智能远程监控多品牌调频发射机的成功探索

郭宏伟 梁伟志

（作者单位：佛山人民广播电台）

智能远程监控多品牌调频发射机的成功探索

郭宏伟 梁伟志

（作者单位：佛山人民广播电台）

佛山人民广播电台拥有六套调频立体声广播节目，发射站点（主、备）共有6个，其中有5个在山上。南方的天气，雷雨、潮湿和高温的时间较长，市电中断、空调系统故障或发射机模块受潮损坏等时有发生，切换备用发射点是常有的事。2015年11月，佛山电台建成了这个远程监控6个站点发射机的智能系统。经过10个月的运行达到了预期目标，赢得了同行好评。下一步，是要继续提高智能化程度。

多品牌调频发射机；智能化；远程监控

1 系统规划

系统主要功能为：对分散在6个不同区域发射机的技术指标（发射功率、反射功率、电压和电流等）实时记录、查询和报警；技术人员可以在总控中心机房，远程操控发射机开机、关机；远程监视发射机周边环境；自动报警及短信通知。

佛山电台使用的固态调频发射机，有美国的HARRIS，意大利的EKA等品牌。这就要求，必须达到兼容、统一、可靠、通用且性价比高。通过反复比对，发现意大利EKA公司的RCU单元（Remote Control Unit）比较有特色。RCU单元几乎可以支持目前大部分的信号通讯方式，用在本系统上比较简便可行。另外，能辅助光纤传输视频信号，可以将发射机房中环境影像远程传送到控制中心。

2 系统概况

2.1 总体框图

系统的核心是Client/Server模式的信息管理系统（MIS），各个子系统之间用10/100 M的以太网连接。整套网络由发射机控制器、数据终端、数据服务器组成（如图1所示）。网络的形式是局域网，和外界几乎没有数据交换，所以安全性和可靠性上有保障。抗干扰能力强、传输速度快也是本系统的优点。

2.2 系统组成

2.2.1 发射机模/数转换器

反映发射机状态的模拟量，需要经过模数转换器进行采样转换成数字信号，打包形成RS232串行数据通信协议，传送到数据服务器；同时，来自于数据服务器的控制指令也要通过转换器传送给发射机，从而实现对发射机的远程监视和操控。

2.2.2 调频发射机运行参数、监控信号的获取

实现对调频发射机远程跟踪监控，就必须能在异地获取到目标发射机工作状态的各种信号。直接的获取信号，是最简单、方便做法。改动发射原来的电路，是万不得已的做法。

本系统读取的调频发射机监控信号主要有3类：运行参数、状态参数和报警指示及控制输出。其中最主要的有输出功率、反射功率、功放管的电压和电流等。这些参数在大部分近期生产的发射机，都可以直接从发射机控制单元后面的并行遥控插口取得。例如，美国的HARRIS和意大利的EKA发射机，其控制单元都带有25针的遥控接口。另外，在调频发射机的控制面板上有多种指示灯，其工作状态及报警保护都通过这些指示灯来指示。可以将光隔离器与指示灯并联来获取相应的信号。

2.2.3 控制输出

新型的调频发射机，厂家在设计生产时已经考虑了遥控的功能。所以将机

开、关机等控制点及各种工作状态等都引到专门的插座上，让用户根据自己的需要通过插头向外延伸。有了这些控制点，控制调频发射机开机、关机，调节发射功率就比较容易实现。

2.2.4 远程监控模块

在服务器、数据采集器等终端上，分别安装相应子系统软件，构成智能化管理系统的软件平台。包括数据服务器管理子系统、数据采集子系统程序、终端监控程序子系统。（见图2）

系统的监控界面清晰明了，移动鼠标点击菜单就可以轻松地实现各种功能。非常直观、形象的通过PC机，对多个外地发射点的发射设备实现监测和控制。

为了防止人为的误操作，软件设定了密码验证，只有输入正确的密码以后，才能够远程操控发射设备开机、关机、升降功率或改变频率等。如果没有密码权限，只能浏览设备参数。图3是监控软件的界面。

图2 智能化管理系统图

图3 监控软件的界面图

2.2.5 视频监测系统

发射机的工作环境和工作状况，用红外功能高清摄像头摄取视频信号，通过光机和光缆传送到控制中心的PC机上。昼夜都能看清。

2.2.6 数据库服务器

数据库服务器对数据采集系统采送来的数据进行分析、处理，并存储。

2.2.7 监控终端

监控终端，调取数据库服务器中的数据，对发射机进行远程监视。也可对发射机进行远程控制。终端监控系统由主界面和多个子界面组成。

2.2.8 系统软件

所有PC机均采用WINDOWS7操作系统；数据采用Microsoft SQL Server2000。

2.2.9 系统硬件

用6K的RAM和256K的ROM两种控制芯片，方便进行升级。

3 系统特点

3.1 实时监测和控制发射机

系统一旦投入运行，数据采集器就会把各个发射机的各项参数源源不断的发回来，可以做到对各发射机的实时巡检。同时，各发射机的环境参数、供电指标参数也汇总在一起，给值班人员迅速判断和及时排除故障，提供了参考依据。控制指令也通过链路顺利传送到目标发射机，实现对设备的远程控制。

3.2 数据的存储和查询

定时记录：系统会根据预先设定时间间隔，重复记录发射机的支行状态参数。事件记录：随时记录发射机动态记事件。如开机、关机、功率调整等。故障记录：跟踪显示发射机故障时的状态量参数的变化。

以上所有数据都存储在数据库中。系统自动生成：故障、检修等记录；数据服务器中的历史数据，可以依据访问者的权限进行查询浏览。

3.3 实时监视发射机的工作环境如积水、温度变化、潮湿等。

4 系统关键

4.1 监控模块

市场上能采购到的计算机通信接口的监控模块，但大都很难完全符合调频发射机监控的要求。所以用意大利EKA公司推出的RCU远程控制单元为核心，研发了一套适用于调频发射机的自动监控系统。监控模块主要有以下功能：一是8个RS485接口，可实现对8台EKA发射机参数读取和指令传送；二是三路模拟输入，可监测发射机输出功率、反射功率、电源电压和电流等；三是四个数字输入，读取发射机工作状态和音频链路、门禁开关和同轴开关等；四是四个数字输出用来操控发射机工作状态；五是微处理器控制；带有硬件看门狗电路，能确保意外死机时系统能自动恢复；六是总线型结构，方便以后升级改造。

模拟输入首先通过一个多通道的切换器选择，然后送到12 bit模/数转换器，产生数字信号。逻辑控制单元根据检测的数据发出相应的指令。其逻辑结构如图4所示。

4.2 计算机通信接口

新型的调频发射机都带有计算机COM接口，但不同品牌的发射机的监控软件均无法兼容。要用一套系统对不同品牌的多台发射机进行统一监控，就必须对原有每台调频发射机进行改造，在不影响其正常工作的前提下，对各自的控制和保护部分加装模/数输入、输出转

换接口电路。主要措施有：采样保持，保持输入端电压稳定，减小A/D转换误差；系统采样频率，A/D转换时间和采保跟踪时间之和决定了系统采集频率。

图4 逻辑控制结构

图5 控制中心值班电脑界面

图6 报警界面图

4.3 消除电磁干扰

发射机本身就产生电磁辐射，外加周围环境里电磁干扰，使发射机周围的电磁环境非常复杂。这就给外加的信号转换部分的正常工作带来了困难。干扰可能影响系统信号准确性，更为严重的可能影响控制精准度，甚至于造成现场监控终端设备内部数据丢失、导致误动作，后果可能很严重。所以必须将各种干扰尽可能的考虑到，以便采取相应的抗干扰措施。使设备能在复杂的电磁环境中正常工作。

采集终端模块的运算软件采用相关的处理算法，通过软件滤波、剔除误值等算法来提高系统的抗干扰能力，保证采集到的数据能准确反映发射机运行状态。这些抗干扰措施主要有：利用屏蔽技术减少电磁干扰，对关键部位屏蔽，主要线路采用屏蔽线；利用接地技术消除电磁干扰，保持各个部分接地良好；利用滤波技术降低电磁干扰，线路采用滤波器。

5 工作过程

图5的控制中心值班电脑界面中，共有16个小窗口，分别实时显示本台6个站点16台发射机的运行情况。其中有6台在运行，其余是备机。备机中既有全能机，即所有机的备机；又有相匹配的备机；还有同地或异地的备机。使得各个发射点间，实现异地多重备份。安全播出有了充分保障。

图6为报警界面，当某台发射机工作异常时，报警对话框就弹出，同时警报声音响起。提醒值班员关注相关事项，并且采取相关措施。

6 结语

对多品牌固态发射机实现智能远程监控，佛山电台作了大胆的探索，且取得可喜的成果。2015年7月，在其中一个发射点安装了这套远程监控系统。在取得经验后，至2015年11月，在所有发射点安装了该系统。系统正式投入运行后，各地发射机的开机、关机均集中控制中心进行统一调度，各发射点实现无缝衔接，杜绝了停播现象，最大限度地保障了安全播出。下一步，需要继续提高智能化程度。