開關(guān)，遇到這種情況，關(guān)掉再開即可，不用整機(jī)重啟。經(jīng)分析估計是機(jī)器電控部分容易受到干擾進(jìn)入死循環(huán)失去作用，只有重新復(fù)位，才能正常。

3 通信故障的解決策略

如何有效解決監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信存在的問題呢？

1）（針對廠商）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，技術(shù)說明規(guī)范。比如，廠家在設(shè)計和制造時要嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)規(guī)范，統(tǒng)一通信接口協(xié)議和通信接口硬件類型。前面提到，有的機(jī)器使用RS-232接口，有的用DR9公頭，還有的用DB9母頭，在很多中小城市里很難買到轉(zhuǎn)換配件。技術(shù)說明書太過籠統(tǒng)，對于接口定義、連接電路都沒有清楚給出。

2）（針對廠商）軟件安全高效，設(shè)計簡潔周到。有些廠家不重視售后服務(wù)，無法做到及時響應(yīng)。如有的發(fā)射機(jī)產(chǎn)品的監(jiān)控、監(jiān)測軟件是后配的，功能簡單，無法提供運行數(shù)據(jù)參考；有的監(jiān)控軟件設(shè)計安全性差，存在性能缺陷；有的軟件產(chǎn)品設(shè)計繁雜，但不實用，容易誤操作；有的在同一軟件平臺同時監(jiān)測多機(jī)（同品牌）的功能不是很可靠，互相有影響。

3）提高接插件、連接線材的質(zhì)量。選用達(dá)標(biāo)的優(yōu)質(zhì)器材，決不用劣質(zhì)材料。為保證數(shù)據(jù)傳輸安全，新沂臺所有的RS-485/232聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)線都采用優(yōu)質(zhì)的雙芯屏蔽線，也可采用優(yōu)質(zhì)的超五類網(wǎng)線。

4）采用優(yōu)質(zhì)的RS-485/232轉(zhuǎn)換器。按轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)可分無源和有源2種。無源的適合單機(jī)、短距離連接，實際應(yīng)用以500 m為宜；有源的帶負(fù)載能力強(qiáng)，可以遠(yuǎn)距離通信、多機(jī)共用，一般可達(dá)到1 500 m。

5）解決監(jiān)測主機(jī)的通信接口不足問題。一般的計算機(jī)主板只有1個COM口，帶2個COM口的主板較少，而在機(jī)房建設(shè)過程中還需要通過1個COM口用計算機(jī)控制切換器的應(yīng)急切換。如果采購之初沒有定制多COM口主機(jī)，后期多采用USB轉(zhuǎn)COM的轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)多COM口需求。筆者選用了力特的轉(zhuǎn)換器，使用中要注意端口的選擇。此外，還有個解決辦法就是增加RS-485通信板卡。今后，計算機(jī)的串口有被取代的趨勢，發(fā)射機(jī)廠商在產(chǎn)品設(shè)計時也要考慮這一點。

6）根據(jù)情況改進(jìn)電路與與設(shè)置參數(shù)。對于通信不穩(wěn)定或者監(jiān)測軟件聯(lián)機(jī)失敗的情況，還可嘗試：一是在轉(zhuǎn)換器的2個輸入端子間接120 Ω匹配電阻；二是根據(jù)距離遠(yuǎn)近和工作環(huán)境適當(dāng)設(shè)置通信速率。筆者選擇的原則是：距離近可以選擇較高速率，距離遠(yuǎn)則選擇較低速率。當(dāng)選擇較低速率時，若發(fā)現(xiàn)比正常速度慢得多，很可能線路已受到干擾，除盡量排除干擾外，還可以嘗試采取適當(dāng)提高通信速率的方法，快速通過線路，減少干擾的影響。

7）合理布線，遠(yuǎn)離干擾源。布線原則：通信數(shù)據(jù)線纜應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電源線、日光燈、大型電機(jī)、可控硅調(diào)光調(diào)壓等干擾源，避免與電源線并行，更不能捆扎在一起，無法避開時，應(yīng)與電源線垂直，無法避免平行敷線時最好能相距10 cm以上（或走金屬線管及線槽），并選用優(yōu)質(zhì)線材；采用截面不小于0.3 mm2的屏蔽雙絞線，總長不宜超過1 200 m；采用握手布線方式，杜絕星型接法和分叉連接。另外，交流供電的被監(jiān)測設(shè)備與控制設(shè)備機(jī)箱一定要真實接地，用雙絞線的屏蔽層將每臺設(shè)備的地（GND）連接起來。

總體來看，現(xiàn)在發(fā)射機(jī)的整體技術(shù)還是成熟的，但由于各廠家實力不同，產(chǎn)品性能還存在差異，產(chǎn)品售后服務(wù)也有優(yōu)劣之分。作為基層臺播出發(fā)射人員，應(yīng)該：不斷增加對設(shè)備與技術(shù)的了解，提高應(yīng)急處理能力；注重日常維護(hù)，避免機(jī)器帶病工作，做到“望聞問切”、定時巡查；結(jié)合“周檢”、“月檢”、“季檢”、“年檢”，認(rèn)真記錄維護(hù)檢修表，繪制設(shè)備運行曲線圖表；綜合分析計算機(jī)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，制作機(jī)房設(shè)備月度維護(hù)保養(yǎng)報告，年終進(jìn)行歸納總結(jié)，作為技術(shù)檔案入檔備查。這樣也有利于提高基層臺站對機(jī)房發(fā)射設(shè)備的綜合維護(hù)水平。