基于HTTP和SNMP协议调频发射机监控软件的设计与应用

王翔宇 谭 娟 江苏省广播电视总台发射传输台

基于HTTP和SNMP协议调频发射机监控软件的设计与应用

王翔宇 谭 娟 江苏省广播电视总台发射传输台

随着事业建设的发展和新型调频发射机的安装使用，监控系统也需要进行重新研发，以服务于安全播出和日常维护工作。本文介绍了一种根据新型发射机接口通讯的特点，并创新性地结合HTTP协议和SNMP协议进行设计研发的调频发射机监控软件。

HTTP和SNMP协议 调频发射机 智能化运行管理

一、前言

调频发射机监控系统是发射传输台智能化管理系统的重要组成部分。随着江苏省广播电视总台事业建设的发展，新型发射机的安装使用，调频发射机监控系统也必然要进行重新研发，以服务于安全播出和日常维护工作。

HARRIS FAX系列发射机是原HARRIS Z系列发射机的升级换代产品，硬件构造和接口协议均有不同。其中，HARRIS Z系列发射机采用RS232串口通讯，HARRIS FAX系列发射机采用RJ45网口通讯。因此，需要根据新发射机的特性和工作需求，重新进行调频发射机监控软件的研发。研发服务于调频发射机构成的N+1发射系统的智能化运行管理，实现在任一终端对发射机实施实时监视、远程控制、故障处理、数据管理等多项功能，全面保障广播电视节目的安全优质播出。

二、设计原则

1.实时监视

能实时监视发射系统的全面运行状况，可实时巡检、显示发射机的所有主要参数。在发射机出现故障或主要参数异常和量值超门限时，能自动启动声音报警系统并在界面上以警告色显示故障发射机和故障部位。

2.智能控制

能在遥控状态下自动对发射机进行控制。如定时开关机，在故障时自动进行应急处理，自动倒换+1备机播出。

3.数据管理

动态记录发射机的事件，故障、系统状态等变化。能将数据存储在数据库中并常驻于服务器，提供开放性的实时数据和历史数据调阅、管理。

三、软件设计和功能实现

创新性地结合HTTP协议和SNMP协议进行设计研发，相比较发射机自带的单一图形界面监控软件，功能上完全满足自我定制需求。

通过网络连接发射机、交换机、计算机等硬件设备，基于HTTP和SNMP协议，完成对被监控对象信息的收集和协议的转换，为软件提供数据支撑和运行平台，最终构成一个全网络化的调频发射机监控系统。

通过对信息数据的处理，一方面为数据的呈现提供一个符合用户视觉感知和操作习惯的人机界面，另一方面将数据进行存储记录，为查询分析和进一步的数据挖掘创造条件。此外，监控终端实时显示设备状态，具备在遥控状态下自动对发射机进行控制的能力。

1.计算机网络结构

计算机网络由串口服务器、数据采集工控机、数据服务工控机和监控终端组成星型拓扑结构。计算机网络结构图见图1。

图1 计算机网络结构图

2.软件设计

软件设计结合HTTP协议和SNMP协议设计研发。软件运行于Microsoft Windows XP操作系统，以Visual Studio 2010为集成开发环境，用C#语言编写。

图2 HTTP协议发射机状态显示图

系统以Client/Server方式运行,采集界面和客户端使用Windows Form显示框架呈现用户界面。软件界面简洁直观，用户操作友好、方便，利于快速定位故障，具备在遥控状态下自动对发射机进行控制的能力。

2.1 HTTP和SNMP协议

（1）HTTP协议

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。

利用HTTP协议可以获取到详细的发射机参数，但不能对发射机进行“开机”、“关机”、“自动倒机”等远程控制操作，不满足软件设计要求。

利用HTTP协议，可获取发射机功率、电压、电流、温度等全面、丰富的运行状态数据。

（2）SNMP协议

图3 SNMP的网络管理模型

简单网络管理协议（SNMP），由一组网络管理的标准组成，包含一个应用层协议（application layer protocol）、数据库模型（database schema）和一组资源对象。该协议能够支持网络管理系统，用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况。该协议是互联网工程工作小组（IETF，Internet Engineering Task Force）定义的internet协议簇的一部分。SNMP的目标是管理互联网Internet上众多厂家生产的软硬件平台。

SNMP的网络管理模型包括以下关键元素：管理站、代理者、管理信息库、网络管理协议。SNMP的网络管理模型见图3。

图4 SNMP参数表

图5 软件流程图

根据厂家提供的MIB包、OID号，利用mibbrowser，查看设备参数，SNMP参数表图4。

相比较HTTP协议，利用SNMP协议，不能进行精细数据的读取，获取到的数据量小。

3.结合HTTP和SNMP协议设计研发软件

结合HTTP和SNMP协议设计研发，克服了发射机自带监控软件存在的界面化、系统只能显示单一设备、融合性差等问题，功能上完全满足自我定制需求。

监控软件完成设备运行数据和状态的采集与网络传输，并能够实现用户对设备的操作控制。充分利用SNMP协议和HTTP协议的各自特点，通过SNMP协议实现系统运行状态和设备控制模块，通过HTTP协议实现设备实时参数监测模块，图形界面采用WinForm实现。整个系统在面向对象的语言开发环境中完成，易于扩展与移植。

软件系统工作流程如图5所示。加载监测系统软件后，首先完成系统初始化功能，包括底层通信初始化，为实时监测做好充分准备。设备初始化完毕后进入系统的工作层，根据人机接口，完成用户选择的不同功能。不同功能的完成需要通信、控制等模块相互协作。用户发出退出指令后，软件停止运行，卸载各个模块的占用内存，结束监测系统的工作。不同模块从不同的角度实现系统工作，整个系统的各个功能形成交互的一个整体。

图6 数据采集界面

四、软件功能与界面

根据系统的网络结构和软件构架，软件分为数据采集服务软件和客户端软件。

1.数据采集服务软件

数据采集服务软件以数据采集、处理、分析、协议转换为后台运行的主要功能，在界面上用各个监测对象的通讯状态显示给用户，反映各个设备监测链路是否正常工作。界面以绿色表示通讯正常，灰色示意通讯中断。

2.客户端软件

作为监控系统的重要组成部分，客户端软件界面是系统功能实现的外在表现形式。一个布局合理、设计科学、符合用户业务流程和操作习惯、具有良好交互性的界面可以充分发挥监控的内在功能。

当调频发射机监控系统出现异常状态时，值班人员应在最短时间内，从终端计算机软件界面上定位故障节点，同时获取相关信息，为下一步应急处理缩短判断时间。

图7 客户端软件主界面

四、结束语

经过四个月的设计、研发和调试，基于HTTP和SNMP协议研发的调频发射机监控软件正式启用，服务于调频发射机构成的N+1发射系统的智能化运行管理。

根据实际工作的需求，监控软件从方案制定、软件设计、程序编写到界面设计均由台内员工通过自主创新完成。经过全面的仿真测试，监控软件达到了预期的要求，实现了设计时要求达到的所有功能，使得江苏省广播电视总台发射传输台调频广播播出保障系统的整体安全性、可靠性上了一个新台阶。