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一、 前 言:
　　隨著衛(wèi)星廣播電視事業(yè)的迅猛發(fā)展，*及省級電視臺節(jié)目都采用了衛(wèi)星傳送。相當一部分地球站地處市郊，設備眾多，自成系統(tǒng)。節(jié)目從傳輸?shù)角袚Q、小信號處理、高功放放大、天線發(fā)送、下行接收以及配電，需要監(jiān)視控制的環(huán)節(jié)很多。為了保證安全播出，提高工作效率，使設備的管理自動化、科學化，針對地球站的特點，我們研制了廣播電視地球站微機管理控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由微機實時監(jiān)控系統(tǒng)和行政管理系統(tǒng)兩部分組成。其中微機實時監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視控制地球站設備運行，行政管理系統(tǒng)用于行政管理、辦公自動化。 我們研制的微機實時監(jiān)控系統(tǒng)，功能齊全。可以實現(xiàn)無信號的報警和記錄,信號的自動切換，設備的故障報警和故障分析，設備的自動倒換，運行數(shù)據(jù)記錄，遠程微波機房的遙測遙控等等。出現(xiàn)運行故障時，可自動通過BP機提示值班員。該系統(tǒng)支持網絡運行，經過聯(lián)網，可以使設備的管理、數(shù)據(jù)的傳輸網絡化，使網絡上的用戶能及時的了解,必要時并能控制設備的運行情況，確保安全、播出。在行政管理系統(tǒng)，根據(jù)需要建立相應的管理數(shù)據(jù)庫及辦公文檔資料，自動生成各種報表，通過光纖與臺內辦公網絡遠程連接，實現(xiàn)信息的傳輸和資源的共享。行政管理系統(tǒng)的服務器與互聯(lián)網相連，還可實現(xiàn)站內微機的上網，并能通過互聯(lián)網，使用瀏覽器實時監(jiān)視設備的運行。
　　二、 系統(tǒng)的構成:
　　地球站微機管理控制系統(tǒng)由監(jiān)控域、管理域兩部分構成。如圖1所示，監(jiān)控域位于機房內，由值班機、事務處理機和集線器1組成。值班機采用研華（ADVANTECH）公司的工業(yè)級AWS-825PB-T一體化工作站，該工作站配有15寸彩色CRT顯示器，前面板帶有59個按鍵，機器內有7個PCI/ISA總線插槽。主板為研華PCA-6159L，CPU為奔騰200，內存64M，硬盤4G。工作站顯示器裝有觸摸屏，配合前面板按鍵，值班人員不用外接鍵盤、鼠標，就可完成值班操作。事務處理機選用研華IPC-610工業(yè)PC, 內有14個ISA/PCI插槽，CPU為PII450,內存128M，硬盤4G。
　　值班機和事務機都裝有網卡NE2000，網卡與集線器1按星形連接，集線器1采用D-LINK公司的DE-809TC，傳輸速率為10Mbps。值班機、事務機和集線器1構成微機實時監(jiān)控網絡：監(jiān)控域。事務處理機設于設備機房內，作為監(jiān)控系統(tǒng)的主機，連接前端的數(shù)據(jù)采集控制模塊，進行實時的設備監(jiān)視和控制，記錄運行數(shù)據(jù)和故障，支持網絡上的微機進行遠程監(jiān)控。值班機放置在監(jiān)控臺上，作為事務處理機的一個遠程節(jié)點，用于值班員進行設備的實時監(jiān)視，故障報警，設備的控制導換。值班機和事務機內裝組態(tài)控制軟件FIX6.15和使用FIX6.15開發(fā)的系統(tǒng)，F(xiàn)IX6.15軟件是32位的程序，功能強大，支持網絡運行，*可以滿足廣播電視地球站的監(jiān)控要求。
　　管理域由七*公微機構成一個辦公網絡，其中主控室放置一臺服務器，采用Inter N440BX服務器主板，雙Pentium II 400MH處理器，內存256M，雙8.4G硬盤，內裝WINDOWS NT 4.0 SERVER。集線器2的傳輸速率為100Mbps，集線器1和2相連，就可以連接管理域和監(jiān)控域。通過聯(lián)網，網絡上的微機能夠隨時監(jiān)視系統(tǒng)設備的運行狀況，查看運行數(shù)據(jù)。
　　三、 系統(tǒng)主要功能特點介紹：
　　3.1系統(tǒng)主要功能
　　1. 配電電源監(jiān)測：a.外電電源數(shù)值及表頭顯示。b.外電停電、缺相或電壓過低報警。c.主用外電指示或發(fā)電機工作指示。d.UPS工作狀態(tài)指示。
　　2. 微波機房18樓遠程監(jiān)控，可以實現(xiàn)：a. 微波設備運行狀態(tài)實時顯示。b. 遙控開關1、2號整流配電盤。c. 星期二定時進行圖文與電視信號的切換。d. 每天定時開關微波機房的照明燈，為攝像監(jiān)視提供照明。
　　3. 傳輸機房設備監(jiān)測：監(jiān)測光端機、微波設備運行狀態(tài)。出現(xiàn)故障時，顯示故障的單元。
　　4. 信號的監(jiān)視和切換：實時多路廣播、電視信號動態(tài)指示和故障告警，可以同時監(jiān)視五路電視信號源、四路廣播信號源、兩路電視上行信號，兩路廣播下行信號和兩路電視下行信號。故障告警功能既可以通過微機告警聲音提示值班員，也能通過自動傳呼臺，用BP機通知工作人員;告警查看功能可以查詢告警性質、告警發(fā)生時間及故障持續(xù)時間;當使用信號源出現(xiàn)中斷時，可以自動切換到備用信號。與人工監(jiān)控方式相比較，反應速度快。手動和自動功能的并存，保證了系統(tǒng)的可靠性。
　　5. 小信號機房的設備監(jiān)測控制：可以對上行、下行小信號設備進行監(jiān)測，出現(xiàn)故障時，能在故障設備原理框圖上顯示具體的故障單元。并設置了重要設備的維修指南，方便了工作人員的維修。調制器、解調器中頻電平、視頻幅度的實時數(shù)值顯示。上行1#、2#設備倒換，設置了二次確認程序，防止了誤操作。下行12米、7.3米接收網絡切換。
　　6. 高功放功率、衰減、束電壓、束電流、體電流、激勵功率、燈絲電壓、燈絲電流運行數(shù)據(jù)記錄，高功放故障分析。波導同軸開關狀態(tài)指示。12米天線與7.3米天線導換控制和顯示。
　　7. 天線控制單元方位角、俯仰角、信標電平數(shù)據(jù)記錄，天線控制單元故障分析。
　　8.機房環(huán)境溫度顯示。
　　3.2系統(tǒng)主要特點
　　1.界面友好 系統(tǒng)界面是在WINDOWS NT 4.0環(huán)境下,使用FIX軟件工具開發(fā)的，多級圖形顯示，設備狀態(tài)顯示直觀，操作方便。全中文字符提示，支持中文的輸入及數(shù)據(jù)打印。
　　2. 支持網絡管理 該系統(tǒng)支持網絡管理，通過聯(lián)網，網絡上的微機能夠隨時監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀況，查看運行數(shù)據(jù)，進行設備控制，實現(xiàn)網絡化管理。并能通過互聯(lián)網實時監(jiān)視設備的運行。
　　3.可靠性高 系統(tǒng)硬件采用中國臺灣研華公司的IPC-610工控機, ADAM5510可編程控制器和ADAM5000系列工控模塊以及ATMEL公司的AVR系列單片機。軟件采用FIX組態(tài)軟件和使用Borland C ++ 3.0編寫的自開發(fā)程序，運行環(huán)境為WINDOWS NT 4.0。由于系統(tǒng)帶有看門狗電路（Watch Dog），可以達到很高的可靠性。
　　4.數(shù)據(jù)記錄及存儲 在數(shù)據(jù)記錄功能中，目前設置記錄30多個數(shù)據(jù)（也能根據(jù)需要再增加），若2秒取樣一次，一天的數(shù)據(jù)記錄占用硬盤約2M，每隔24小時生成一個數(shù)據(jù)文件，存儲在硬盤上。
　　5.告警故障記錄 記錄告警設備、告警起始結束時間、告警性質，并且每隔24小時生成一個告警文件，存儲在硬盤上。
　　6.安全管理設置 　　分級設立操作權限，設置操作口令，登記注冊后方可操作。
　　7.對原系統(tǒng)的指標影響小 　　系統(tǒng)運行過程中，使用視頻測量儀VM700A和音頻測量儀測試視、音頻指標，發(fā)現(xiàn)微機監(jiān)控系統(tǒng)幾乎不影響原系統(tǒng)的技術指標。
　　8.擴展性強 　　本系統(tǒng)采用模塊化結構，對檢測和控制的路數(shù)可以很容易地進行擴展，該系統(tǒng)擴展功能zui多可支持監(jiān)控60000多個點的電信號，滿足擴展需要;同時ADAM-5510帶有一個RS485接口和一個RS232接口，可以很方便地與其他設備進行連接和通訊，如：RS232接口可以連接高功放進行通訊。
　　9.維護方便 由于系統(tǒng)采用模塊化結構，使得查找故障非常方便，通過更換模塊，可以在很短的時間內排除故障。
　　四、 微機實時監(jiān)控系統(tǒng)的硬件支持
　　地球站微機實時監(jiān)控系統(tǒng)主要由AWS-825PB-T一體化工作站（值班機）、IPC-610工控機（事務處理機）和研華ADAM系列數(shù)據(jù)采集控制模塊以及ATMEL公司的AVR系列單片機組成。ADAM系列模塊是一種內置微處理器、傳感器的智能化設備，它通過RS-485通訊協(xié)議發(fā)送或接收ASCII碼格式的命令，模塊與模塊之間通訊都以ASCII碼實現(xiàn)，這就意味著ADAM模塊能以任何語言編程。ADAM模塊主要有ADAM4000系列和ADAM5000系列兩種。ADAM4000系列是一個體積小巧的數(shù)據(jù)采集控制家族，適用于數(shù)據(jù)采集點分布不太集中的場合。地球站微機實時監(jiān)控系統(tǒng)中用到的ADAM4000系列模塊有模擬量輸入模塊ADAM4017、數(shù)字量模塊ADAM4050和ADAM4053。ADAM5000系列通過多通道I/O模塊來實現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)采集，主要應用于數(shù)據(jù)采集點比較集中的場合。我們在系統(tǒng)中使用的ADAM5510是基于PC的可編程控制器。
　　地球站微機實時監(jiān)控系統(tǒng)硬件構成如圖2所示,可分為:傳輸、切換、小信號、高功放、天控和配電六部分。傳輸部分除需要監(jiān)視地球站的微波和光端機設備，還遠程監(jiān)控微波機房的設備，傳輸部分由1塊ADAM4053和1塊 ADAM4050模塊完成。信號監(jiān)視切換部分進行多路信號的監(jiān)視及自動切換，其中電視包括：5路信號源、2路上行信號、2路下行信號的視、音頻監(jiān)視，5路信號源的自動切換;廣播包括：4路信號源、2路下行信號的音頻監(jiān)視，4路信號源的自動切換。切換部分的功能主要由1塊ADAM5510和上面插的3塊ADAM5017、1塊ADAM5050完成。3塊ADAM5017完成24路視、音頻信號的監(jiān)測，1塊ADAM5050由系統(tǒng)程序控制其9路數(shù)字輸出，再控制9個繼電器，進行信號源的自動切換。為了安裝方便，我們研制了SMC-98，內裝視頻、音頻預處理電路，繼電器輸出電路，ADAM5510，ADAM4520，數(shù)據(jù)采集模塊供電電源等部分，用以實現(xiàn)信號監(jiān)視切換。小信號部分需要監(jiān)測上行、下行設備的運行狀況，進行數(shù)據(jù)記錄、故障報警。這部分功能由1塊ADAM5510和上面插的1塊ADAM5017、1塊ADAM5060、2塊ADAM5050實現(xiàn)。這塊ADAM5510還負責1#、2#高功放的通訊，通過高功放的微機接口，傳送高功放的運行數(shù)據(jù)、故障報警和分析。另外，還有1塊ADAM4053用于監(jiān)視高功放波導同軸開關（VZC）和上行設備倒換開關（UAS）的狀態(tài)。1塊ADAM4017監(jiān)視配電學院線、義姚線和發(fā)電機的供電情況。BP機告警和天控單元（ACU）的通訊采用了兩塊單片機完成，型號為AT90S2313。
　　ADAM4520為通訊模塊，它能提供RS-485到RS-232的轉換，一般微機帶有RS-232接口,通過ADAM4520通訊模塊,可以將ADAM模塊和單片機使用的通訊方式由RS-485轉換為RS-232，這樣就能實現(xiàn)微機與ADAM模塊、單片機的通訊。
　　五、系統(tǒng)軟件
　　地球站微機實時監(jiān)控系統(tǒng)采用INLUTION公司的FIX6.1組態(tài)控制軟件進行開發(fā)，運行環(huán)境為WINDOWS NT 4.0。硬件部分ADAM5510可編程控制器使用 BORLAND C++ 3.1進行編程，來實現(xiàn)ADAM5510與高功放單元的通訊。 單片機與ACU的通訊、單片機控制BP機告警，采用匯編語言編寫。
　　FIX6.1是32位的組態(tài)控制軟件，支持網絡運行，適用于大中型企業(yè)。
　　FIX6.1軟件的核心是一個應用數(shù)據(jù)庫，用戶根據(jù)需要建立自己的數(shù)據(jù)庫，并用I/O驅動程序將硬件和數(shù)據(jù)庫連接起來，執(zhí)行監(jiān)視、報警、控制程序（SAC），就可以完成數(shù)據(jù)的采集和控制。FIX的報警和報警管理功能，可以提醒操作者注意一些潛在的問題，靈活的配置使用戶可以定義所用的報警界限，報警信息可以輸出至打印機、顯示器或報警文件。應用WINDOWS圖形設備接口（GUI），用戶可以使用繪圖工具（DRAW）描繪出圖形對象，或使用FIX提供的圖形，根據(jù)要求設置豐富的操作界面。操作者通過監(jiān)視（VIEW）操作界面，可以了解系統(tǒng)的運行狀況。由歷史數(shù)據(jù)記錄可以收集、存儲、顯示數(shù)據(jù)，還可以使用歷史趨勢進行圖像顯示，通過放大/縮小，滾屏來顯示各個變量之間的變化關系。 FIX6.1功能十分強大，運行狀態(tài)穩(wěn)定，在此基礎上開發(fā)地球站微機實時監(jiān)控系統(tǒng)，可以縮短開發(fā)的周期，同時也滿足系統(tǒng)功能的要求。
　　對于SMC-98的信號切換部分，為了保證播出時的可靠性，我們又用 BORLAND C++ 3.1對ADAM5510可編程控制器進行編程。即使FIX應用程序不能正常運行時，信號也能自動切換，這里簡述一下SMC-98控制軟件的開發(fā)過程，SMC-98控制軟件流程圖如圖3所示：
　　程序運行時，*行初始化，然后對電視和廣播信號進行監(jiān)測，計算每路信號的狀態(tài)，并傳送到事務機。然后，查詢是否接收到事務機的命令，如果接收到命令就執(zhí)行該命令;否則進行計時，如果連續(xù)10s沒有接收到事務機的命令就由SMC-98執(zhí)行自動控制功能。
　　六、行政管理系統(tǒng)
　　地球站行政管理系統(tǒng)由站長、副站長、行政科、技術科、傳輸科、文檔處理6個分系統(tǒng)組成。應用Microsoft Access軟件分別建立站長管理數(shù)據(jù)庫、行政科管理數(shù)據(jù)庫、技術科管理數(shù)據(jù)庫、傳輸科管理數(shù)據(jù)庫，自動生成各種文件報表。通過聯(lián)網，各個分系統(tǒng)之間，按照操作權限建立共享目錄，實現(xiàn)信息的傳輸和資源的共享，還可實現(xiàn)與其他網絡的連接。行政管理系統(tǒng)的服務器與INTERNET相連，還可以實現(xiàn)站內微機的上網。 站長管理分系統(tǒng)是行政管理系統(tǒng)的核心，主要負責全站的行政事務。通過該分系統(tǒng)可以了解全站各科室的工作情況，指揮站內的各項工作。行政科管理分系統(tǒng)負責站內行政辦公日常事務的管理，建立全站職工的情況檔案。另外，行政科管理分系統(tǒng)還負責地球站所屬培訓中心的管理，其中包括人員、經營、財務等方面的事務。技術科和傳輸科負責站內的技術管理工作，根據(jù)微機實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀況，使用動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）將設備運行數(shù)據(jù)傳送到其他應用程序中，如MICROSOFT EXCEL。生成小信號運行數(shù)據(jù)報表、配電運行數(shù)據(jù)報表、高功放運行數(shù)據(jù)報表、天控ACU運行數(shù)據(jù)報表、月份播出統(tǒng)計報表。另外還負責建立相關的技術檔案，進行站內設備和備份器材的統(tǒng)一管理，零配件庫存、入庫、出庫情況登記，制定各包機組維修計劃，存儲設備圖紙、設備運行記錄和播出記錄。文檔處理分系統(tǒng)主要負責全站的文字處理和文件管理。
　　七、結束語
　　廣播電視地球站微機管理控制系統(tǒng)由微機實時監(jiān)控系統(tǒng)和行政管理系統(tǒng)兩部分聯(lián)網組成。微機實時監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式結構，擴展性強，方便于以后系統(tǒng)設備的添加和改造。該微機實時監(jiān)控系統(tǒng)的使用，使我站的自動控制、信號監(jiān)測水平有了很大的提高，為安全播出提供了可靠的技術保證。為站內機房無人值班、有人留守打下了基礎。而行政管理系統(tǒng)負責站內的日常事務管理，降低了勞動強度，實現(xiàn)了辦公自動化。整個廣播電視地球站微機管理控制系統(tǒng)支持網絡化運行，將來通過與廳、臺的微機聯(lián)網，還可以實現(xiàn)遠程網上辦公。