温州广播电视发射台基于物联网的远程监控系统应用与实践

【摘要】温州广播电视发射台根据各转播台实际运行管理情况，建成了基于物联网的远程监控系统，本文阐述了调频广播、中波及电视远程监控系统的应用与实践，并针对配套的环境安防监控系统、系统网络安全、智能值机结构进行了详细介绍。并对发射台数字化、网络化、自动化为一体的广播电视监管系统作了进一步的总结和探索。希望可以为广播电视发射台的远程监控提供一定的借鉴。

【关键词】物联网；远程监控；网络化

中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.18.014

温州广播电视发射台辖有1座中波转播发射台（九山转播台）和2座广播电视转播台（分别是华盖山电视转播台和莲花山转播台）以及各县市区转播台，随着广播电视事业的发展和台站自动化管理工作的需要，拟建位于华盖山转播台的基于物联网的远程监控系统，该系统技术先进、功能齐全、反应快捷，集数字化、网络化、自动化为一体。本文主要针对改造后的远程监控系统进行详细介绍。

1. 调频广播远程监控系统

1.1 改造升级内容

随着监控要求不断提高，需要接入的监测设备和控制设备也随之增多，监控系统的兼容性和灵活性显得尤为重要[1]。升级后，基于物联网框架搭建的广播发射系统智能监控平台能较好地解决这一问题，且新系统可以兼容原C/S架构下的发射机N+1自动倒换逻辑和控制设备。

通过服务器全面升级，采用机架式服务器替换原台式服务器，提高了系统的运行速度和稳定性。核心路由器改为多核5G路由器，提高传输速度，降低监控时延。68c71e4e5965397a718a2d5e223b7eea

1.2 监控平台整体架构

广播发射系统智能监控平台是基于物联网平台构架及云通信技术，面向广播发射系统、传输系统、音频监听系统等功能需求自主研发的智能监测监控软件平台。平台可以部署在公有云服务器或私有云服务器上；开放式系统结构，支持通信协议学习模式，所有设备可以灵活接入；平台提供丰富的数据存储、数据展示、统计分析和模型功能；平台采用“微服务”分布式开发架构，提供丰富规范的API功能接口，易于扩展[2]。

采用通信数据加密技术，保证数据安全传输；采用用户权限管理技术，支持不同用户不同权限的访问模式；系统采用统一用户认证服务：微信、APP、平台端使用统一的用户认证，支持多种终端访问，方便客户及维护人员，实时了解设备信息[3]。

莲花山监控系统结构如图1所示，县发射台监控系统结构图类似。

1.3 系统功能介绍

（1）实时监测：实时查看发射台站中所有设备的工作状态和配置参数；实时监测无线信号发射效果；FM解调音频节目实时回传监听；

（2）报警提示：根据设备工作状态分析报警条件，并提示相关报警状态；

（3）音频监听：对台站的FM接收节目或回传的音频节目码流，实时监听，并生成录音文件保存至服务器，用于历史音频回放；

（4）数据分析：历史数据和音频查询与检索，历史数据回放，录音文件故障

（5）值班操作管理：提供操作记录、维护记录、值班记录及相关管理功能；

（6）多用户管理：支持多客户端同时登录，服务器提供用户管理功能

2. 中波与电视远程监控系统

2.1 远程监控系统功能

实现对莲花山发射台两套的地面数字电视发射机、三套模拟电视发射机（如有备机含主备机倒换）、华盖山两套地面数字电视发射机和九山两套中波发射机的远程控制。

远程监控中心实现对各发射台采集的电力环境状况等集中监测、监看、异常报警、记录等。

2.2 系统结构

架构的核心是三台核心汇聚交换机，通过三台汇聚交换机实现三个站点所有设备的链接。各站点通信交换机和数据交换机负责将本站点的设备实时数据整合打包传输到汇聚交换机，总控中心通过三台汇聚交换机的数据汇聚，可检测三个站点的所有设备的工作状态。能够远程控制设开关机、主备倒换实现远程监测和控制[4]。

2.3 系统监控

（1）发射机监测

利用发射机的通信协议，对发射机进行数据采集，对监测的参数可单独进行报警门限、延时时间设置，当任何一个参数出现故障时，可进行声光报警的提示，对出现的报警可进行数据存储。

发射机参数采集控制采用“分布式”的控制结构，即每一个频点发射机对应一套采集控制器，采集控制器可以脱离计算机系统独立工作，并且整个发射机监控系统不对发射机的正常工作产生任何干扰[4]。各频点采集控制器相互之间无任何依赖关系。

系统实现无人值守，可按照预设的时间和门限自动进行开关机，自动倒备流程，具有远程控制功能。

（2）节目监测

将原有的节目监测系统连接进入这次的新系统，在监控中心的大屏上接入原有节目监控多画面。并新增设计对莲花山2个频点地面数字电视（有1个频点中央台、自办台、省台复用）和三套模拟电视的主备信源、信号传输各节点、开路空收信号进行实时多画面监看监测和异常报警。地面数字电视可实现只监测其中一套节目情况下，如其他套节目出现故障，也能具备异常报警功能。

（3）节传设备状态监控

采集或解析信号节传设备（包括SDI切换器、码流切换器、视音频切换器等设备）根据提供的协议进行管理，可以实时查看各节点工作状态，根据需求对节传设备按照控制命令实现远程监测及遥控操作。在发生故障时，通过节点监测，可以帮助维修人员快速定位故障节点，提高工作效率，缩短维护时间。

（4）信号监测

本次信号监测系统是全路径监测。信号传输过程的每个节点，都设置了监测点。监测点包括信源监测、信源切换器输出监测、分配器信号监测、发射机信号监测和空收监测。

2.4 中波发射台改造

2.4.1 中波监控通信模转数

设备信源数据采集模块还是模拟信号，与现在数字化控制的系统不匹配。只能进行数字化改造，改造内容包括：信源数字化、发射机数据数字化、自动化控制和动力环境监测。

信号源数字化改造，需要将原有模拟信号传输线路梳理清晰。将两路模拟信号分别一分为二，一路模拟信号依旧输入发射机，发射机能正常播放节目。另外一路通过模拟数字转换器，将原模拟信号转化为数字信号，经过交换机等设备，将数据输入到监控服务器[5]。

发射机数据数字化，需要直接从发射机内部采集数据，传输到服务器，通过监控系统实现远程监控。

2.4.2 可靠性监测控制

中波发射机无通信口，通过数据采集技术方案对发射机进行数据采集和控制，当任何一个参数出现故障时，可进行声光报警的提示，对出现的报警可进行数据存储。

本地台站所有发射机的工作状态、运行参数、开关机、主备机倒换等进行集中远程监测、监控、数据记录和抄表、报表、故障报警与处理，所有数据通过光缆专线传输至远程监控中心进行远程操作。

发射机参数采集控制采用“分布式”的控制结构，即每一个频点发射机对应一套采集控制器，采集控制器可以脱离计算机系统独立工作，并且整个发射机监控系统不对发射机的正常工作产生任何干扰。

各频点采集控制器相互之间无任何依赖关系，某一个采集控制器出现故障，不影响整个系统的运转。

系统实现无人值守，可按照预设的时间和门限自动进行开关机，自动倒备流程，并具有远程控制功能。

3. 环境安防监控系统

发射站监控系统覆盖三个发射站点。每个站点都有独立的刻录机。通过光缆链接三个站点刻录机，总控室可通过内网调取三个站点所有摄像头监控画面，在大屏同时展示。监控系统具备智能巡逻，智能侦测报警，区域报警等多种防控功能。监控系统无外网接入，采用局域网连接，在全面智能监控的同时保证了网络安全。安防设备监控如图2所示。

4. 系统网络安全

4.1 监控系统网络结构

温州广播电视监控系统，采用“211”网络拓扑结构。即“2个网络（局域网+外网），1个中心，1个出口”。

“2个网络”：温州广播监测系统大体上由2个网络组成。一是局域网：莲花山发射台、华盖山发射台、九山发射台、广电大楼这4个点，通过光缆连接成局域网，温州广播电视监控系统的局域网为环路局域网，在通信可靠性上能得到较好的保障。二是外网接入：外网接入主要是县里的发射台设备接入系统。因为各县距离控制中心比较远，铺设专缆难度较大，所以只能采用外网接入的方式进入监控系统。

“1个中心”：温州广播电视监控系统，采用多个监控站点和一个总控中心构成。既能汇总监控，又能独立控制，最大程度上保证操作系统的安全性。

“1个出口”：由于距离问题，控制中心只能通过外网对各县发射台设备进行数据采集和远程控制。为了最大程度地保障网络安全，将广电大楼作为局域网和外网的唯一出口。

依托广电大楼现有防火墙有两大好处：一是方便统一规范化管理。二是降低系统安防成本，无需再另外采购设备建设防火墙，减少了设备采购成本和人工维护成本。在防火墙防护的基础上，为保证网络结构的安全性，减少网络攻击，开放端口均选用非公开标准定义的端口。

4.2 网络业务安全

发射台网络业务安全主要分为以下几点：

（1）服务器对外提供的服务，采用私有加密通信协议或统一封装成HTTPS协议。

（2）温州广播电视监控系统，监控设备数量众多，所以监控设备与服务器间数据通信全部在加密链路上采用私有协议进行通信，绝对禁止明文数据传输。

（3）温州广播电视监控系统是基于HTTPS开发的系统，值班和维护人员通过HTTPS访问系统。

（4）所有服务器采用Linux操作系统，减少病毒传播的可能性。

（5）服务器防火墙内置智能感知引擎进行病毒监测，对经过防火墙的文件进行病毒检测。

（6）服务器各业务端口开启恶意攻击识别与黑名单防护：针对重复多次的失败请求、短时大流量的请求进行识别监测，并加入黑名单拒绝下次请求。

5. 智能值机结构

随着广播电视事业的发展和台站自动化管理工作的需要，提高台站安全播出保障措施、水平，同时减轻机房值班人员工作强度、交接班工作管理，温州广播电视台根据目前各发射台站实际运行管理情况，规划完善各台站自动化监控系统，通过建立发射台电视远程监控中心，将所属发射台站规划设计运用现代计算机网络技术、电子监测技术等先进技术，建设成“有人留守、远程值机”工作管理模式的发射机房。

智能值机结构由莲花山发射部、九山发射部和华盖山发射部组成。目前位于华盖山发射台的远程监控中心与所属发射台站间自建光纤数字网络，用以实现监控中心与各发射台之间的可靠、高速、高效监测监控数据、节目数据流传输。

6. 创新点

①实现电力、环境参数和状态信号的数据采集、告警输出和自动处理功能的嵌入式一体化电力、环境集中监控智能管理系统。②光纤“1+1”微波“1+1”4路音频信源通过E1实现自动切换的信源保障系统。③可兼容原C/S架构系统的物联网B/S架构监控系统。④通过远程控制中心与所属发射台站间自建光纤数字网络，可靠、高效、高速监测监控数据和节目数据流传输的数据智能处理系统。

7. 结束语

结合远程监控中心、华盖山发射台、莲花山发射台、九山中波发射台运维的实际情况，该系统以物联网为基础，并针对远程监控中心、华盖山发射台、莲花山发射台、九山中波发射台建立了一套完善的监测报警机制，该系统大大提高了台站技术管理水平，降低了工作人员劳动强度，为台站安全播出、提升节目播出质量，提供了有力保障。

参考文献：

[1]倪瀚飙.基于数据融合的广播电视发射台运维管理系统设计[J].广播与电视技术，2023，50（10）：87-91.

[2]陈小珊.浅析调频发射台监控系统的建设与运行[J].广播与电视技术，2013，40（11）：143-146.

[3]郭净.论计算机技术在广播电视发射监控中的应用[J].数字技术与应用，2016（05）：106

[4]吴鹏飞.广播电视无线发射移动监测优化方案[J].数字传媒研究，2023，40（09）：44-47.

[5]晓捷.视频巡检系统在广播电视发射台的应用[J].数字传媒研究，2023，40（12）：44-46.