計算機在廣電領域的設計與應用

陳正軍

（作者單位：北京中國廣播電視國際經(jīng)濟技術合作總公司）

計算機在廣電領域的設計與應用

陳正軍

（作者單位：北京中國廣播電視國際經(jīng)濟技術合作總公司）

摘 要：計算機在各領域的廣泛應用，廣電業(yè)對設備智能化程度的需求也越來越高，特別是縣以上級電視臺對這方面的需求更是迫切。對于設備的智能化程度的需求，是各電視臺在采購設備時的必要條件。調(diào)頻N+1控制系統(tǒng)是在主設備出現(xiàn)故障時，計算機通過對主設備的功率檢測，可以進行自動關主機，同時對節(jié)目源和天線多切換道備機，必須要保證的是切換控制時間應＜10 s。計算機提供在故障設備在出現(xiàn)故障時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為設備維護提供一手依據(jù)。

關鍵詞：調(diào)頻廣播發(fā)射機；N+1電視控制器；音頻自動切換器；同軸開

1 計算機在廣電領域應用的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著前幾年國家村村通項目的建設，以及這幾年國家對數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)投資的不斷加大，有三個領域越來越多地發(fā)生交叉：廣播電視、電信、計算機技術。計算機技術似乎是這三個領域的粘合劑，并且已經(jīng)成為這一發(fā)展的基礎。

技術進步不是由人類需求所驅(qū)動；恰恰相反，人類需求是由技術進步所帶動。作為服務提供者，廣電行業(yè)主要是保證收看電視和收聽廣播的眾多受服務者們，能夠24h不間斷地接收到廣播電視節(jié)目。作為廣播電視設備提供商，我們能夠做的就是將計算機更好地與廣播電視發(fā)射機緊密聯(lián)系到一起，充分發(fā)揮計算機的作用。

2 調(diào)頻N+1控制系統(tǒng)在調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中作用

調(diào)頻N+1控制器，是應用于調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)主備機自動監(jiān)測與切換控制的設備。實時監(jiān)測主、備發(fā)射機輸出功率狀態(tài)，遙控或定時開、關機，以及備機的頻率調(diào)整和節(jié)目源的切換。在發(fā)射機正常工作時，一旦監(jiān)測到主機輸出功率低于設定值，立即報警；同時開始計時，連續(xù)10s后，啟動自動切換控制流程：關閉主機，待功率降為0，啟動備機，待備機上電后，主機維修完畢，按復位鍵可自動切回主機工作。

3 調(diào)頻N+1控制器的控制原理

一般臺站至少有兩至三個頻點，按照以前的方案每個頻點均需要一臺備機，這樣對機房空間要求比較高，且設備采購成本也會增加。根據(jù)目前市場的需求我們研發(fā)了調(diào)頻N+1切換控制器系統(tǒng)。

本文以2+1切換控制器的控制原理為主，對控制系統(tǒng)的原理作詳細闡述。兩臺不同頻點的調(diào)頻發(fā)射機在正常運行時備機處于上電待機狀態(tài)，當控制單元檢測到其中任意一臺設備的發(fā)射功率降到額定功率時，控制器會自動關掉故障機器，同時給音頻切換器和備機，將備機的發(fā)射機頻率調(diào)整到與故障機器一致，同時自動切換音頻節(jié)目源，最后通過對同軸開關的控制將備機的射頻輸出端切到相應的多功器輸入口。以上切換控制動作均是由控制單元自動實現(xiàn)，完成以上動作后，控制單元會將每個控制的反饋信息傳至到計算機，PC機收到各反饋信息確認無誤后，會自動給備機發(fā)開機命令，備機啟動，同時故障機指示燈亮。

同軸開關對備機切換時，同時將故障機切換到負載，維修人員可以對故障機進行維修，維修結束后，可以通過控制單元面板的“復位”按鈕，將主機切換到工作狀態(tài)，備機恢復到待機狀態(tài)。

4 計算機在N+1控制中的作用

在本系統(tǒng)內(nèi)，計算機主要是監(jiān)測主備發(fā)射機的功放、激勵器等主要設備的運行數(shù)據(jù)，以及主備發(fā)射機的開關機。可以同計算機設定主發(fā)射機切換的功率門限，例如，可以設定在主發(fā)射機功率降到半功率時計算機給主發(fā)射機發(fā)關機命令，同時給備發(fā)射機發(fā)頻率調(diào)整、節(jié)目源切換命令，完成以上兩個動作命令后，再給備發(fā)射機發(fā)開機命令。關于切換功率的設定，希望技術維護人員根據(jù)設備的功率等級來確定，至少要保證功率管不會工作在滿負荷的前提下。主備發(fā)射機、切換控制器，以及音頻自動切換器的控制端口均采用RS232/485的數(shù)據(jù)接口，對于現(xiàn)在計算機沒有這么多接口，我們選用了康海的接口轉(zhuǎn)換器，有4-16端口不等，可以根據(jù)系統(tǒng)的需要來適當配置，將RS232/485的端口轉(zhuǎn)換成RJ45接口，可以直接到計算機，或者也可以連接Internet，通過網(wǎng)絡進行遠程傳輸。

5 計算機對調(diào)頻發(fā)射機的數(shù)據(jù)檢測

我們在功放內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集板，主要采集功放各功率管的工作電流、功放的輸入、輸出功率，以及功放的三種保護狀態(tài)（過熱、過載、過激勵）指示等主要的功放運行數(shù)據(jù)收集監(jiān)控系統(tǒng)中所有發(fā)射機的數(shù)據(jù)并存儲。

在檢測到功放數(shù)據(jù)超出設定值是（機房值班人員可以根據(jù)不同功率等級的機器，設定不同的上下限參數(shù)），計算機開始報警。同時主控單元后面板有報警輸出接口，用戶自己可以另外單接喇叭引導值班人員的休息室，這樣可以第一時間提醒用戶進行維修處理。

6 計算機對調(diào)頻發(fā)射機的控制

調(diào)頻發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)采用了自動控制技術、檢測技術和計算機網(wǎng)絡技術，對調(diào)頻發(fā)射機實施本地及遠程遙控，對發(fā)射機運行參數(shù)和運行狀態(tài)實行實時監(jiān)測，并具有故障點定位、記錄報警、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)共享等功

能，實現(xiàn)廣播、電視節(jié)目發(fā)射的自動化，做到有人值班、無人職守，甚至無人值班。

本系統(tǒng)注重遙控遙測的實時性和監(jiān)控信息的豐富性，將以往人眼“監(jiān)測”和人工“巡視”傳統(tǒng)工作模式，轉(zhuǎn)換為計算機實時“監(jiān)控”的先進模式，對發(fā)射機的重點參數(shù)實施動態(tài)監(jiān)測，確保發(fā)射機的穩(wěn)定工作及運行指標。

7 音頻切換控制器的設計原理

采用的音頻自動切換器，主要是根據(jù)系統(tǒng)要求重新設計的一款切換器，主要是與PC機配合，對不同的節(jié)目源作自動調(diào)整。計算機在檢測到某臺調(diào)頻發(fā)射機功率低至到設定值時，在切換發(fā)射機時，同時也啟動備調(diào)頻發(fā)射機的音頻自動切換器，音頻自動切換器會根據(jù)計算機的命令將音頻節(jié)目源切換到相應的音頻信號。

音頻自動切換器主要是用于調(diào)頻廣播節(jié)目源的切換，切換時間短，它分為自動和手動切換，主要是為了保證在計算機失控的情況下，可以通過前面板進行人為切換，這樣保證系統(tǒng)不停機。

8 計算機對音頻節(jié)目源的控制

考慮到音頻自動切換器的復雜曾度，以及機房值班人員的技術水平，我們選用了VB為切換器編程，界面簡潔明了，易操作。與計算機連接我們采用RS485/232接口，用戶可以通過系統(tǒng)配置的串口轉(zhuǎn)換器，根據(jù)系統(tǒng)需要自行配置設備的端口。

計算機對音頻自動切換控制器的命令主要是依據(jù)收到的調(diào)頻發(fā)射機的故障報警信息，計算機根據(jù)收集到的發(fā)射機信息，判斷出哪臺設備出現(xiàn)故障，需要將音頻節(jié)目源切換到哪路節(jié)目源?？紤]到廣電行業(yè)的特殊性，我們對音頻切換器的切換時間進行了多次試驗，為了能控制切換開關的時間我們采用了電子切換開關，切換時間均控制在3s以內(nèi)，整個N+1切換控制系統(tǒng)的切換時間＜7s，符合廣電部對省級以上臺站要求。

參考文獻：

[1]馬民.計算機網(wǎng)絡技術在廣播電視發(fā)展中的科學應用[J].科學大眾,2006,（6）.

[2]第二屆云計算廣電應用與發(fā)展研討會在京成功召開[J].現(xiàn)代電視技術,2011,（8）.