数字电视自动化监控系统的构建

摘 要：文章对数字电视自动化监控系统提出了设计方案，该系统用于数字电视发射台发射机的安全播出和自动化改造，实现了对发射机的实时监测和控制。文章围绕功能需求，重点介绍在此基础上设计的地面数字电视播出系统的关键技术、硬件结构。文章所介绍的新技术和构建方案可以为各大发射台站提供参考。

关键词：数字电视；自动化；TCP/IP协议；实时监控

随着地面数字电视技术的普及与推广，我国将全面的构建地面数字电视广播网，各地将广泛采用越来越多的地面数字电视发射机。为了确保整个地面数字电视广播网络的稳定性和安全性，必须构建一个数字电视自动化监控系统，对所有的地面数字电视发射机实现实时、有效地管理。

在过去的工作中，值班人员对发射机进行监控，需要定时在发射机房内通过巡机来检查发射机的工作状态，对发射机进行操作时需要在机房内对发射机的控制面板手动操作。为了进一步提高系统工作效率，必须要有一套自动化远程控制和监测发射机的系统，替代传统的人力手动操作。

目前，国内包括地面数字电视发射机监控系统在内的广播电视发射机监控系统还不够完善，主要存在以下问题：第一，各发射台站的地面数字电视发射机型号各异，各类型号的发射机硬件接口各不相同，相互之间又难以兼容，很难实现统一监控。第二，大多数发射台站发射机监控系统是专门为过去模拟电视广播发射机设计使用的，无法实现对新一代数字电视广播发射机的监控，并且监控系统的自动化程度比较低，无法满足现在的需求。

1 数字电视自动化监控系统需求及目标

为了克服上述问题并提高节目播出的可靠性，地面数字电视播出系统必须是一套集自动开关机、节目监控、功率告警、故障设备自动监测和切换于一体的自动化监控系统。该系统详细需求如下：（1）实时接收显示发射机的状态信息，可随时查询处理接收到的相关监测数据。（2）实时的声光报警系统，可以根据不同的突发状况，自设定报警提示值班人员。（3）系统应具有完善的安全防范措施，有记录操作任务的功能，能对发射机状态变化进行查询、统计。

2 数字电视自动化监控系统方案设计

基于上述需求及目标，我们通过采用统一数据传输协议设计了一种地面数字电视自动化监控系统，同时保证了该系统的通用性和未来的可扩展性。目前，TCP/IP是一种应用成熟的双向通信协议，而且基于此协议的各种应用设备和技术可供选择的很多，最终我们选择TCP/IP协议作为我们设计数字电视自动化系统的核心协议。

基于TCP/IP协议的数字电视自动化监控系统结构如图1所示。由图1可知：我们首先通过接口协议转换器将不同的硬件协议接口统一转换为支持TCP/IP协议的以太网接口，然后通过基于TCP/IP协议开发的软件实现对所有发射机统一的监控，在一个监控终端下实现对多个不同类型的地面数字电视广播发射机的集中控制，并最终形成高集成度的自动化监控系统。

3 数字电视自动化监控系统组成

发射机监控系统是发射机日常工作中的核心系统。它必须具备实时监测发射机各部件工作状态，数据指标，具备简单的远程操作功能，可以自动或者手动的开关机，切换主备机，切换主备信号源，切换发射机主备激励器，调节输出功率，对故障状态可以有效报警和记录等。由图1可知，基于TCP/IP协议的地面数字电视自动化监控系统主要包括：被监控的数字电视发射机、监控接口、接口协议转换器、网络交换机和监控终端等。

3.1 被监控设备

发射机是地面数字电视自动化监控系统的主要监控对象。通常情况下，地面数字电视发射机和远程监控终端是通过相应的监控接口来通信的，双方实时传输监控数据。

3.2 接口协议转换器

地面数字电视自动化监控系统的目标是通过统一的监控终端实现对所有发射机的监控。可是监控终端的接口有限，通常还采用了不同的网络交换协议，很难保证通讯接口能够直接连接所有发射机。为此我们在地面数字电视自动化监控系统的设计过程中利用接口协议转换器将不同的硬件协议接口统一转换为支持TCP/IP协议的以太网接口。

3.3 网络交换机

地面数字电视自动化监控系统采用了TCP/IP协议，该系统把以太网集线器作为整个远程监控系统的网络交换机，这样就可以方便地把监控终端与各发射机连接起来，同时实现了远程监控系统的可扩展性。

3.4 监控终端

为了提高系统的兼容性、便利性，通常采用计算机或服务器作为地面数字电视自动化监控系统的监控终端。工程技术人员通过监控终端观察分析系统反馈的发射机状态信息，随时掌握发射机工作情况，及时应对各种突发状况，并且可以通过监控终端对地面数字电视系统进行远程控制。

数字电视发射系统硬件结构复杂，设备型号繁多，不同通讯协议的指令、数据很难兼容，为此首先需要通过集成监控系统软件解析各种通信协议，将各种不同的数据传输协议重新包装在TCP/IP协议之上，这个过程又叫作协议包装，从而把不同发射机的监控数据统一用以太网网络进行传输。

当今数字电视发射机本身都具备遥控遥测接口，用于远程或本地模式下对发射机工作模式进行设置、控制、实时状态监测。通过网络，操作人员可以实时监测发射设备的工作状态，通过接收到的功率、驻波比、反射功率、工作温度等数据判断设备运行情况，并可以设计参数报警门限；可以访问设备的控制器来远程操作发射机，发出开关机、复位、切换等指令；可以访问记录数据，掌握发射机故障信息，操作日志，自动抄表等。

此外，为了保障地面数字电视自动化监控系统的可扩展性，可以预留一些可扩展的协议实现接口。当需要接入新的发射机时，通过监控系统软件的扩展接口解析新的通信协议，就可以实现对新接入的发射机进行监控。该系统的投入使用将以往以人为主的监听监测管理方式转变为以技术为主，以人为辅，人机结合的方式，极大地提高了安全播出保障能力，同时也增强了值班过程中应对电视节目出现停播等突发事件的能力，确保了安全播出，不断地把安全播出工作推向前进。

该系统通过对发射机的实时监控，极大地提高了发射台工作效率，同时也增强了工作中应对发射机故障等突发事件的应急处理能力，确保了安全播出。该系统可以供各个发射台站借鉴。

参考文献

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作者简介：赵如一（1987-），男，北京人，助理工程师，工程硕士，研究方向：省部级科技论文。