广播电视发射台机房自动监控系统方案设计

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内蒙古广播与电视技术2012年第29卷第3期51~53 

广播电视发射台机房自动监控系统_ 

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胡冰 

河北省广播电影电视局307发射台 河北省 石家庄市05001 2 

【摘要】自动监测和自动控制是广播电视无线发射台的发展方向。文章是作者对本台电视发射机房自动 监看、监控系统的情况介绍。 

【关键词】发射机监控 自动化 

l引言 

河北省广电局3 0 7发射台是河北省广电局直属综 合骨干发射台,担负5套电视节目和8套调频广播无 

线发射任务。同时又是微波枢纽站,负责全省三个方 向的微波传输信号和中央上星信号的京、冀、晋、蒙 

路由传输任务。无线发射机房节目套数多,发射功率 

大(广播80 kW,电视65 kW),虽然机房值班员较 

多但对多套节目的监听监看也非常困难。为此,台里 计划进行自动化改造,最大限度降低值班员劳动强 度,直至达到无人值守。 

根据两个机房节目套数,决定监看、监控的套数 为8套。改造不但要达到普通的监听、监看、报警等 功能,还要达到发射机故障后,主备发射机之间能够 

自动判断并倒换。同时,从播出设备稳定性考虑,确 

定方案为一个独立系统,系统出现故障时,不影响播 出发射的正常工作,极大地提高了播出安全。现将电 视发射机房自动监看、监控系统做一介绍。 

2系统组成及功能介绍 

系统为8套节目监控,每套节目包括三路信源、 

相关设备和主备两部发射机,按功能可分为四部分: 

前端设备。具备断电直通、信源多项监测、主备 信号自动切换和远程遥控。 信号监控。节目源、发射机视频入口、发射机输 

出三节点的信号监控和播出节目的录像/回放。 发射机监控。定时开关机、工作状态的多项参数 监测和主备机的自动倒换。 异态报警、报表生成、GPS校时。 现以一套节目监控为例,详细说明其实现过程, 

一套节目监控的实现框图如图1所示。 2.1前端信号选择 三路信源通过音视频切换器切换后分配三路输 

出,分别接主、备发射机和视音频监控仪。切换器具 有输入环通、断电直通、输入信号监测、自动切换、 RS232通信接口等功能,实现在无人工干预情况下保 

证节目正常播出。输入环通、断电直通、信号异常报 警、自动切换和远程通讯控制等功能在各台设备中 

都有使用,限于篇幅,不再赘述。 

输入信号监测: (1)视频监测。输入信号监测单元对视频进行有 

无、同步丢失和黑场检测,当无视频输入或视频无同 步时,设备立即报警。黑场监测从23行的后半行(正 

程信号)开始进行检测,当信号电平低于阀值的持续 

时间超过设定延迟时间时,表示出现黑场。也可根据 用户的实际情况对视频信号检测延迟时间进行调整, 避免电视节目正常较暗的画面时引起误操作。特别 

作者简介:胡冰河北省广播电影电视局307发射台副台长高级工程师 

51— 内蒙古广播与电视技术 

图1单套节目实现框图 

说明:电视节目出现长时间的较暗画面时,主、备信 

号监测都会被判定为黑场状态,由于主信号优先的 机制,信号仍然停留在主路上,不会造成误操作。 (2)音频监测。音频信号阀值电平为-33 dB,当 

输入电平低于阀值电平时间超过设定的延迟时间后, 表示音频信号丢失。延迟时间用户可根据实际情况 

调整。 

2.2信号监控 第29卷 

无线发射 

无线接收 

器、电视墙和矩阵系统组成的子系统完成。它可独 

立运行,由一台视音频监控仪采集电视节目播出环 节中各节点的视音频信号,进行分割显示、质量监 

测、录像,并在信号异常时控制前端设备在主备信 

源间切换,将异常情况通过Ethernet进行相互通信, 

实现统一控制。同时将异常状态提交给监控主机。 

(1)信号监测 

信号监控由一台视音频监控仪、多路电视解调 测; 

-52- 视音频监控仪I完成每套电视节目三路信源监 

视音频监控仪Ⅱ完成切换器输出,完成来自接收 第3期 广播电视发射台机房自动监控系统方案设计 

天线RF经电视解调器解调后信号的监测。 a.分割显示。视音频监控仪支持最多64路的视 音频(或32路立体声音频)实时采集,采集的视音 

频信号以屏幕分割的方式显示,分割的每个窗口显 示一路信号,包括视频、音频和节目信息。 b.信号异常检测。视音频监控仪根据设定的参 数,实时判断每路信号的每项参数是否超过设定限 

值。 

视频检测对视频信号有无、同步丢失、黑场、静 帧等判断;对音频信号根据报警门限值进行音频有 

无判断。用户可根据每个频道信号的实际情况在参 数设置窗口分别设置检测参数的门限值。 (2)前端设备控制 视音频监控仪通过RS232通信接口控制主备切 

换器,具有手动和自动两种控制主备切换器的方式。 a.手动方式。视音频监控仪提供远程遥控切换面 

板,在图像窗口中点鼠标右键,选择遥控面板,可进 

行远程遥控,其操作与设备实际面板一样。 b.自动方式。当信号异常时,视音频监控仪在报 

警的同时将根据报警情况判断是否向主备切换器发 

出控制指令,进行通道切换。可能出现的报警情况及 

相应的处理包括: 三路信源同时无信号或者无同步状态(包括同 

时出现静帧、黑场或者静音)时, 只报警不对前端做任何处理。 当前选中输出的信源出现 异常状态,按“主一备l一备2” 

的顺序搜索正常的信源,视音频 

监控仪向主备切换器发送切换指 令,切换到正常的信源上。 

三路信源都正常,但主备 

切换器输出出现异常,视音频监 

控仪向主备切换器发送断电直通 指令,让主备切换器工作在断电 

直通状态,保证节目的正常播出。 (3)录像/回放 

视音频监控仪对每路信号以 70~4096kbps的码率进行录像, 对8路信号进行20小时录像时, 可连续录制7天以上,当磁盘空 

间不够时,程序将自动删除较早 

的录像文件。 

2.3发射机监控 

发射机监控包括发射机定时 开关机、工作状态监测、自动切换/倒换控制等功能, 由监控主机配合发射机状态检测仪、定时继电器、主 

备机自动倒换控制器等硬件设备完成。 

(1)发射机工作状态监测 工作状态采集由发射机状态监测仪完成,采集发 射机状态包括工作状态和报警状态。 

(2)自动切换/倒换控制 自动切换/倒换控制指在发射机激励器或整机 

出现故障时,系统实现对发射机激励器自动切换或 主备机自动倒换。主备机自动倒换则在主发射机不 

正常时将发射天线倒换到备用发射机。 

a.激励器切换:激励器切换由监控主机通过 Ethernet接口向发射机状态监测仪发送切换激励器的 命令,发射机状态监测仪再通过Rs232/Rs485串口 控制发射机完成切换。 

b.主备机自动倒换:主备机倒换由发射机状态监 测仪控制发射机开、关机,发射机自动倒换控制器控 制同轴开关,两者协调工作完成。其实现原理图如图 2所示。 

发射机自动倒换控制器通过硬切开关实现手动/ 自动倒换模式转换,应急可转换到手动模式,保证系 

统的安全性。 由于发射机输出到天线信号为高电压、大电流, 

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图2自动倒换原理图 控制同轴 开关切换 

电源 

同轴开关 状态返回 

(下转第84页) 

53— 内蒙古广播与电视技术 

涂料作屏蔽涂层,性能优良而且价格适宜,在需要屏 蔽的地方,做成一个封闭的导电壳体并接地,把内外 两种不同的电磁波隔离开。实践表明,若屏蔽材料能 

达到30~40 dB以上衰减量的屏蔽效果时,就是实用、 

可行的。 电磁兼容性是电子设备或系统最重要性能之一。 电子设备的电磁兼容性设计是一项复杂的技术任务。 

由于电子技术应用广泛,而且各种干扰设备的辐射 很复杂,要完全消除电磁干扰是不可能的。但是,根 据电磁兼容性原理,可以采取合理的技术措施减小 电磁干扰,使电磁干扰控制到一定范围内,从而保证 系统或设备的兼容性。 

参考文献 

[1]俞文英.《电子设备电磁干扰及电磁兼容设计》[J] 第29卷 

安徽电子信息职业技术学院学报.2008.3. 

[2]高攸纲.《电磁兼容总论》[M].北京邮电出版社. 

2001. 

[3]陈淑风.《电磁兼容试验技术》[M].北京邮电出版 

社.2001. 

[4]白同云.《电磁兼容设计》[M].北京邮电出版 

社.2000. 

[5]邱焱.《电磁兼容标准与认证》[M].北京邮电出版 

社.2000. 

[6]王蔷等.《电磁场理论基础》[M].清华大学出版社 

2000. 

审稿人简介:何文内蒙古广播电影电视局501台 台长正高级工程师 

排版 校对:幺艳香 

(上接第53页) 

为了避免倒换天馈线时导致设备损坏,倒换时必须 

保证主、备机都处于关机状态,所以当自动进行主机 向备机倒换时,应遵循本系统的逻辑控制关系。 

2.4温度监测 

温度监测主要为了防止设备短路、过热引起的安 全问题。对于发射机的温度测试,直接通过串口获取 

风机进风口、出风口的温度,测量结果提供给监控主 机,进行记录 报警等处理。 2.5报警 

报警主要分为三类:信号监测报警、发射机监测 报警和温度报警。主要报警的等级分配如下: 

(1)信号监测报警 

一级报警:三路信源或者天线接收经电视解调 器解调后的视音频信号监测超限。 

二级报警:同时有两路信源、主信源或切换器输 出的视音频信号监测超限。 

三级报警:一路备用信源监测超限。 (2)发射机监测报警 发射机监测提供发射机输出功率、反射功率、功 放输出功率、电压和功放管电流、天馈系统驻波比的 

三级报警容限值设置,当监测结果超过某级容限值 

时发出相应等级的报警。 为了保证相关人员及时了解各种异常情况,采用 

了声、光、对话框、GSM短信多种报警方式,同时 

・-84・- 根据影响播出质量程度的不同将报警分为一、二、三 

级,一级为最严重的报警。 声音报警通过声卡输出报警铃进行报警,用不同 

急缓的报警铃分别表示一、二、三级。光报警是故障 单元的屏幕控件出现黄、橙、红三种颜色的闪烁,分 别表示一、二、三级。对话框报警是在屏幕上弹出报 警详情对话框,指导工作人员处理。G SM短信报警 

向预先设置的接收报警人员的手机号发送短信,报 告报警等级和详细信息。 

3结束语 

现阶段我国大功率多套节目的广播电视无线发射 

自动化程度较难实现无人值守的目标,多数以设备 的稳定性不够,自动控制系统改造时综合考虑存有 缺陷等因素导致很多改造只停留在监听、监看、故障 报警层面。因此,要做好自动化改造,必须先做好播 

出设备的稳定,才能完成真正意义上的自动化监控。 

限于水平,希望各位给予交流指正。 

审稿人简介:李海菊内蒙古广播电影电视局直属台技术部 科长正高级工程师 

编辑

校对:李海菊