專利名稱：N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是為N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的實現(xiàn)，提供智能化的綜合監(jiān)控平臺。而N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)，是為了提高數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的可靠性，而開發(fā)的高可靠、快速反應(yīng)的多路數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)。實現(xiàn)當發(fā)射系統(tǒng)的一臺主發(fā)射機出現(xiàn)故障不能正常播出時，作出快速反應(yīng)，由備份的發(fā)射機自動替代工作，直至該主發(fā)射機修復(fù)后再自動切換回去的功能。所述N+1是指由N臺主發(fā)射機(一般N彡8)和一臺備用發(fā)射機組成系統(tǒng)。為了保證廣 播電視臺、站能正常播出而不出現(xiàn)停機故障，傳統(tǒng)的方案是采用一臺主機就必須備份一臺替換的備用機來進行工作(即N+N);其投資成本之高是顯而易見的。因此，N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)具有很高的經(jīng)濟效益和社會意義。而由于缺乏智能化綜合監(jiān)控平臺，目前國內(nèi)除本發(fā)明人外，尚無N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)進入市場。
背景技術(shù)：
廣播電視臺、站是黨和國家的喉舌，是極為重要的輿論陣地，也是廣大人民群眾精神文明生活的重要需求；而電視發(fā)射系統(tǒng)則是廣播電視臺、站極為重要的設(shè)備之一。如果廣播電視臺、站出現(xiàn)停播故障，哪怕是微不足道的極短時間，但在廣播電視臺、站，即為嚴重的事故。為此，近年來國內(nèi)外都在倡導(dǎo)N+1電視發(fā)射系統(tǒng)。實現(xiàn)對發(fā)射機實施智能故障處理、遠程遙測遙控、數(shù)據(jù)管理諸多功能，對于提高數(shù)字電視發(fā)射的可靠性至關(guān)重要；而且N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)，大大提高了發(fā)射機自身的功率效率，不但節(jié)約了能源，并減少了熱量對空間的排放，從而在環(huán)保和節(jié)能上具有積極的意義；同時改善了電視發(fā)射機的工作品質(zhì)，提升了我國電視發(fā)射機的水準和縮短與發(fā)達國家之間的差距。目前有國內(nèi)同行廠商企望實現(xiàn)的N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)，主要存在以下技術(shù)瓶頸而未能解決一是調(diào)制器不具備頻道和電平的切換功能；ニ是未能同時將輸入的數(shù)字電視TS流切換到相應(yīng)通道；三更主要的是，備機工作在寬帶輸出方式下，由于輸出無濾波器，不能達到國標要求的頻譜模板特性，備機工作模式的性能遠低于主機工作模式。這些技術(shù)上的難點，成了 N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)實現(xiàn)的瓶頸?？尚械腘+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)，應(yīng)當一是調(diào)制器具有頻道和電平的切換功能，即實現(xiàn)可記憶；ニ是保證功率切換的同時，所載信號同時切換，實現(xiàn)節(jié)目播出的連續(xù)性；三是寬帶單頻道備用發(fā)射機工作性能與主機工作性能完全一致，且輸出經(jīng)同軸開關(guān)切換至合成系統(tǒng)，能完全滿足國標要求的頻譜模板特性，保證不犧牲所有的性能指標，達到同等替換。以上N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)核心技術(shù)的解決，就必須為其提供ー種智能化的綜合監(jiān)控平臺。對N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)，進行檢測及數(shù)據(jù)處理；借助網(wǎng)絡(luò)進行遠程控制、自動增益控制、各種按鍵操作和顯示；使之實現(xiàn)智能化、實時化控制。實現(xiàn)對發(fā)射機實施智能故障處理、遠程遙測遙控、數(shù)據(jù)管理諸多功能
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明目的在于，為N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)提供智能化監(jiān)控綜合平臺；是ー種包括硬件和軟件的完整產(chǎn)品。傳統(tǒng)的N+N多路數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)，其工作狀態(tài)的監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)故障時的替代切換，是各單臺主發(fā)射機及其備用發(fā)射機配對成組各自獨立進行的，無法實現(xiàn)N+1工作模式和智能化控制；而本發(fā)明則是將N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中各單臺發(fā)射機的工作參數(shù)規(guī)范統(tǒng)ー(詳見后述的接ロ規(guī)范中的陳述)，搭建成綜合平臺，以統(tǒng)ー的硬件和軟件，配合不同的外設(shè)模塊，并借助網(wǎng)絡(luò)對N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)實施統(tǒng)ー的智能化監(jiān)控和自動切換。N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺的原理框圖見《


》圖I?！?br>
》圖2為本發(fā)明的主板硬件原 理圖。原理框圖(圖I)中可見本發(fā)明即智能化監(jiān)控綜合平臺，包括硬件和軟件，硬件部分是由檢測單元、數(shù)據(jù)處理単元、顯示單元、控制接ロ、通訊接ロ、中央處理單元所組成；在硬件中嵌入了 N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控軟件。N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺的硬件選用帶有八路A/D轉(zhuǎn)換器的LM3S9B92ARM單片機為核心，加上各種檢測電路、控制電路、數(shù)據(jù)處理電路、顯示屏和各種接ロ電路共同組成；嵌入其中的軟件是本發(fā)明的核心技木，以實現(xiàn)智能化監(jiān)控綜合平臺各組成単元的功能和性能；在相關(guān)的組成単元中有具體的電路設(shè)計。所述檢測単元，是用以對N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工作參數(shù)進行檢測。包括N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中各單臺發(fā)射機的各功放單元、激勵単元、光接收機、電源、風(fēng)機的工作參數(shù)及工作狀態(tài)。相關(guān)接ロ見接ロ規(guī)范的敘述。通過對工作參數(shù)和狀態(tài)進行檢測，判斷N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中單臺發(fā)射機的エ作是否正常。其中，發(fā)生故障的重要判斷之一，是發(fā)射機的輸出功率是否正常。I、光信號輸入功率檢測對光信號進行輸入功率檢測。光信號功率正常工作范圍為_5dBm +2dBm，^ -5dBm顯示低功率或無光功率報警，^ +2dBm顯示高功率報警。2、光接收機輸出射頻檢測光接收機RF輸出正常工作范圍為80dB μ V IOOdB μ V，彡80dB μ V顯示低電平或無輸出報警，彡IOOdB μ V顯示高電平報警。3、自動增益控制檢測單臺發(fā)射機的自動增益控制，要求有延時防沖擊功能(時間45秒以上)；遠程要有自動和手動切換，±10dB控制范圍，同時有失鎖報警。4、前級放大檢測單臺發(fā)射機的前級放大應(yīng)對輸入和輸出電平進行檢測。輸入電平范圍為-15dBm +5dBm，高出和低于范圍都報警。輸出電平穩(wěn)定度為±0. 2dB，高出和低于范圍都報警。同時檢測該功放的電流、電壓和溫度。超過范圍報警。5、末級功放檢測單臺發(fā)射機的末級放大應(yīng)對輸入和輸出功率進行檢測。輸入電平穩(wěn)定度為±0. 2dB,高出和低于范圍都報警；輸出電平穩(wěn)定度為±0. 2dB,高出和低于范圍都報警。同時檢測該功放的電流、電壓和溫度。超過范圍報警。6、溫度和風(fēng)扇檢測
單臺發(fā)射機的風(fēng)扇隨著溫度高低變化，轉(zhuǎn)速也發(fā)生變化。對于特別低溫天氣甚至可以停止運轉(zhuǎn)，溫度高后自動運轉(zhuǎn)。溫度越高，轉(zhuǎn)速越快。檢測單元中的溫度傳感器既可感知機箱外殼溫度，又可檢測機箱內(nèi)功放溫度。檢測風(fēng)壓，若風(fēng)扇壞后，可報警并自動關(guān)機。所述數(shù)據(jù)處理單元，是對檢測單元傳來的各種模擬量數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換以及量化處理，提供給中央處理單元，以利其工作。相關(guān)接ロ見接ロ規(guī)范的敘述。 所述顯示單元是用以實時地顯示使用本發(fā)明的N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的運行圖；顯示內(nèi)容主要有直流電壓、直流電流、功放電流、功放溫度、輸出功率、反射功率及N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的用戶所需要顯示的其他內(nèi)容。相關(guān)接ロ見接ロ規(guī)范的敘述。所述控制接ロ，是依據(jù)中央處理單元發(fā)出的控制指令，向外部的執(zhí)行機構(gòu)提供控制信號的電路；這種電路是N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)進行主機與備機相互切換的關(guān)鍵電路。所述通訊接ロ 可以實現(xiàn)遠程的檢測、診斷和控制。內(nèi)部通訊采用RS232、RS485和鍵盤接ロ，外部通訊采用以太網(wǎng)，既可實現(xiàn)光纖聯(lián)網(wǎng)(有線)，也可實現(xiàn)GPRS、3G聯(lián)網(wǎng)(無線)。a)網(wǎng)ロ(RJ45)是N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺與服務(wù)器之間的通訊接ロ，采用TCP/IP協(xié)議通過局域網(wǎng)或因特網(wǎng)與服務(wù)器相連。b) RS485 接 ロ主要用于電源的數(shù)據(jù)檢測。發(fā)射機主電源的輸出/輸入電流、電壓和溫度實時檢測。超過范圍報警。主電源具備延時開機功能(時間45秒以上)?？梢詫崿F(xiàn)遠程開關(guān)機，對出現(xiàn)重大故障或故障排除后可以實現(xiàn)自動開關(guān)機。c) RS232 接 ロ主要用于對N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中單臺發(fā)射機(以下簡稱“單臺發(fā)射機”)的調(diào)制器各項指標進行監(jiān)測。d)無線接ロGPRS無線模塊與智能化監(jiān)控綜合平臺的連接為串ロ，并由串ロ給GPRS無線模塊供電；通過GPRS無線模塊實現(xiàn)N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。e)按鍵接ロ按鍵接ロ用于需要連接按鍵單元時使用，按鍵單元可由觸摸屏替代。所述中央處理單元，是N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺的核心単元，嵌入了 N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控軟件，依據(jù)檢測単元和數(shù)據(jù)處理単元所采集并經(jīng)處理后的工作參數(shù)和通訊接ロ獲取的工作狀態(tài)進行故障判斷，將N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中發(fā)生故障的發(fā)射機進行快速自動替代切換。依據(jù)檢測単元和數(shù)據(jù)處理単元上傳的各種指標數(shù)據(jù)通訊接ロ獲取的工作狀態(tài)，對發(fā)射機及其調(diào)制器、自動增益控制、前級放大、末級功放、主電源、工作溫度和風(fēng)扇進行實時檢測、判斷；向N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中管理平臺(系統(tǒng)服務(wù)器)上傳工作參數(shù)和工作狀態(tài)，并存儲于系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中；接收系統(tǒng)服務(wù)器的指令，控制發(fā)射機進行主備切換，同時信號切換器、同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器向相關(guān)切換組件發(fā)出指令，進行信號源切換和射頻功率切換，從而對發(fā)生故障的單臺發(fā)射機進行快速的自動替代切換，使N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的備機工作；故障排除后，又可自動發(fā)出指令，將備用發(fā)射機關(guān)閉，恢復(fù)N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的初始工作狀態(tài)。
以下是對數(shù)據(jù)處理接ロ規(guī)范的具體陳述。輸入數(shù)據(jù)處理接ロ的額定數(shù)據(jù)電平統(tǒng)ー規(guī)范為1.5V，即為A/D轉(zhuǎn)換的1/2量程。。輸出功率Po，不論是 5W、10W、20W、50W、100W、200W、300W、500W、lkW 的功率等級，均以I. 5V的額定輸出功率檢波電壓送入A/D轉(zhuǎn)換器，由軟件處理顯示相應(yīng)功率。輸入數(shù)據(jù)處理接ロ的輸入應(yīng)有適當濾波處理電路，保證輸入信號的雜波??；同時軟件也必須采取算木平均、去掉最大值、去掉最小值等數(shù)字濾波算法，保證顯示的準確性。為了保證輸入接ロ的規(guī)范，在A/D輸入處加電位器調(diào)理電路，將各路輸入電平的調(diào)整，統(tǒng)ー規(guī)范為I. 5V。a)功放溫度溫度范圍-50 +100°C，+25°C的額定電壓為I. 5V，_50°C的電壓為0V，+100°C的電壓為3V ；
最小值額定值最大值
溫度-50°C+2 5 °C+100°C
對應(yīng)接ロ電壓 OVI. 5V3Vb)供電電壓供電電壓一般有 +12V、+32 (28) V、+48V ；
+ 12V最小值額定值最大值備注
供電電壓OV+12V+24V
對應(yīng)接ロ電壓 OVI. 5V3V
+32V最小值額定值最大值
供電電JiOV+32V+64V
對應(yīng)接口電壓OVI. 5V3V
+48V最小值額定值最大值
供電電JiOV+48V+96V
對應(yīng)接口電壓OVI. 5V3Vc)供電電流
電流分檔如下5A、10A、20A、50A ;前兩檔適用于數(shù)字100W以下的機器；20A檔適用于數(shù)字500W、lkW的功放單元檢測；50A檔適用于數(shù)字500W、lkW等的大功率發(fā)射機整機
電流檢測。
權(quán)利要求
1.N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺包括硬件和軟件，硬件部分是由檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元、控制接口、通訊接口、中央處理單元所組成；硬件中嵌入N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控軟件；所述的N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺，其特征在于是使用本發(fā)明的N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)，得以可行、可靠地實現(xiàn)而發(fā)明的技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)品；本發(fā)明采用傳感技術(shù)采樣，獲取N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作參數(shù)及工作狀態(tài)，存儲于數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并判斷N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常；當N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中某臺發(fā)射機出現(xiàn)故障時，能對其實施自動控制，啟動備用發(fā)射機自動替代切換，使N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)自動保持正常工作。
2.權(quán)利要求I所述的檢測單元，其特征在于是用以對N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)和工作參數(shù)進行檢測；包括N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中各單臺發(fā)射機的各功放單元、激勵單元、光接收機、電源、風(fēng)機的工作參數(shù)及工作狀態(tài)。
3.權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于是對檢測單元傳來的各種模擬量數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換以及量化處理，提供給中央處理單元，以利其工作。
4.權(quán)利要求I所述的顯示單元，其特征在于是用以實時地顯示使用本發(fā)明的N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的運行圖；顯示內(nèi)容主要有直流電壓、直流電流、功放電流、功放溫度、輸出功率、反射功率及N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的用戶所需要顯示的其他內(nèi)容。
5.權(quán)利要求I所述的控制接口，其特征在于是依據(jù)中央處理單元發(fā)出的控制指令，向外部的執(zhí)行機構(gòu)提供控制信號的電路；這種電路是N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)進行主機與備機相互切換的關(guān)鍵電路。
6.權(quán)利要求I所述的通訊接口，其特征在于可以實現(xiàn)遠程的檢測、診斷和控制；內(nèi)部通訊采用RS232、RS485和鍵盤接口，外部通訊采用以太網(wǎng)，既可實現(xiàn)光纖聯(lián)網(wǎng)(有線)，也可實現(xiàn)GPRS、3G聯(lián)網(wǎng)(無線)。
7.權(quán)利要求I所述的中央處理單元，其特征在于是N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺的核心單元，嵌入了 N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控軟件，依據(jù)檢測單元和數(shù)據(jù)處理單元所采集并經(jīng)處理后的工作參數(shù)和通訊接口獲取的工作狀態(tài)進行故障判斷，將N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中發(fā)生故障的發(fā)射機進行快速自動的主備替代切換。
全文摘要
本發(fā)明涉及的N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控綜合平臺，包括硬件和軟件；硬件部分是由檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元、控制接口、通訊接口、中央處理單元所組成；硬件中嵌入N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)智能化監(jiān)控軟件；是使用本發(fā)明的N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)，得以可行、可靠地實現(xiàn)而發(fā)明的技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)品；本發(fā)明采用傳感技術(shù)采樣，獲取N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作參數(shù)及工作狀態(tài)，存儲于數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并判斷N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常；當N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中某臺發(fā)射機出現(xiàn)故障時，能對其實施自動控制，啟動備用發(fā)射機自動替代切換，使N+1數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)自動保持正常工作。
文檔編號H04N5/38GK102625134SQ20121006961
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者劉新渝, 宋培康, 曾俊, 李正武, 蔣小獻, 許小波, 鄧玉明 申請人:成都新光微波工程有限責(zé)任公司