廣播電視無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分布式技術(shù)運(yùn)用分析探討

翟愛(ài)國(guó)

摘要：互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)及人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)廣播電視行業(yè)來(lái)說(shuō)，是技術(shù)革新的重要發(fā)展。該文以廣播電視無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及對(duì)分布式技術(shù)的運(yùn)用為探討，從智能預(yù)警、信號(hào)監(jiān)測(cè)、智能接口等方面分析構(gòu)建智能監(jiān)控系統(tǒng)的可行性，闡述系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)的具體方法，總結(jié)分布式技術(shù)在智能預(yù)警模塊設(shè)計(jì)、信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)中的實(shí)踐運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)分布式技術(shù)研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2022）01（a）-0000-00

Design of Intelligent Monitoring System for Radio and Television Wireless Transmitting Stations and Application of Distributed Technology

ZHAI Aiguo

（Lianyungang radio and television station， Lianyungang，Jiangsu ?Province，222000 China）

Abstract： The rapid development of Internet， information technology and artificial intelligence technology is an important development of technological innovation for the radio and television industry. This paper discusses the design of intelligent monitoring system for radio and television wireless transmitting stations and the application of distributed technology， analyzes the feasibility of constructing intelligent monitoring system from the aspects of intelligent early warning， signal monitoring and intelligent interface， expounds the specific methods of system design and function realization， and summarizes the application of distributed technology in the design of intelligent early warning module Practical application in the design of signal monitoring module.

Key Words： Wireless transmitting station; Intelligent monitoring system; Distributed technology; Research

將智能感知、計(jì)算機(jī)技術(shù)靈活運(yùn)用到廣播電視無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建中，提高日常監(jiān)控工作的智能化與自動(dòng)化水平，能夠明顯優(yōu)化過(guò)程管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控與服務(wù)反饋，全面提升系統(tǒng)工作的持續(xù)性與可靠性。

1無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的可行性研究

圖1為常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖，通過(guò)綜合分析功能需求，完善模塊設(shè)計(jì)，最終構(gòu)建的智能監(jiān)控系統(tǒng)不僅要適應(yīng)廣播電視無(wú)線(xiàn)臺(tái)站的使用環(huán)境，還應(yīng)滿(mǎn)足以下幾方面重點(diǎn)功能要求。

1.1智能預(yù)警

發(fā)射系統(tǒng)正常運(yùn)行階段，主要涉及到三方面的數(shù)據(jù)內(nèi)容，一是輸入與輸出信號(hào)，二是大量的中間數(shù)據(jù)，三是待檢測(cè)參數(shù)，工作人員需要借助于監(jiān)控系統(tǒng)，全面采集、分析并存儲(chǔ)有關(guān)數(shù)據(jù)。因而在設(shè)計(jì)智能監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)著重考慮到這一業(yè)務(wù)，并將其納入功能模塊的構(gòu)建中，在持續(xù)性分析、處理數(shù)據(jù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，針對(duì)性地調(diào)整并優(yōu)化整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)的運(yùn)行，為系統(tǒng)的長(zhǎng)效穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

1.2信號(hào)監(jiān)測(cè)

依托于對(duì)認(rèn)知計(jì)算、智能感知等新型機(jī)器算法的運(yùn)用，與信號(hào)處理、網(wǎng)絡(luò)通信與電子線(xiàn)路等先進(jìn)技術(shù)手段加以結(jié)合，即可使得發(fā)射系統(tǒng)的功能范圍拓展到全時(shí)、全域與全頻段，并在無(wú)人化管理的模式下實(shí)行自動(dòng)化監(jiān)控。獲取并運(yùn)用數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)結(jié)果，向系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)模塊進(jìn)行反饋，一方面能夠滿(mǎn)足監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行功能要求，另一方面有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)設(shè)備設(shè)施、信息資源的合理化配置。

1.3智能接口

將功能性區(qū)分、接口標(biāo)準(zhǔn)以及模塊化設(shè)計(jì)等技術(shù)方式應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建中，為未來(lái)系統(tǒng)各部分功能的升級(jí)與改造提供了便利條件，設(shè)計(jì)人員可以采用任務(wù)式模式，針對(duì)系統(tǒng)升級(jí)或功能革新的具體要求，如提高傳輸速度、擴(kuò)充系統(tǒng)容量，或者是拓展處理模式等，給出相應(yīng)的升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)即可[2]。

2無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)控制與智能化處理這兩項(xiàng)技術(shù)在智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建中占有重要地位，其中，智能化處理主要根據(jù)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)方案、給定的參數(shù)信息為基準(zhǔn)，自行判斷并處置系統(tǒng)的運(yùn)行情況。計(jì)算機(jī)控制則是負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、實(shí)施遠(yuǎn)程終端干預(yù)，以及對(duì)工作模式的自動(dòng)管理等，以滿(mǎn)足智能化處理的具體要求。

2.1主控設(shè)備

優(yōu)化設(shè)計(jì)并搭建主控設(shè)備、擴(kuò)展系統(tǒng)功能，是設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，也是保證發(fā)射臺(tái)的使用與運(yùn)行安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。站在智能監(jiān)控系統(tǒng)整個(gè)構(gòu)建框架的角度上來(lái)看，主控設(shè)備扮演著大腦的角色，對(duì)于數(shù)據(jù)處理具有決定性影響，要切實(shí)提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)信息的速度、強(qiáng)化其信息傳輸能力、有效維護(hù)各部分運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性，為后續(xù)技術(shù)維護(hù)帶來(lái)便利，還需選擇適宜的單片機(jī)，對(duì)其進(jìn)行功能、技術(shù)的設(shè)計(jì)與擴(kuò)展，用作主動(dòng)設(shè)備的芯片。一般情況下，多選用具有較多數(shù)據(jù)接口的芯片，因?yàn)槎喙δ艽诒阌赪IFI技術(shù)對(duì)接，將數(shù)據(jù)傳感器與模/數(shù)接口相連接，將系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)編寫(xiě)的代碼燒入到內(nèi)部FLASH存儲(chǔ)模塊內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)基本功能。將PHY芯片外接數(shù)?？?，能夠?qū)訜o(wú)線(xiàn)通信與智能傳感，以此達(dá)到智能監(jiān)控的功能效果[3]。

2.2功能實(shí)現(xiàn)

2.2.1智能預(yù)警、臨機(jī)處置

完善智能監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)警功能，主要是通過(guò)接入廠商的接口協(xié)議或通過(guò)WEB實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。現(xiàn)階段，無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)的絕大部分設(shè)備（包括信號(hào)源系統(tǒng)設(shè)備、發(fā)射系統(tǒng)設(shè)備、供配電設(shè)備等）都集成了計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能，各廠商也有配套的監(jiān)控軟件，因而只需接入廠商的接口協(xié)議，或接入WEB，即可實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)控功能，這為無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)的智能化、實(shí)時(shí)化監(jiān)控提供了便利條件。

2.2.2信號(hào)監(jiān)測(cè)與信息反饋

在遠(yuǎn)程終端顯示器上，將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，也是參數(shù)監(jiān)測(cè)的一個(gè)要點(diǎn)環(huán)節(jié)。在智能監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸設(shè)備上，有一預(yù)留數(shù)據(jù)接口，將其與發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)接口進(jìn)行對(duì)接，技術(shù)人員即可對(duì)數(shù)據(jù)及其變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，了解發(fā)射系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，借助于遠(yuǎn)程控制功能，針對(duì)性干預(yù)或控制系統(tǒng)信息反饋[4]。

RS485接口簡(jiǎn)單，監(jiān)測(cè)信號(hào)時(shí)，對(duì)輸出端口的輸出信號(hào)電平進(jìn)行實(shí)測(cè)，在信號(hào)峰值達(dá)到較高水平時(shí)，即可轉(zhuǎn)入到預(yù)警模式下。工作人員可以對(duì)芯片電位級(jí)予以提前設(shè)置，對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的靈敏度加以調(diào)整，將主控芯片標(biāo)準(zhǔn)接口接入AOUT，用以處理并傳輸轉(zhuǎn)換后的信號(hào)[5]。

2.2.3接口擴(kuò)展與智能技術(shù)應(yīng)用

在主控設(shè)備上，應(yīng)為未來(lái)功能優(yōu)化與拓展等預(yù)留以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，這樣在后期完善系統(tǒng)功能時(shí)，即可結(jié)合應(yīng)用多功能接口與分布式技術(shù)，便捷高效地升級(jí)并改進(jìn)系統(tǒng)。通過(guò)MII接口將PHY芯片直連到主控芯片上，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)予以差分轉(zhuǎn)換處理，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)模式分類(lèi)識(shí)別，形成兩組信號(hào)，一組與無(wú)線(xiàn)傳輸端口連接，另一組與以太網(wǎng)連接，這樣工作人員即可在遠(yuǎn)程終端對(duì)發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行情況、相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)、控制或調(diào)取，達(dá)到智能化遠(yuǎn)程控制的效果。

3無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)分布式技術(shù)運(yùn)用

在智能監(jiān)控系統(tǒng)中，分布式技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)臺(tái)站自動(dòng)化控制的一項(xiàng)核心技術(shù)，其主要利用計(jì)算機(jī)，布設(shè)多線(xiàn)程任務(wù)，對(duì)多條數(shù)據(jù)通路進(jìn)行智能控制。將分布式技術(shù)應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)建模中時(shí)，多會(huì)以不同的工作模塊為基準(zhǔn)，劃分板塊，在發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)每一核心工作單元中加裝微型計(jì)算裝置，構(gòu)建成分布式的組網(wǎng)模式，以此達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)整體功能作用的效果[6]。

3.1智能預(yù)警模塊分布式設(shè)計(jì)策略

將分布式設(shè)計(jì)運(yùn)用到智能預(yù)警模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化中，是實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要路徑。一般發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)可以分為含傳輸鏈路的信號(hào)源系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、動(dòng)環(huán)系統(tǒng)（含供配電系統(tǒng)、溫濕度、煙感等）、安防系統(tǒng)、以及包含畫(huà)面與聲音的播出監(jiān)聽(tīng)監(jiān)看系統(tǒng)等功能模塊。在系統(tǒng)建模階段，應(yīng)初步區(qū)分不同模塊對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)功能，運(yùn)用差異化的表現(xiàn)方式，表示輸出形式。這樣，便構(gòu)成了功能統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)分散的分布式設(shè)計(jì)效果，為統(tǒng)一監(jiān)管提供便利條件。站在控制論的角度上來(lái)看，智能預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)與其他部分密切相連，有效提升了智能監(jiān)控在實(shí)際使用過(guò)程中的性能水平。

例如，在警報(bào)功能設(shè)計(jì)方面，一是應(yīng)確保這一功能模塊可以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況，并向系統(tǒng)內(nèi)及時(shí)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)信息，便于技術(shù)人員分析并研究有關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，了解并判斷設(shè)備或系統(tǒng)是否存在運(yùn)行故障問(wèn)題。二是在準(zhǔn)確獲取并收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，檢測(cè)到系統(tǒng)及設(shè)備的突發(fā)故障，并由警報(bào)器發(fā)出以警報(bào)。工作人員應(yīng)參照警報(bào)及相關(guān)的故障提示信息，明確出現(xiàn)問(wèn)題的設(shè)備或系統(tǒng)位置。在完全處理故障問(wèn)題后，警報(bào)自動(dòng)解除。由此可見(jiàn)，在分布式設(shè)計(jì)階段，應(yīng)重點(diǎn)完善系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)設(shè)備設(shè)施，優(yōu)化系統(tǒng)的完整性與運(yùn)行性能。

在信號(hào)源設(shè)計(jì)方面，應(yīng)站在系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性的角度上予以綜合考量，全面掌握智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)于信號(hào)源編/解碼器、視音頻分配器、切換器等重點(diǎn)信號(hào)源組成設(shè)備予以改進(jìn)升級(jí)，與此同時(shí)合理化運(yùn)用到廣播電視節(jié)目播出、系統(tǒng)運(yùn)行等多元化的工作環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的精準(zhǔn)化檢測(cè)。除此以外，在設(shè)計(jì)階段，還應(yīng)提高對(duì)信號(hào)源穩(wěn)定性的重視，由于信號(hào)源的性質(zhì)特殊，因而若在節(jié)目播出的過(guò)程中出現(xiàn)信號(hào)源中斷的現(xiàn)象，必然會(huì)對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行效果造成嚴(yán)重影響。為了進(jìn)一步提高廣播電視節(jié)目播出的安全性，可以在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)增加設(shè)備用信號(hào)源，這樣即使出現(xiàn)一路信號(hào)源意外中斷的問(wèn)題，系統(tǒng)可以經(jīng)過(guò)自行檢測(cè)切換到備用信號(hào)源上，為節(jié)目的安全播出提供有力保障。

3.2信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊分布式設(shè)計(jì)策略

由微型計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)信息，是信號(hào)檢測(cè)的核心。將分布式設(shè)計(jì)融合到信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)中，有利于增強(qiáng)系統(tǒng)整體運(yùn)行的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，即使局部功能模塊發(fā)生故障問(wèn)題，系統(tǒng)其他部分的運(yùn)行狀態(tài)不會(huì)受到過(guò)多影響，避免出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象，其可以經(jīng)由其他信號(hào)傳輸設(shè)備，切換監(jiān)控區(qū)域，最大限度內(nèi)削減外部因素的干擾或影響。對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，也可以在遠(yuǎn)程干預(yù)的狀態(tài)下切換設(shè)備或切換功能，全面監(jiān)督并管控發(fā)射系統(tǒng)。

4結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)并構(gòu)建智能監(jiān)控系統(tǒng)，是廣播電視無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站監(jiān)管工作面臨的要點(diǎn)課題，也是在信息化時(shí)代環(huán)境下的一個(gè)重要發(fā)展方向。優(yōu)化設(shè)計(jì)智能監(jiān)控系統(tǒng)，關(guān)鍵在于以主控設(shè)備的升級(jí)與改進(jìn)為著手點(diǎn)，增設(shè)智能預(yù)警與臨機(jī)處置、提高信號(hào)監(jiān)測(cè)與信息反饋能力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，進(jìn)一步擴(kuò)展接口與對(duì)智能技術(shù)的應(yīng)用。將分布式技術(shù)策略靈活運(yùn)用到智能預(yù)警模塊、信號(hào)監(jiān)測(cè)模塊的完善設(shè)計(jì)中，全方位提高無(wú)線(xiàn)發(fā)射臺(tái)站智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行水平。

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