谈广播电视发射台远程监控系统设计

随着计算机技术和通信技术的发展，远程监控与数据采集系统逐渐受到了广泛关注。远程监控顾名思义就是通过控制系统实现对远距离终端的实时监测和控制。数据采集则是利用传感器技术、视频技术等对远距离终端进行作业参数的采集。远程监控系统与数据采集系统的耦合应用，是当前远程控制领域的一大热点，在石油勘探、电力安全监测和广播电视信号管理等方面，都进行了大量应用。远程监控系统在广播电视领域的应用需求旺盛，一方面是人民生活水平提高以后，广播电视的数量增多、分布范围更广泛，有线电视成为人民生活的一个基本组成部分，稳定的广播电视信号是保障人民文化生活需求的基本点，所以需要广播电视发射台能够高效、及时、准确的得到有效监控。另一方面，现代监控技术和数据采集技术的高速发展，使广播电视发射台的工作质量要求更高，仅仅依靠人工监控，达不到实时控制目的，还产生大量的人工成本，对工人技术要求也较高，因此，开发远程监控系统也是提升广播电视事业服务水平的内在需求。

1广播电视发射台远程监控系统需求分析

1.1设计目的

广播电视发射台是一个完整的局部工作系统，具有调频发射机、电视发射机等直接工作系统，还有供电系统、空调系统、室内环境监测系统等辅助工作系统。要保持广播电视发射台的正常运转，在工作性能方面要求发射台能够被远程控制启动、关闭，还能够实时向监控中心反馈调频参数和发射机参数等，供监控中心进行设备性能评估。在安全性能方面要求能够实现对发射台系统进行保卫安全和环境安全控制，在保卫安全方面要实现门禁系统远程控制，在环境安全控制方面，要求实现对室内温度、湿度、烟感等因素的控制。

1.2用户需求分析

广播电视发射台远程监控系统的最终要求是安全、可靠、稳定的实现广播电视信号发射，具体的用户需求分为管理需求和使用需求两个层次，管理需求主要针对广播电视台的内部工作需求，要求广播电视发射台的工作参数能够实时传输到控制大厅，供总部工作人员对反馈回来的音频、视频的质量进行评估，对广播电视节目进行传输、变换和调整，对远程广播电视发射台进行安全状况控制，对异常广播电视发射台进行及时的断电、关闭、故障预报警等。从使用需求层面看，主要是为现场维修人员提供故障参考依据，包括故障来源、故障表现、故障时间、故障发生频率等，将广播电视发射台的故障数据进行在线储存，有助于形成历史数据，科学的分析、评估广播电视发射台的工作稳定性，对其远程监测控制系统的优化升级提供必要的参考依据。

1.3系统功能需求分析

1.3.1发射机监控系统发射机监控系统在用户权限管理功能方面，需要根据管理人员的分工、角色、职能等不同，划分不同的用户登录权限，在本广播电视发射台监控系统中，将用户分为普通用户、一级用户、二级用户和最高用户四个种类，其中普通用户是最基本的用户，他们只具有浏览监控系统的职能，一级用户比普通用户多了对指定内容进行浏览和操作的职能，二级用户比一级用户多了对指定内容进行修改的职能，最高用户则具有监控系统的所有权限，他们可以向二级用户下达系统修改指令。权限管理功能中对用户权限的界定，主要通过用户角色划分实现，用户角色的划分是在用户账号开通时就设定好的，所以用于登录监控系统必须同时输入用户名和密码，当用户进入系统后，根据其权限的不同，自动进入权限限制模式。发射台监控系统的设备管理功能需要包括设备设置、设备添加/删除、设备参数设定等，广播电视发射台监控系统中包括调谐发射台和电视发射台，通过社保设置功能设定其型号，建立设备的电子档案，设备添加或删除主要是对监控系统硬件进行更改，通过添加/删除功能实现硬件的升级，设备参数设定主要是对一些常规参数进行设定，例如发射频率等，以实现设备功能的最大化利用。发射台监控系统的核心功能是数据采集功能，数据采集是否准确、采集系统能否稳定工作，直接关系到监控质量。广播电视发射台的监控系统采用“分布式”的控制结构，即每个数据采集控制器对应一部发射机，并且通过采集控制器实现对二者的数据连接，擦剂控制器需要对发射台的工作参数做出系统、全面、准确的采集，并且采用数字通信技术，将采集的数据与监控系统进行连接，实现数据擦剂和数据传输，使远程监控建立在安全的通信技术基础之上。1.3.2环境监控系统广播电视发射台的环境与其工作安全性和稳定性关系密切，室内的温度和湿度对监控系统的电缆疲劳寿命构成直接影响，湿度过大或者室内防水效果不佳，可能直接浸泡电缆，或则引发短路事故。环境因素导致的发射台故障通常不易被发现，特别是通信部件的老化，对这些潜在的隐患如果不能及时排除，可能造成重大的损失。环境监控系统充分利用温度传感器和湿度传感器，将采集的数据传输到监控系统中，并通过数字显示进行数据分析，监控系统可以利用蜂鸣器报警、预报警、报警停机等设置，实现对环境监控数据的最大化利用。

2广播电视发射台远程监控系统的设计

2.1系统设计原则

广播电视发射台远程监控系统的设计应该遵循可靠性、先进性、实时性、开放性、可扩展性和易操作性等原则。可靠性要求监控系统能够准确、全面的进行发射台的信息采集，并且将视频和音频数据高质量的传输到监控系统中，此外，对于环境数据的采集要求准确，并以数字形式显示。先进性要求系统的开发在数据库设计方面要具有通用性，便于今后对监控系统的升级，在硬件配置方面要以质量为首要选择因素。实时性要求监控系统能够对发射台数据进行实时采集，并对出现的故障及时报警。开放性要求系统的硬件配置具有良好的接口开放特征，便于与各种外设硬件进行连接。可扩展性要求系统的软件设计具有扩容功能，特别当广播电视发射台数量增多时，监控系统内相应的功能模块都要随之进行容量增加。易操作性是当前监控系统人性化设计的重要原则，在交互界面设计方面要注重人性化，方便各类级别的管理员都能够熟练学习、掌握和应用。

2.2系统总体结构

广播电视发射台远程监控系统的总体结构主要包括台内子系统、远程监控管理系统和远程数据通信三部分。总体结构的划分主要按照地理位置的不同进行的，其内子系统主要布置在发射台内部，用于对发射机的实际运行情况进行实时监控，还用于对发射台内的环境因素进行监控。远程监控管理系统的主要功能是总部管理，即管理员在总部对监控系统的管理员权限、故障报警参数等进行调整。远程数据通信系统是连接台内子系统和远程监控管理系统的数据桥梁，保障监控数据和管理指令能够舒畅到达目的地。

2.3系统功能模块设计

系统功能模块的设计以台内子系统设计为例（如图1所示），主要包括用户层、应用层和数据层，其中用户界面设计是用户层的主要内容，业务逻辑处理是应用层的主要内容，常规的业务逻辑处理主要包括权限认证、设备校时、设备自动化、设备管理、设备状态显示、空调监控、电力监控、门禁管理、圣光短信报警等。数据层的设计主要包括数据处理、数据存储、数据接口三个方面，数据处理主要包括从发射机的数据采集到日志数据汇总的全程设计，数据存储主要是数据在数据库中的存储设计，数据接口包括数据导入、数据查询、数据转换和数据备份等。

2.4系统数据库设计

广播电视发射台远程监控系统的数据库设计采用Mi-crosoftSQLServer2005数据库，这种数据库能够满足发射台分布式存在现状，这种多线程、并行式的数据库，能够提供完整的软件数据包，提供系统的安全性和完整性。远程监控系统设计的第一步是概念模型设计，其中权限认证功能的概念模型如图2所示，以权限认证为中心，对其余六项常规功能进行数据交互。设备管理功能的概念模型如图3所示，其数据交互类型与权限认证类似基于概念模型进行逻辑结构设计，因为概念模型采用ER结构，所以结构模型采用关系模型，利用DBMS的功能对ER结构转换，并对得到的初步逻辑模型进行修改，确定数据之间的依赖关系，获得准确的逻辑模型。

3结束语

广播电视发射台远程监控系统对提高远程管理水平具有重要作用，监控系统的需求分析的关键是功能需求分析，特别是对发射机和环境的监控管理。广播电视发射台远程监控系统的总体结构主要包括台内子系统、远程监控管理系统和远程数据通信三部分。数据库的设计核心是概念模型和逻辑模型的设计。通过远程监控系统的设计可以发现，广播电视发射台的远程监控系统的数据库设计直接关系到数据采集和数据通信传输的有效性，开发更加开放的数据库，有利于进一步提升远程监控系统的通用性。

作者：李利 单位：国家新闻出版广电总局