三十二路廣播電視播出監(jiān)控系統(tǒng)

【摘　要】介紹了32路廣播電視播出監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作及功能。
??? 關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì) 編碼 監(jiān)控 報(bào)警
　
　　在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，人們對(duì)廣播電視——這一開(kāi)放式大眾傳播媒體的要求越來(lái)越高 ，要求電視節(jié)目頻道多，播出時(shí)間長(zhǎng)，畫(huà)面穩(wěn)定。但時(shí)至今日，全國(guó)還有許多中小城市以及邊遠(yuǎn)農(nóng)村的發(fā)射臺(tái)、差轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)換和放大站仍然還在采用原始的人工監(jiān)控方式。即用人工抄表的辦法完成對(duì)各系統(tǒng)電路技術(shù)參數(shù)的巡回監(jiān)測(cè)，然后再根據(jù)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行人工切換和調(diào)整。由于人工監(jiān)控反應(yīng)慢，靈敏度低，常常不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和迅速處理故障，以至造成節(jié)目遲播、漏播和劣播 ，有時(shí)甚至?xí)斐刹豢赏旎氐膿p失?？梢?jiàn)這種監(jiān)控辦法既不能滿足人們對(duì)電視信號(hào)的要求，也不適應(yīng)廣播電視事業(yè)的發(fā)展。鑒于此，盡快完善廣播電視自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)已成為廣播電視系統(tǒng)逐步趨向科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的重要環(huán)節(jié)。為了填補(bǔ)這方面的不足，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了一種適合中小城市的三十二路廣播電視播出監(jiān)控系統(tǒng)裝置。
　　本系統(tǒng)主要用在電視臺(tái)的中心機(jī)房或發(fā)射臺(tái)，對(duì)經(jīng)過(guò)光纜、電纜等傳輸?shù)膹V播電視信號(hào)進(jìn)行不間斷的監(jiān)測(cè)，遇到故障能及時(shí)地告警和自動(dòng)地進(jìn)行主、備設(shè)備間的切換，并能同時(shí)啟動(dòng)打印機(jī) ，把故障時(shí)間、機(jī)號(hào)打印下來(lái)，還可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，對(duì)各種故障率進(jìn)行每周、每日的統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過(guò)綜合歸納、分析研究，從許多偶然性事故中推斷出必然性的規(guī)律，以便指導(dǎo)和改進(jìn)今后的工作，加強(qiáng)播出管理，提高播出質(zhì)量。
1 裝置功能
??? 本裝置主要有五項(xiàng)功能：
??? (1)音頻信號(hào)監(jiān)測(cè)功能
　　無(wú)音頻停播：若無(wú)音頻信號(hào)輸出在40s以上，則視為無(wú)音頻停播。
　　無(wú)調(diào)制停播：當(dāng)信號(hào)源無(wú)輸出時(shí)，若無(wú)音頻信號(hào)調(diào)制在40s以上，則視為無(wú)調(diào)制停播；當(dāng)信號(hào)源有輸出時(shí)，而無(wú)音頻信號(hào)調(diào)制在2s以上，則視為無(wú)調(diào)制停播。
??? (2)圖像信號(hào)監(jiān)測(cè)功能
　　 視頻信號(hào)的主要特點(diǎn)是同步信號(hào)。本裝置是利用行同步信號(hào)來(lái)判斷視頻信號(hào)的有無(wú)。當(dāng)監(jiān)測(cè)不到行同步信號(hào)時(shí)，即作為無(wú)圖像信號(hào)停播。
??? (3)打印功能
　　當(dāng)某套節(jié)目停播時(shí)，打印機(jī)能立即把故障的時(shí)間、機(jī)號(hào)及故障的性質(zhì)打印出來(lái)，作為原始資料備查。
??? (4)報(bào)警功能
　　為了能及時(shí)引起工作人員的注意，本系統(tǒng)采用了聲、光雙重報(bào)警。對(duì)每套系統(tǒng)的載頻、音頻和視頻分別用4個(gè)LED來(lái)作告警指示。從而使得工作人員能夠及時(shí)了解和掌握各系統(tǒng)運(yùn)行狀況，以達(dá)快速判斷、處理、排除故障之目的。
??? (5)控制功能
　　根據(jù)各套節(jié)目運(yùn)行的時(shí)間設(shè)置監(jiān)視表。當(dāng)確定為有故障時(shí)，相關(guān)設(shè)備立即自動(dòng)地進(jìn)行主／備用切換。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。本系統(tǒng)是以MCS－51系列單片機(jī)作為核心，配以大規(guī)模集成電路和數(shù)字電路作為外圍電路，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、控制靈活、速度快等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)可分為四個(gè)部分：
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??? (1)前置通道
　　首先利用單片機(jī)控制多路選通開(kāi)關(guān)的地址對(duì)三十二路播出系統(tǒng)不間斷地逐一選通，取出信號(hào) 。為了確保確定故障所需要的時(shí)間，又能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，將三十二路播出系統(tǒng)分成兩個(gè)循環(huán)組進(jìn)行不間斷的選通，每一選通的系統(tǒng)信號(hào)再次被分解成聲音信號(hào)和圖像信號(hào)。把聲音信號(hào)送入以D1140集成電路為中心的電路輸入端，分別取出音頻信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，經(jīng)整形和電平轉(zhuǎn)換，使之成為具有TTL電平的數(shù)字信號(hào)，將該數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)的P1口；對(duì)圖像信號(hào)，首先進(jìn)行同步分離，取出行同步信號(hào)，進(jìn)行箝位放大后，再經(jīng)觸發(fā)電路和電平轉(zhuǎn)換電路使之成為具有TTL電平的數(shù)字信號(hào)，同樣送入單片機(jī)的P1口。
??? (2)主機(jī)
　　由于MCS－51系列單片機(jī)是一種可以獨(dú)立使用的高性能的單片機(jī)，可以用于較復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制 ，而且還具有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展能力，又能與計(jì)算機(jī)方便地聯(lián)機(jī)，價(jià)格也便宜，所以采用該系列單片機(jī)作為系統(tǒng)的中心。
　　主控程序流程圖見(jiàn)圖2。首先進(jìn)入初始化部分，設(shè)置一全自動(dòng)的時(shí)鐘，把片內(nèi)定時(shí)器T0設(shè)置成40s，T1設(shè)置成2s，把P1口置為‘1’，把各個(gè)系統(tǒng)播出時(shí)間輸入定位，通過(guò)時(shí)鐘進(jìn)行管理。
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　　對(duì)P2口的5、6、7、8口進(jìn)行編碼，作為多路選通開(kāi)關(guān)的地址，輸入到P1口0～3的播出系統(tǒng)為1～16號(hào)機(jī)。輸入到P1口4～7的播出系統(tǒng)為16～32號(hào)機(jī)。由軟件控制地址編碼的輸出，使多路選通開(kāi)關(guān)逐一選通。經(jīng)過(guò)前置通道所選中的系統(tǒng)信號(hào)分別轉(zhuǎn)變成單片機(jī)所能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè) 。
　　當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先運(yùn)行時(shí)間子程序，確定是否到達(dá)播出時(shí)間，到了設(shè)定的開(kāi)播時(shí)間，立即啟動(dòng)相應(yīng)的系統(tǒng)地址，并對(duì)P1口進(jìn)行掃描，正常情況為‘1’，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)口為‘0’，立即進(jìn)入故障檢測(cè)程序，如確定為無(wú)信號(hào)，立即進(jìn)行聲、光報(bào)警，并啟動(dòng)打印機(jī)，記錄下遲播時(shí)間與機(jī)號(hào)。
　　故障測(cè)試程序，主要是逐一地改變P2．5、P2．6、P2．7、P2．8口的地址編碼，同步地對(duì)P1口進(jìn)行掃描，正常情況為‘1’，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)口為‘0’，轉(zhuǎn)向接各個(gè)口設(shè)置的程序進(jìn)行判斷(見(jiàn)流程圖2)，最后確認(rèn)為故障后，立即查詢(xún)故障地址（P2．5、P2．6、P2．7、P2．8），并把地址輸入后向通道，開(kāi)啟相應(yīng)的報(bào)警指示燈和聲音報(bào)警電路，提醒值班人員采取緊急措施，同時(shí)觸發(fā)相應(yīng)的繼電器進(jìn)行主／備切換，與此同時(shí)啟動(dòng)打印機(jī)，把故障產(chǎn)生的時(shí)間和機(jī)號(hào)打印出來(lái)，作為資料備檔。
??? (3)后向通道
　　后向通道是對(duì)控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)控制操作的輸出通道。后向通道主要由兩部分組成。
　　1)采用8155作為擴(kuò)展輸出口來(lái)觸發(fā)與各系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的報(bào)警、切換電路。用8155作為輸出口來(lái)控制觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路和OC門(mén)，用OC門(mén)驅(qū)動(dòng)LED作為光報(bào)警指示燈，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路連接一個(gè)雙向四刀繼電器。因?yàn)槊恳粋€(gè)播出信號(hào)都由一個(gè)視頻信號(hào)、立體聲（雙通道）組成，還有一組主、備設(shè)備工作的指示燈，所以必須有四組雙向開(kāi)關(guān)的繼電器，還用一個(gè)輸出口連接聲音報(bào)警電路（所有故障公用）。
　　2）采用能直接掛接在單片機(jī)系統(tǒng)中的FD38－GP16型智能打印機(jī)的打印電路。
??? (4) 與計(jì)算機(jī)通信
　　如果配備有計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，單片機(jī)能很方便地掛接到計(jì)算機(jī)上，由計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)工作狀態(tài)作全面、系統(tǒng)的分析。
　　因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)還集成了一個(gè)全雙工的串行口，當(dāng)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通信時(shí)，只需與SBUF（數(shù)據(jù)緩沖區(qū)寄存器）打交道。物理上它對(duì)應(yīng)二個(gè)寄存器，一個(gè)發(fā)送器，一個(gè)接收器以及SCON（串行口控制寄存器），使用很方便，而計(jì)算機(jī)串行口的通用異步接收、發(fā)送器（UART）是8250，也僅需通過(guò)口地址與幾個(gè)寄存器打交道。
　　根據(jù)異步通信協(xié)議，通信時(shí)兩地很近的可用RS232接口，若長(zhǎng)距離的則需借助調(diào)制解調(diào)器(MODEM)將信號(hào)調(diào)制到線路上進(jìn)行通信。一般機(jī)房與計(jì)算機(jī)的距離都很近，只需RS232接口。值得提出的是IBM PC給出的RS232接口是標(biāo)準(zhǔn)的D25芯輸出，而與MCS－51間通信并不需要其他應(yīng)搭線，僅用最簡(jiǎn)單的異步通信三線制（見(jiàn)圖1）就可以了。
　　這一接口的設(shè)置主要考慮的是計(jì)算機(jī)已相當(dāng)普及，而且價(jià)格也很便宜，加之工作方便。工作人員只要坐在計(jì)算機(jī)面前就能夠?qū)Σコ鲈O(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和分析。
3　結(jié)束語(yǔ)
　　我們認(rèn)為對(duì)廣播電視信號(hào)實(shí)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)已成為廣播電視技術(shù)管理方面一個(gè)不可缺少的部分，這就要求有適合于中小城市及邊遠(yuǎn)農(nóng)村廣播電視播出的監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)保證廣播電視信號(hào)的傳送質(zhì)量。設(shè)計(jì)制作該系統(tǒng)的目的正是如此。單片機(jī)除智能控制性能強(qiáng)外，還具有很強(qiáng)的擴(kuò)展功能，可根據(jù)不同的需要進(jìn)行功能擴(kuò)展。例如，加入視頻切換矩陣、視頻信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)等。隨著廣播電視的發(fā)展，不斷地加入新的功能，把它作為計(jì)算機(jī)的前臺(tái)機(jī)并入計(jì)算機(jī)的控制網(wǎng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。我們相信利用單片機(jī)開(kāi)發(fā)出的廣播電視播出監(jiān)控系統(tǒng)，在目前的形勢(shì)下，還是有一定的發(fā)展空間的。