中波發(fā)射臺(tái)發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控及異態(tài)報(bào)警系統(tǒng)的研制

阿不力孜·牙生

摘 要：因大部分基層臺(tái)站沒有一個(gè)統(tǒng)一的自臺(tái)播出質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，在安全播出工作中遇到了不少問題，安全播出事故時(shí)有發(fā)生，加重了一線值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?！爸胁ㄅ_(tái)發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控及異態(tài)報(bào)警系統(tǒng)”在及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警各類播出事故及發(fā)射機(jī)工作異態(tài)、發(fā)射臺(tái)技術(shù)維護(hù)工作的規(guī)范化和數(shù)字化、各類技術(shù)資源的有效共享、減輕值班員勞動(dòng)強(qiáng)度等方面發(fā)揮了很好的作用。

關(guān)鍵詞：“三滿“播出；Zgbee無線數(shù)字傳輸技術(shù)；播出異態(tài)；動(dòng)態(tài)控制

中圖分類號(hào)：TN93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中波發(fā)射臺(tái)擔(dān)負(fù)著把黨的聲音傳到千家萬戶的光榮使命，保證滿功率、滿調(diào)幅度、滿時(shí)間播出（以下簡稱“三滿“播出）是各中波臺(tái)的重要工作職責(zé)。

因?yàn)榻^大部分基層臺(tái)站沒有一個(gè)統(tǒng)一的自臺(tái)播出質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，在安全播出工作中遇到了不少問題，安全播出事故時(shí)有發(fā)生，加重了一線值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

筆者在長期中波發(fā)射臺(tái)積累的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)的“中波發(fā)射臺(tái)發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控及異態(tài)報(bào)警系統(tǒng)”，在及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警各類播出事故及發(fā)射機(jī)工作異態(tài)、發(fā)射臺(tái)技術(shù)維護(hù)工作的規(guī)范化和數(shù)字化、各類技術(shù)資源的有效共享、減輕值班員勞動(dòng)強(qiáng)度等方面發(fā)揮了很好的作用。

一、系統(tǒng)特點(diǎn)

1 采用Zgbee無線數(shù)字傳輸技術(shù)，有效避免了RS-485傳輸線造成的信號(hào)干擾及布線問題；有效提高了采集數(shù)據(jù)的可靠傳輸，簡化了設(shè)備的安裝、維護(hù)。

2 給每一部發(fā)射機(jī)專門設(shè)計(jì)了通用的“發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄系統(tǒng)”，24小時(shí)全天候式監(jiān)控并記錄發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)參數(shù)，供數(shù)據(jù)服務(wù)器調(diào)用。

3 有線、無線并行的方式對(duì)發(fā)射機(jī)的“三滿”播出狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。準(zhǔn)確無誤地判斷每部發(fā)射機(jī)的播出質(zhì)量狀態(tài)。

4 采用大屏幕文字顯示、語音提示、聲光報(bào)警、手機(jī)短信、手機(jī)視頻等模式，及時(shí)提示發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況、各類播出異態(tài)及故障信息。

5 按要求打包傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)，供遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。

二、系統(tǒng)功能

1 按預(yù)定時(shí)間開、關(guān)發(fā)射機(jī)。

2 對(duì)發(fā)射機(jī)供電電壓、電流、入射功率、反射功率、各直流電源電壓，激勵(lì)器和功放的工作狀態(tài)、功放溫度、發(fā)射機(jī)周圍環(huán)境溫度和濕度，輸入音頻幅度和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，發(fā)現(xiàn)異態(tài)及時(shí)報(bào)警。

3 對(duì)發(fā)射機(jī)播出內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)錄制，提供任意時(shí)段播出內(nèi)容查詢服務(wù)。

4 對(duì)發(fā)射機(jī)“三滿”播出狀態(tài)進(jìn)行有線、無線實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)生異態(tài)及時(shí)報(bào)警。

5 對(duì)發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度進(jìn)行閉環(huán)式動(dòng)態(tài)控制，保持發(fā)射機(jī)的合格調(diào)幅度。

6 對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)生成每天的發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀況電子報(bào)表，給出發(fā)射機(jī)一天的調(diào)幅度及功率變化情況曲線圖、發(fā)射機(jī)的用電情況等信息。

7 具有完整的信息交換接口、通訊協(xié)議，極易實(shí)現(xiàn)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。

8 在大屏幕上高清模式顯示發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況及異態(tài)故障信息的同時(shí)，支持該信息的手機(jī)短信及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)視頻流方式傳輸。實(shí)現(xiàn)相關(guān)人員的手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)視。

三、系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)采用Zgbee星狀網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換模式，主要由發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)記錄模塊、zigbee無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、50英寸高清顯示屏、手機(jī)短信報(bào)警模塊、UPS集中供電模塊及其它附屬設(shè)備組成系統(tǒng)組成方框圖請(qǐng)看（圖1）：

（一）發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)記錄模塊

該模塊主要由多串口嵌入式微型工控板、16路12位A/D轉(zhuǎn)換板、24路光電隔離開關(guān)量采集板、調(diào)幅度計(jì)算處理板、8路繼電器控制板、一路插卡式音頻信號(hào)錄制板和zgbee數(shù)據(jù)收發(fā)模塊組成，請(qǐng)看（圖2）。

16路12位A/D轉(zhuǎn)換板完成發(fā)射機(jī)供電電壓（三相）、電流（三相），入反射功率、各直流電源電壓、激勵(lì)器輸出幅度、調(diào)制電流、功放溫度、發(fā)射機(jī)周圍環(huán)境溫濕度等模擬量的采樣任務(wù)。

48路光電隔離開關(guān)量采集板完成各功放工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)各模塊工作狀態(tài)等開關(guān)量的采集任務(wù)。

調(diào)幅度計(jì)算處理板主要完成，對(duì)發(fā)射機(jī)輸出的已調(diào)波的數(shù)字檢波，發(fā)射機(jī)調(diào)幅度的計(jì)算等任務(wù)，并根據(jù)調(diào)幅度變化情況控制發(fā)射機(jī)輸入音頻幅度、達(dá)到閉環(huán)式動(dòng)態(tài)控制發(fā)射機(jī)調(diào)幅度的目的。

8路繼電器控制板根據(jù)預(yù)先設(shè)置完成開、關(guān)發(fā)射機(jī)；啟動(dòng)播出異態(tài)聲光報(bào)警等任務(wù)。

插卡式音頻信號(hào)錄制板完成發(fā)射機(jī)播出節(jié)目的實(shí)時(shí)錄制任務(wù)，錄制格式為MP3格式，一個(gè)16G卡，可錄制7天的節(jié)目。

總之，該模塊根據(jù)服務(wù)器傳來的運(yùn)行圖和運(yùn)行參數(shù)可獨(dú)立完成發(fā)射機(jī)開、關(guān)，播出狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控及異態(tài)報(bào)警、調(diào)幅度的閉環(huán)式自動(dòng)控制，播出節(jié)目的自動(dòng)錄制等任務(wù)的同時(shí)，可以接收數(shù)據(jù)服務(wù)器的調(diào)度命令，實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)服務(wù)器的資源共享；與服務(wù)器的信息交換以zgbee無線數(shù)據(jù)交換方式實(shí)現(xiàn)。

（二）zigbee無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊

zigbee技術(shù)是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)，其主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。（1）工作頻段2.4GHz，傳輸速率250kbit/s、傳輸距離在10m～75m的范圍內(nèi)，但可以繼續(xù)增加。（2）低功耗，非常省電；（3）時(shí)延短：典型的搜索設(shè)備時(shí)延30ms，休眠激活的時(shí)延是15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。（4）網(wǎng)絡(luò)容量大：一個(gè)星狀結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個(gè)從設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)組成靈活。（5）通訊可靠：采取了碰撞避免策略，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式，每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進(jìn)行重發(fā)。（6）安全：ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能，支持鑒權(quán)和認(rèn)證，采用了AES-128的加密算法，各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。

由于Zgbee網(wǎng)絡(luò)具有以上所描述的優(yōu)勢，所以本系統(tǒng)采用了Zgbee形狀網(wǎng)絡(luò)模式；每一部發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)記錄系統(tǒng)，按照預(yù)先的設(shè)置獨(dú)立完成發(fā)射機(jī)日常運(yùn)行監(jiān)控任務(wù)外，還時(shí)時(shí)刻刻跟數(shù)據(jù)服務(wù)器保持?jǐn)?shù)據(jù)共享，根據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)器要求向數(shù)據(jù)服務(wù)器傳回發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。

（三）多通道中波廣播信號(hào)播出質(zhì)量參數(shù)并行監(jiān)測及實(shí)時(shí)監(jiān)控處理模塊：

該模塊對(duì)多部（本系統(tǒng)為六部）中波發(fā)射機(jī)的播出頻率、開機(jī)時(shí)間、場強(qiáng)、調(diào)幅度.....等播出質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行無線并行采集，在預(yù)定的播出時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)“三滿”異態(tài)及時(shí)報(bào)警并記錄，異態(tài)內(nèi)容、異態(tài)發(fā)生的時(shí)間等異態(tài)參數(shù)通過RS-232串口傳給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。

（四）數(shù)據(jù)處理服務(wù)器

數(shù)據(jù)服務(wù)器是整個(gè)“中波發(fā)射臺(tái)發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控及異態(tài)報(bào)警系統(tǒng)”的總信息處理中心，它根據(jù)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)記錄模塊傳回的信息和發(fā)射臺(tái)播出質(zhì)量無線監(jiān)控模塊采集傳回來各部發(fā)射機(jī)空中信號(hào)

質(zhì)量（場強(qiáng)、調(diào)制度...等）信息，實(shí)時(shí)判斷每一部發(fā)射機(jī)的“三滿”播出狀態(tài)；對(duì)異態(tài)情況進(jìn)行提示、記錄及報(bào)警。自動(dòng)形成全天的播出情況報(bào)表，自動(dòng)形成發(fā)射機(jī)功率及調(diào)幅度變化曲線圖。以下是系統(tǒng)主界面（圖3）：

系統(tǒng)提供5種查詢模式：

（1）運(yùn)行狀態(tài)查詢命令：用于查詢顯示發(fā)射機(jī)播出頻率、場強(qiáng)、功率、調(diào)制度及異態(tài)提示查詢。

（2）發(fā)射機(jī)運(yùn)行異態(tài)數(shù)據(jù)查詢：用于發(fā)射機(jī)狀態(tài)異態(tài)數(shù)據(jù)及“三滿”播出異態(tài)數(shù)據(jù)的查詢。

（4）調(diào)幅度及功率變化曲線查詢命令：用于顯示發(fā)射機(jī)功率、調(diào)幅度變化曲線的繪制及異常狀態(tài)時(shí)間段的查詢。

（5）當(dāng)天播出情況匯總報(bào)表查詢命令：用于查詢發(fā)射機(jī)24小時(shí)內(nèi)的所有運(yùn)行記錄的報(bào)表式查詢。

（五）手機(jī)報(bào)警模塊

手機(jī)報(bào)警模塊包括兩個(gè)部分：

（1）手機(jī)短信報(bào)警模塊：主要完成向指定的手機(jī)號(hào)（最多10部）實(shí)時(shí)發(fā)出發(fā)射機(jī)“三滿”播出異態(tài)短信報(bào)警信息。

（2）發(fā)射機(jī)播出狀態(tài)的實(shí)時(shí)視頻傳輸模塊：此模塊利用4G手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把發(fā)射機(jī)的播出狀態(tài)信息（包括運(yùn)行參數(shù)、音頻及調(diào)制度動(dòng)態(tài)彩條、異態(tài)提示）實(shí)時(shí)地傳輸給指定的手機(jī)號(hào)，給管理人員提供不受地域限制的自臺(tái)播出質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)控手段。

除此之外：數(shù)據(jù)處理服務(wù)器向外部專用網(wǎng)提供完美的全方位數(shù)據(jù)共享服務(wù)，極易實(shí)現(xiàn)分布式總監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

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