904台发射机房监控系统升级改造

904台发射机房监控系统升级改造一、 引言随着904台近年来发射机的不断更新改造，机器设备越来越稳定，为了更好的完成安全播出的中心工作，2011年，我台对发射机的监控系统也不断进行了升级改造，并根据实际工作情况进行了实时的更新，下面就对我台发射机房监测控制系统的一些重点改造进行如下汇总。二、 监控系统的升级改造1、监测报警系统的改造卫星接卫星接收天线微波接收天线图一：监听监看组织结构图2009年，我台在省局科技处的帮助下，更换了控制桌，实现了节目监测的改造，2011年，我们除了更换了一台更加先进，美观，大气且能容纳更多设备的控制桌外，在原有设备的基础上，新增了音频分配器，广播节目和电视节目2台节目监测用的工程计算机，一面安装了8台52寸液晶监视器的电视墙，为制作场强图而专门安装的投影仪等设备，并且安装了一套梦迪节目监测报警软件系统，实现了更多功能，改造之后值班室的监听监看系统如图一所示。图中虚线框中为新增添的设备。1.1、信号源监听监看的改造2009年控制桌改造完成之后，我台的各路信号源就可以实现主备自动切换，信号监看要在音频切换器上监看，但是音量柱较小，视觉效果不好，监听设备是从音频切换器的输入端并接出来送至监听交换器，用自制的一面带插头一面带耳机的简单设备进行监听，2013年904台又在局科技处及微波总站的支持下，增添了数字微波信号，这样共有3路信号，9套频率共有20几路信号，每次交接班的时候都必须把所有信号源都听一遍，这样需要多次插拔，因此时间长了，插头和耳机经常出现接触不良的情况，要定期检查维护和更换。这次值班室改造中，我们从汇鑫公司购买了一套节目监测系统，可以实现所有信号源监听监看，如图一虚线框内所示，将所有信号源都集中在监视器上的以音量柱形式显示出来，可以很直观的进行集中监看信号源，在监视器上通过对软件的操作来实现监听信号源内容，随时可以监听任何一路信号源，使用起来方便快捷。实现这一功能必不可少的硬件设备就是音频信号分配器，其基本功能如图二所示。图二表示了一路信号如何通过音频分配器进行分配的，一个输入端子和两个输出端子使用了三个“凤凰端子”，接线方便，可随时插拔调节，其中1脚为地，2、3脚分别接信号线。分配路径首先是信号源柜输出至音频分配器的输入端，然后经过分配电路后，由输出端1输出送至应急切换器，做为发射机的信号源，由输出端2（只有1脚和2脚使用，3脚为空）输出送至监控主机的音频采集卡，先转换成由软件控制的数字信号。12312312。。00OOOOO输入端输入端1输入端2信号源柜来 去应急切换器去监控主机图二：音频分配器基本功能示意图然后是通过主机的软件系统，设置各信号源的监听监看时间，设置报警门限，从而实现信号源的监听监看。为了监看的效果更好，我们选用了52寸的液晶电视做为监视器，监视器上有干扰条纹，我们将连接线由普通的VGA线更换为HDMI高清数据线，干扰条纹消失了，保证画面质量。1.2、改造中的问题与解决方法在改造的过程中也遇到了一些问题，比如最初的音频分配器不能实现断电直通，一旦分配器断电或者不小心关掉，信号将无法输出，我们及时与厂家沟通，更换了具备断电直通功能的分配器，一方面自制了一些应急线，一端并在分配器的输入端，另一端做成卡龙头，在出现分配器出现故障的情况下，可以直接插到应急切换器的备用输入端，保障节目源畅通。另外，信号源在监听时，经常有杂音，而且越来越明显，最后根本就无法听清楚节目内容，尤其是输出部分的监听，杂音刺耳。与厂家人员一起经过分析试验，发现干扰来自分配器的一些信号源线，分析认为是由于线的数量太多，从信号源到值班室，线又很长，每根线都要做到完全屏蔽很困难，因此产生干扰，经过研究决定，采用在分配器上所有输出端2的信号线上串并电阻分压的方式解决监听的干扰问题。如图三所示，取样线串联一个1kQ的电阻，电阻另一端接到2脚，地线接至1脚，1、2脚之间接一个1kQ的电阻，通过分压来降低干扰电平，处理之后，经过试验，信号源监听的杂音基本消除。1 2图三：解决监听杂音分压电路除此之外，我们使用窄铜皮将控制桌下方地沟里的地线与控制桌的箱体连接起来，使控制桌成为一个更好的屏蔽体，并将所有设备机壳做接地处理，最大限度的抑制了高频串扰。1.3、节目监测报警系统我台新购置的2台监测用的工程计算机，可以连续工作一周以上，并安装了一套梦节目监测报警系统，这套软件系统主要用于多路视/音频进行同步监测与报警，结合我台实际，主要可实现功能如下:（1）同时对我台广播信号18路输入信号，9路输出信号和8路电视节目进行实时监测，视/音频采用多画面分割显示，音量柱同步叠加，音频采用音量显示，可自定义画面切分显示模式，切分窗口可自由拖动，方便调整节目显示位置；可自由拖放视频窗口调整播放位置，并且能够全屏播放。（2） 当无视频信号，无音频信号，静帧，黑屏、音量过高、音量过低时启动报警功能，可同时对所有监测节目进行同步触发报警录像以及报警预录和报警恢复录像功能，并生成数据库记录，可以随时查询，回放；报警方式分为标题闪烁、语音报警、窗口提示等多种方式，对报警录像列表和系统日志可以导出（EXCEL文件）并打印。（3） 支持本地/远程监测、监看的功能；我台的9部发射主机中，除了哈广厂的两部M2W发射机和正泰的一部DAM发射机没有协议无法实现远程控制外，其他六部发射机均可以实现远程控制开闭机，除了两部M2W发射机外，都可以实现自动开关机设置，并对所有发射机的运行进行实时监测，20分钟提取一次实时数据，每月自动生成发射机数据和值班记录等。（4） 一周七天可以分时段监测功能，因为我们的机器开闭机时间不一样，所以需要对不同的频率进行分时间段监测，方便值班人员更好的进行监测，减少误报警带来的不便。（5） 具有监测项延时报警设定功能，当出现停播事故时，监控软件迅速反应，记录停播时间，并自动保存，方便查询。有了这套监测报警系统，对值班工作起到了很好的辅助作用，使我们的值班工作更加得心应手。

1.4、多功能电视墙值班室最大的改变就是新增了以往没有的电视墙，安装了8台52寸的液晶显示器，在实现广播信号源监听监看的同时，也按照同样的原理，将电视节目的监听监看也通过监控主机在电视墙上显示出来。监测软件的另一个功能是支持双屏分配显示,方便节目扩展，我们将原有的9套广播监测数据利用双屏显示，在电视墙上大屏幕显示出来，使值班人员监看更加方便。2009年我台还安装了一套视频监控系统，在台区多个重要部位都安装摄像头，实现全台多方位监控，虽有单独的监控室，但是由于工作需要，并未指派专门的人员负责监看，只有机房值班室24小时有人值班，因此借此改造机会，将台区的监控通过光纤传送到值班室，占用了电视墙一上的一个监视器显示出来，既实现了专人监看，有节省了人力资源，如图四信号源监看画面，用了2台显示器作为显示页面。图四：信号源监看画面通过增加多功能的电视墙，一方面使我台值班室更加现代化，与新颖美观的新控制桌一同构筑了值班室的美观与大气，为将来实现无人值班，有人留守打下坚实的基础1.5、电子场强图制作场强测试一直是发射台的工作任务之一，近几年，随着国家对中波覆盖的重视，按照要求，各个台站都制作了自己发射频率的场强图，形式各种各样，2009年我台也设计并制作了一个场强分布图，虽然花了不少钱，但并不能将我台所有频率的场强都准确体现出来，只能集中展示我台的覆盖区域，而且如果今后新增加频率的话还得重新制作，这也是所有台站要面临的难题。为了更好的制作新场强图，同时体现出904台的特色，经过认真考察研究和市场调研，我们决定将场强图制以电子形式展示出来，于是在值班室内安装了一台投影仪，将场强图绘制好后，制作成幻灯片，将每个频率都单独详细的介绍，内容达几十页，然后将其投射到值班室的南墙的投影屏幕上，为了观看效果良好，还安装了遮光窗帘，同时，我们还将台内所有机器图纸的电子版都放到电脑中，都可以通过投影仪显示出来，方便学习。可以说，这种电子场强图的形式想法比较新颖，是一种理念的创新，虽然花费稍微多了一些，但是方便今后随时修改和增加内容，可以说是一劳永逸。这套场强图也得到了上级领导和其他兄弟台站的称赞和认可。1.6、值班室不间断电源的改造对发射台来说，有不间断电源的保障尤为重要，也是作为省级台站应该具备的，尤其是信号源部分。我台一直以来由于资金紧张并没有购买专门的不间断电源设备，我们只是通过从两部发射机的三相电中各取一路作为信号源的电源，利用一个交流接触器的开闭接点来实现这两路电源自动切换，保证信号源供电，从功能上实现了不间断供电，但是从安全播出的角度来看，并不符合要求，可以说比较落后。2011年我们利用新增电视发射机的机会，购置了一套UPS供电系统，配备了4个蓄电池柜，80个蓄电池，通过软件控制可实现不间断切换，带载能力60KVA，可持续供电4小时左右，于是我们从输出柜的输出端引出3路电源，分别供给信号源，控制桌和电视墙，这样一来，保证监控控制部分实现了真正意义上的不间断供电。2、发射机主备机自动倒换的改造试验为实现高质量、不间断的完成好转播工作，发射机管理自动化始终是广播电视发射领域的努力奋斗的目标。2013年我台引进了一部美国哈里斯公司生产的3DX系列100kW数字调幅中波广播发射机，作为中央一套中国之声节目的主机，备机为哈尔滨广播有限公司生产的DAM10kW发射机，我台与安徽汇鑫公司合作安装了发射机自动倒换系统。整个自动倒换采用嵌入式体系、模块化结构，实现了整个系统的高稳定性、高可靠性。通过在发射机上安装数据模块，对发射机进行数据信息传输，逻辑判断，天线自动倒换，并在发射机监控模块的人机交互界面中实时显示发射机重要的工作数据状态。最终实现发射机定时自动开关机，自动故障主备机倒换，故障声光报警，远程控制的自动化目标。哈里斯的3DX发射机有微机单元、FPGA器件、使用CAN总线模式，具有高度的智能化，备机为哈尔滨广播器材有限责任公司生产的DAM系列10kW中波广播发射机，是集大成的成熟机型。发射机主备机的倒换采用主备的工作方式，主机、备机的工作状态是彼此自动开关机的互锁条件。如果天线不到位，主、备机自动控制均不能进行，发射机倒备机的前提条件是数据采集模块使能可以倒备机，既主机工作设计工作时间内，发射功率为零或持续低于某一设定值一段时间后，B机状态正常。主备机倒换的流程为：关闭主机、封锁主机、倒换天线、开启备机。系统框图如图五所示。图五自动化系统框图数据模块是自动化装置中重要的组成部分，模块进行数据采集时使用RS-232串行物理接口标准，为全双工通信模式，选用DB-9形式连接器用于远程通信连接数据终端设备 DTE(DataTerminalEquipment)与数据通信设备DCE(DataCommunicateEquipment)之间的数据传输，当与微机进行数据传输时则采用网线进行，采用TCP/IP协议接口，这样可以保证数据传输的准确性及高效性。异步传输模式数据传输有多种选择，我台设置为9600波特率，无奇偶效验，8位数据，1位停止位，通信格式由六个部分组成，其结构为:字头（aaH）+命令+地址码+数据1~5+异或值校验+字尾（bbH）在输入命令为11H时，是查询发射机的工作工作状态；在输入命令为22H时，是控制天线倒换模块器进行动作，也就是作为天线倒换器的使能命令。例如把天线放置在主机位置时，发送命令：aaH+22H+地址码+01+00+00+00+00+00+异或值+bb，当状态一切正常时，接收到的正确命令为aa+地址码+01+00+0FH，但是如果状态异常或出现其他问题时接收到的命令为aa+地址码+01+00+F0H。每次天线成功后数据模块也会发回aaH+33H+地址码+主机状态+备机状态+本地/遥控+异或值+cc（H）命令。数据模块执行以上查询命令与操作命令外，还有天线置备机命令，当天线倒换器的本地、本地/遥控状态发生变化时，则主动向上位机发送一次天线状态。当天线倒换器在本地/遥控状态，天线非上位机遥控倒换则主动向上位机发送一次天线状态。当天线倒换器在本地状态，天线由人工倒换则主动向上位机发送一次天线状态。如果发送的信息没有得到响应时，系统默认为通信线路不同，进行重新连接，直至连接成功为止。因为目前是中央一套发射机进行了自动化的改进，所以在天线倒换模块的地址的设计时地址码1〜6可以任意进行设置，当多部发射机同时远程操作时，可以进行相应设置。天线倒换模块是自动化装置中不可缺少的组成部分，如果倒换模块不工作，整个系统将不能完成任何功能，数据采集模块将信号反馈给微机时，微机发出倒换指令到天线倒换模块，将同轴

开关接到需要的位置，使主机上天线或备机上天线，天线倒换模块显示本地/遥控倒换、主机开关及指示灯、备机开关及指示灯、电源、TX和RX指示灯。电源开关

及指示本地、遥控

倒换主、备机开

关及指示数据接收电源开关

及指示本地、遥控

倒换主、备机开

关及指示数据接收发送指示图六天线倒换模块显示图本地/遥控开关：当开关在本地位置时，遥控功能被禁止，本地功能起作用。当开关在本地/遥控位置时，本地、遥控功能均起作用。当检修或其他故障，出现错误动作时，能够及时停止误动作，使机器正常工作，不受微机控制，保证播出正常有序进行。主机开关及指示灯：按主机按键时，设备后面板插座输出220V交流电压，控制同轴开关使主机接入天线，相对应的红色指示灯亮，指示当前天线状态，同时断开220V交流电压输出。备机开关及指示灯：按备机按键，设备后面板插座输出220V交流电压，控制同轴开关使备机接入天线，当天线转到备机位置时，相对应的绿色指示灯亮，指示当前天线状态，同时断开220V交流电压输出。当操作人员确认连接无误后打开电源（电源开关“1”表示闭合，“0”表示断开），电源上方的红色指示灯亮，表示设备已处于工作状态。LX指示灯亮表示网线已连通。当设备在发送或接收数据时RX、TX指示灯间断性闪烁。在实现发射机定时自动开关机、自动运行、数据自动采集、远程遥控发射机的基础上，把发射机的数据的工作状态不但在发射机显示，而且集中在主控微机上