數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

摘 要：文章對(duì)數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)提出了設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)用于數(shù)字電視發(fā)射臺(tái)發(fā)射機(jī)的安全播出和自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)射機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。文章圍繞功能需求，重點(diǎn)介紹在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的地面數(shù)字電視播出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、硬件結(jié)構(gòu)。文章所介紹的新技術(shù)和構(gòu)建方案可以為各大發(fā)射臺(tái)站提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；自動(dòng)化；TCP/IP協(xié)議；實(shí)時(shí)監(jiān)控

隨著地面數(shù)字電視技術(shù)的普及與推廣，我國(guó)將全面的構(gòu)建地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)，各地將廣泛采用越來(lái)越多的地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)。為了確保整個(gè)地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性，必須構(gòu)建一個(gè)數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)所有的地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、有效地管理。

在過(guò)去的工作中，值班人員對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，需要定時(shí)在發(fā)射機(jī)房?jī)?nèi)通過(guò)巡機(jī)來(lái)檢查發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行操作時(shí)需要在機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)發(fā)射機(jī)的控制面板手動(dòng)操作。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)工作效率，必須要有一套自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)的人力手動(dòng)操作。

目前，國(guó)內(nèi)包括地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在內(nèi)的廣播電視發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還不夠完善，主要存在以下問(wèn)題：第一，各發(fā)射臺(tái)站的地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)型號(hào)各異，各類型號(hào)的發(fā)射機(jī)硬件接口各不相同，相互之間又難以兼容，很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控。第二，大多數(shù)發(fā)射臺(tái)站發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是專門為過(guò)去模擬電視廣播發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)使用的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)新一代數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)的監(jiān)控，并且監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度比較低，無(wú)法滿足現(xiàn)在的需求。

1 數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)需求及目標(biāo)

為了克服上述問(wèn)題并提高節(jié)目播出的可靠性，地面數(shù)字電視播出系統(tǒng)必須是一套集自動(dòng)開關(guān)機(jī)、節(jié)目監(jiān)控、功率告警、故障設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測(cè)和切換于一體的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)詳細(xì)需求如下：（1）實(shí)時(shí)接收顯示發(fā)射機(jī)的狀態(tài)信息，可隨時(shí)查詢處理接收到的相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。（2）實(shí)時(shí)的聲光報(bào)警系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的突發(fā)狀況，自設(shè)定報(bào)警提示值班人員。（3）系統(tǒng)應(yīng)具有完善的安全防范措施，有記錄操作任務(wù)的功能，能對(duì)發(fā)射機(jī)狀態(tài)變化進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)。

2 數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

基于上述需求及目標(biāo)，我們通過(guò)采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)了一種地面數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)保證了該系統(tǒng)的通用性和未來(lái)的可擴(kuò)展性。目前，TCP/IP是一種應(yīng)用成熟的雙向通信協(xié)議，而且基于此協(xié)議的各種應(yīng)用設(shè)備和技術(shù)可供選擇的很多，最終我們選擇TCP/IP協(xié)議作為我們?cè)O(shè)計(jì)數(shù)字電視自動(dòng)化系統(tǒng)的核心協(xié)議。

基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可知：我們首先通過(guò)接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器將不同的硬件協(xié)議接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)接口，然后通過(guò)基于TCP/IP協(xié)議開發(fā)的軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)所有發(fā)射機(jī)統(tǒng)一的監(jiān)控，在一個(gè)監(jiān)控終端下實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)不同類型的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)的集中控制，并最終形成高集成度的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

3 數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)組成

發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)日常工作中的核心系統(tǒng)。它必須具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)各部件工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)指標(biāo)，具備簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程操作功能，可以自動(dòng)或者手動(dòng)的開關(guān)機(jī)，切換主備機(jī)，切換主備信號(hào)源，切換發(fā)射機(jī)主備激勵(lì)器，調(diào)節(jié)輸出功率，對(duì)故障狀態(tài)可以有效報(bào)警和記錄等。由圖1可知，基于TCP/IP協(xié)議的地面數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：被監(jiān)控的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)、監(jiān)控接口、接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和監(jiān)控終端等。

3.1 被監(jiān)控設(shè)備

發(fā)射機(jī)是地面數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的主要監(jiān)控對(duì)象。通常情況下，地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端是通過(guò)相應(yīng)的監(jiān)控接口來(lái)通信的，雙方實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

3.2 接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器

地面數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)是通過(guò)統(tǒng)一的監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)對(duì)所有發(fā)射機(jī)的監(jiān)控?？墒潜O(jiān)控終端的接口有限，通常還采用了不同的網(wǎng)絡(luò)交換協(xié)議，很難保證通訊接口能夠直接連接所有發(fā)射機(jī)。為此我們?cè)诘孛鏀?shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中利用接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器將不同的硬件協(xié)議接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)接口。

3.3 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

地面數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用了TCP/IP協(xié)議，該系統(tǒng)把以太網(wǎng)集線器作為整個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這樣就可以方便地把監(jiān)控終端與各發(fā)射機(jī)連接起來(lái)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

3.4 監(jiān)控終端

為了提高系統(tǒng)的兼容性、便利性，通常采用計(jì)算機(jī)或服務(wù)器作為地面數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控終端。工程技術(shù)人員通過(guò)監(jiān)控終端觀察分析系統(tǒng)反饋的發(fā)射機(jī)狀態(tài)信息，隨時(shí)掌握發(fā)射機(jī)工作情況，及時(shí)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況，并且可以通過(guò)監(jiān)控終端對(duì)地面數(shù)字電視系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備型號(hào)繁多，不同通訊協(xié)議的指令、數(shù)據(jù)很難兼容，為此首先需要通過(guò)集成監(jiān)控系統(tǒng)軟件解析各種通信協(xié)議，將各種不同的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議重新包裝在TCP/IP協(xié)議之上，這個(gè)過(guò)程又叫作協(xié)議包裝，從而把不同發(fā)射機(jī)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)一用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

當(dāng)今數(shù)字電視發(fā)射機(jī)本身都具備遙控遙測(cè)接口，用于遠(yuǎn)程或本地模式下對(duì)發(fā)射機(jī)工作模式進(jìn)行設(shè)置、控制、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，操作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)射設(shè)備的工作狀態(tài)，通過(guò)接收到的功率、駐波比、反射功率、工作溫度等數(shù)據(jù)判斷設(shè)備運(yùn)行情況，并可以設(shè)計(jì)參數(shù)報(bào)警門限；可以訪問(wèn)設(shè)備的控制器來(lái)遠(yuǎn)程操作發(fā)射機(jī)，發(fā)出開關(guān)機(jī)、復(fù)位、切換等指令；可以訪問(wèn)記錄數(shù)據(jù)，掌握發(fā)射機(jī)故障信息，操作日志，自動(dòng)抄表等。

此外，為了保障地面數(shù)字電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，可以預(yù)留一些可擴(kuò)展的協(xié)議實(shí)現(xiàn)接口。當(dāng)需要接入新的發(fā)射機(jī)時(shí)，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的擴(kuò)展接口解析新的通信協(xié)議，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)新接入的發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)的投入使用將以往以人為主的監(jiān)聽(tīng)監(jiān)測(cè)管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐约夹g(shù)為主，以人為輔，人機(jī)結(jié)合的方式，極大地提高了安全播出保障能力，同時(shí)也增強(qiáng)了值班過(guò)程中應(yīng)對(duì)電視節(jié)目出現(xiàn)停播等突發(fā)事件的能力，確保了安全播出，不斷地把安全播出工作推向前進(jìn)。

該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)發(fā)射機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，極大地提高了發(fā)射臺(tái)工作效率，同時(shí)也增強(qiáng)了工作中應(yīng)對(duì)發(fā)射機(jī)故障等突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力，確保了安全播出。該系統(tǒng)可以供各個(gè)發(fā)射臺(tái)站借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：趙如一（1987-），男，北京人，助理工程師，工程碩士，研究方向：省部級(jí)科技論文。