廣播電視技術(shù)系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)工具研發(fā)與應(yīng)用

葉欽泉

摘 要：利用該設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)者通過(guò)調(diào)用廣播電視設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)備圖例，快速進(jìn)行參數(shù)配置和信號(hào)流程設(shè)計(jì)；設(shè)備線纜可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布局，并進(jìn)行設(shè)計(jì)合理性檢查。使得原理框圖的設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單高效，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可移植能力大為提高。也為安全播出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和輕量級(jí)網(wǎng)管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)快速開(kāi)發(fā)，提供了可行手段。

關(guān)鍵詞：廣播電視；技術(shù)系統(tǒng)；輔助設(shè)計(jì)；工具研發(fā)；應(yīng)用

1導(dǎo)言

目前，技術(shù)系統(tǒng)的原理框圖大多是通過(guò)Visio、AutoCAD等專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于此類軟件對(duì)于廣播電視技術(shù)系統(tǒng)的針對(duì)性較差，設(shè)計(jì)合理性的可視化檢查手段不足，使得設(shè)計(jì)人員需要全程關(guān)注設(shè)備特性和信號(hào)流程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，手動(dòng)添加設(shè)計(jì)圖中設(shè)備參數(shù)和信號(hào)定義，對(duì)設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平要求較高，繪圖的工作效率難以提高；另一方面，由于設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣使用的設(shè)備圖示形狀、大小、線纜形狀不盡相同，文件格式無(wú)法統(tǒng)一，導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙的通用性較差，在方案優(yōu)化、評(píng)估和網(wǎng)管系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面應(yīng)用的移植性較差。因此需要開(kāi)發(fā)一套適用于廣播電視技術(shù)系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)工具。

2架構(gòu)設(shè)計(jì)

輔助設(shè)計(jì)工具主要由原理框圖繪制、設(shè)備庫(kù)和參數(shù)配置等功能模塊組成。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)下述功能。

2.1原理框圖繪制

原理框圖繪制子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)表示層邏輯，實(shí)現(xiàn)用戶原理圖設(shè)計(jì)功能，通過(guò)自由拖拽、連接、增加、刪除設(shè)備圖例，完成原理框圖繪制；點(diǎn)擊設(shè)備可顯示可用設(shè)備接口；點(diǎn)擊輸入輸出接口可自動(dòng)繪制線纜；設(shè)備線纜可自動(dòng)布局；并完成與設(shè)備庫(kù)和參數(shù)配置進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)交互。

2.2設(shè)備庫(kù)

設(shè)備庫(kù)子系統(tǒng)主要提供符合廣播電視技術(shù)系統(tǒng)要求的設(shè)備庫(kù)，規(guī)范了設(shè)備圖示、接口定義、信號(hào)流程，提供了連接線纜、信號(hào)源、分配、切換、發(fā)射和天線等設(shè)備。

2.3參數(shù)配置

參數(shù)配置子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行主要參數(shù)和信號(hào)傳輸格式的配置。

2.4外部接口

外部接口實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)管平臺(tái)及仿真模擬系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，為原理圖設(shè)計(jì)的合理性和可靠性提供可視化檢查手段。

3詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1設(shè)備圖庫(kù)

由于不同型號(hào)和不同品牌設(shè)備差異很大，因此本輔助設(shè)計(jì)工具主要根據(jù)設(shè)備類型規(guī)劃設(shè)備圖例。按圖例劃分可以分成終端設(shè)備、處理設(shè)備和切換設(shè)備等類型。例如，終端設(shè)備用黃色橢圓框標(biāo)識(shí)，信號(hào)處理設(shè)備用綠色方框標(biāo)識(shí)，切換設(shè)備用菱形粉色框標(biāo)識(shí)，如圖 2 所示。

3.2框圖繪制

繪圖包括設(shè)備圖例繪制、傳輸線繪制、設(shè)備與線纜連接、設(shè)備自由拖拽布局等功能。根據(jù)設(shè)備圖庫(kù)設(shè)計(jì)，繪制設(shè)備圖例和傳輸線；線纜連接需要先判斷設(shè)備類型，根據(jù)不同類型確定連接接口添加在設(shè)備的不同方向，創(chuàng)建指定設(shè)備的連接接口。如信號(hào)源接口添加在其右邊，信號(hào)處理設(shè)備接口添加在左右，開(kāi)關(guān)接口則在四個(gè)方向上都有添加。根據(jù)設(shè)備輸入輸出接口，設(shè)定了線纜連接節(jié)點(diǎn)，線纜可從設(shè)備輸出口出發(fā)，繪制一條直線至下游設(shè)備輸入接口。如二選一切換器有2個(gè)輸入接口，編碼器只有1個(gè)輸入接口；設(shè)備自由拖拽布局類似Visio操作，設(shè)備在設(shè)計(jì)區(qū)域自由拖拽，方便布局。

3.3參數(shù)配置

鏈路設(shè)計(jì)系統(tǒng)中僅包含設(shè)備及傳輸線的共性的、主要的參數(shù)，可用英文、中文和數(shù)字表示。下面以衛(wèi)星節(jié)目播出系統(tǒng)為例，介紹設(shè)備參數(shù)格式。（1）參數(shù)單位：Mbps、bps等。（2）參數(shù)名稱：碼率、符號(hào)率等。（3）參數(shù)值：具體參數(shù)數(shù)值。（4）設(shè)備類型選擇：信號(hào)源、編碼、切換、分配、調(diào)制、復(fù)用、上變頻、功放等。（5）設(shè)備名稱：具體設(shè)備名稱，分主備設(shè)備。（6）輸入信號(hào)類型：SDI、ASI、AES、TS等。（7）輸出信號(hào)類型：SDI、ASI、AES、TS等。傳輸線參數(shù)主要為傳輸線名稱。設(shè)備和傳輸線的名稱在繪圖區(qū)域的設(shè)備圖例上可視化顯示，具體參數(shù)配置在點(diǎn)擊相關(guān)設(shè)備后，可在設(shè)備參數(shù)配置區(qū)域顯示和修改。

3.4外部接口設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)框圖可導(dǎo)出為圖片格式保存，也可以導(dǎo)出為XML文件格式。輔助工具也可導(dǎo)入XML文件格式原理框圖進(jìn)行修改繪制。網(wǎng)管系統(tǒng)、仿真模擬系統(tǒng)通過(guò)讀取該XML配置文件，將鏈路設(shè)計(jì)包括參數(shù)配置一并進(jìn)行轉(zhuǎn)換和重用，不再需要重新繪制和設(shè)置。

4軟件實(shí)現(xiàn)

本輔助設(shè)計(jì)工具采用MVC框架，利用C#語(yǔ)言基于VisualStudio2013平臺(tái)開(kāi)發(fā)完成。

4.1軟件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，Aga.Diagrams.dll是底層功能庫(kù)，TestApp.exe通過(guò)調(diào)用底層功能庫(kù)，實(shí)現(xiàn)用戶界面繪圖需求。Controls是控制器，負(fù)責(zé)設(shè)備及連線的Node接口、拖拽等控制功能；Tools是對(duì)象移動(dòng)、拖拽、縮放和連接行為的通用實(shí)現(xiàn)工具；Adorners是裝飾器，負(fù)責(zé)繪制設(shè)備及連線的外觀和特效展示；Diagrams是視圖的具體實(shí)現(xiàn)，如設(shè)備選中后的外觀，設(shè)備參數(shù)信息封裝，連線的參數(shù)信息封裝等。TestApp中ShapeExample為用戶提供設(shè)備庫(kù)的圖形編輯、顯示，F(xiàn)lowchart為用戶實(shí)現(xiàn)設(shè)備連接、布局，完成鏈路設(shè)計(jì)。

4.2用戶界面

主界面左邊區(qū)域?yàn)樵O(shè)備庫(kù)選擇、參數(shù)配置和導(dǎo)入導(dǎo)出區(qū)域；右邊為設(shè)計(jì)區(qū)域，進(jìn)行設(shè)備和傳輸線的整體設(shè)計(jì)。

4.3設(shè)備參數(shù)配置

具體參數(shù)配置通過(guò)點(diǎn)擊相關(guān)設(shè)備圖標(biāo)后，可在設(shè)備參數(shù)配置區(qū)域顯示和修改。編碼器參數(shù)配置、復(fù)用器開(kāi)關(guān)參數(shù)配置和傳輸線纜參數(shù)配置示例。

4.4導(dǎo)入導(dǎo)出

輔助設(shè)計(jì)工具生成的設(shè)計(jì)框圖可導(dǎo)出為XML文件格式。在網(wǎng)管系統(tǒng)、仿真模擬運(yùn)行系統(tǒng)中，通過(guò)讀取該XML配置文件，可以將鏈路設(shè)計(jì)包括參數(shù)配置一并進(jìn)行轉(zhuǎn)換和重用，不再需要重新繪制和設(shè)置。

5結(jié)語(yǔ)

先進(jìn)、合理、可靠的技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是確保廣播電視節(jié)目安全播出的基礎(chǔ)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般是從原理框圖階段開(kāi)始，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行深化設(shè)計(jì)和設(shè)備選型等過(guò)程。因此，原理框圖設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性對(duì)于技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)有著較大影響。

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（作者單位：廣東朝野科技有限公司）