数字电视发射机远程监控与无人值守的实现

数字电视发射机远程监控与无人值守的实现

引言

近年来，随着广播电视事业的飞速发展，人们对电视播出质量要求的提高，数字电视发射机已经在广电大家庭中占据了重要的位置。在传统的广播电视发射机监控上，都采用值班人员24小时值守的方式，以保证播出的可靠，安全。现实情况是，广播电视发射站都设在城市边郊的高山上，或者高塔上。由于交通不便等各种因素，很难达到24小时值守，这样就给广播电视发射的安全播出带来了隐患，数字电视发射机的远程监控与无人值守技术的实现就显得势在必行，迫在眉睫了。

一．系统实现原理

数字电视远程监控系统主要由发射机采集系统、前端采集系统、机房采集系统、及PC机监控系统组成。前端设备数据、数字电视发射机数据、机房环境数据等各类数据由采集器采集后，发送到光端机，并通过光纤传输到发射机监控中心。监控中心的光端机解调出数据信号后，通过RJ45接口传输到PC机上，PC机的监控系统软件对收到的数据进行分析、显示、处理。系统总体框图如图1。

图1.系统总体框图

1.发射机采集系统

数字电视发射机每部分（显示单元、激励放大器、功放、激励器等）都有MCU(Micro Contorl Unit)和采集单元，独立采集处理各部分工作数据，机器后面板带有统一的RS485接口和RJ45接口，并拥有独立的发射机通信协议，以实现数据的远距离双向传输。

2．前端采集系统

数字电视发射机前端由GPS接收机、复用器、适配器、光端机等设备组成。每个设备都有自己的通信协议和接口，按照各自的通信协议，即可获得所需的设备相关参数数据。

3．机房采集系统

机房采集系统分为机房环境、机房安全两方面。机房环境方面：采用温度传感器、湿度传感器等器件采集环境数据。机房安全方面：采用红外线报警器、网口摄像头，烟雾报警器等设备来提供报警信号。机房采集系统的所有数据信号，通过光端机上传至监控中心。

4．PC机监控系统

监控中心的PC机监控系统包含3部分。⑪.上位机监控软件：将PC机收到的各种数据进行分析处理并用人性化界面友好的显示出来供值班人员查询及控制；对接收到的数据进行判断，决定是否驱动声光报警器或短信模块。⑫.声光报警系统：受上位机监控软件驱动，通过声光的方式提醒附近的值班人员。⑬.短信模块：受上位机监控软件驱动，通过GSM网络，向指定的手机号码发送通知短信，提醒相关负责人员。监控中心系统框图如图2。

图2.监控中心站

5．数据采集器

数据采集器是机房关键设备之一，它负责把其他所有设备的数据（前端数据、发射机数据、机房数据）进行统一采集编码，并通过光端机将数据传送到监控中心。

二．系统实现过程

系统实现过程以成都成广电视设备有限公司的远程监控系统为例进行说明。系统实现过程分为硬件部分和软件部分。硬件部分由前端设备、采集设备、发射机、PC机、报警器等硬件组成。软件部分主要由通信协议、PC机采集软件和PC

机监控软件组成。

1.硬件部分

硬件部分采购的设备基本都有自己的通信接口与协议，只有采集器需要自己组装和调试。这里就发射机和采集器进行详细说明。

⑪.发射机

这里以全国范围使用量最多，监控内容最为详尽的成广数字电视发射机为例。成广发射机本身就采集了足够的数据，包括每个工作单元的工作状态和具体参数。每个单元都提供有RS485接口，可单独监控。整机有后置的RJ45接口和RS485接口，通过任一接口都可以完成对发射机整机的监控。

⑫.采集器

采集器要求在高温高湿的恶劣环境下仍可以持续正常工作。所以我们选用工业控制主板来实现。这里以855GM工控主板为例进行说明。该主板具有以下特点：

①．板载Inter C-M(无风扇)；

②．板贴512M DDR内存；

③．支持CRT、LVD（24位）双屏显示；

④．4个RS232接口，1个RS422/RS485接口；

⑤．一个PCI扩展；

⑥．8位GPIO(General Purpose Input Output)；

⑦．一个CF卡座；

⑧．DV12V、ATX（Advanced Technology Extended）两种模式供电；

⑨．工作温度范围：0°C ～60°C；

⑩．相对湿度：5%-95%,非凝结；

采集器系统除了工控主板以外，还需要为操作系统的运行、数据的储存准备固态硬盘。另外为了满足机房所有设备数据的采集，交换机也是必不可少的。如果采用8口交换机，那么整个系统就拥有7个RJ45接口，4个RS232接口，1个RS485接口，完全满足一般机房的设备数据采集了。

2.软件部分

⑪. 通信协议

为了达到信息数据交换的目的，每个需要采样的设备必须有完整的通信协议，交代清楚什么时候通信，如何通信，通信内容。以成广数字电视发射机的通信

协议为例，该协议采用呼叫的方式。波特率为19.2K，8位数据位，1位停止位，进位制采用十六进制。发射机具有唯一的地址码，各单元也有唯一的单元码以供通信。由于通信内容过于繁琐，这里不作详细阐述。

⑫.采集器软件

采集器软件主要把各设备通过串口或网口进行数据采集，并统一编码上传到监控中心。采集器软件运行时，采集器网卡需要同时使用内外网。采集器软件发送特定指令给采集设备，采集设备识别后给予回复数据。采集器软件截图如图3，采集器软件流程图如图4。

图3. 采集器软件

图4.采集器软件上、下行流程图

⑬.监控中心软件

监控中心软件安装在监控中心的PC机上，可以通过RS232或以太网等方式接收上传数据，并对所收数据进行分析，处理加以显示。值班人员通过该软件可以直观的查看数字发射机的工作状态及详细参数，实现远程开关机操作。发射机发生故障时，该软件及时触发报警装置，引起值班人员注意，并提供发射机及机房的实时数据供技术人员分析，找出故障原因。监控中心软件流程图如图5。