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、制作及功能。
??? 關(guān)鍵詞：設(shè)計 編碼 監(jiān)控 報警
　
　　在科學技術(shù)高速發(fā)展的今天，人們對廣播電視——這一開放式大眾傳播媒體的要求越來越高 ，要求電視節(jié)目頻道多，播出時間長，畫面穩(wěn)定。但時至今日，全國還有許多中小城市以及邊遠農(nóng)村的發(fā)射臺、差轉(zhuǎn)臺、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各系統(tǒng)電路技術(shù)參數(shù)的巡回監(jiān)測，然后再根據(jù)設(shè)備的工作狀態(tài)進行人工切換和調(diào)整。由于人工監(jiān)控反應慢，靈敏度低，常常不能及時發(fā)現(xiàn)和迅速處理故障，以至造成節(jié)目遲播、漏播和劣播 ，有時甚至會造成不可挽回的損失?？梢娺@種監(jiān)控辦法既不能滿足人們對電視信號的要求，也不適應廣播電視事業(yè)的發(fā)展。鑒于此，盡快完善廣播電視自動監(jiān)控系統(tǒng)已成為廣播電視系統(tǒng)逐步趨向科學化、標準化和規(guī)范化的重要環(huán)節(jié)。為了填補這方面的不足，我們設(shè)計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)主要用在電視臺的中心機房或發(fā)射臺，對經(jīng)過光纜、電纜等傳輸?shù)膹V播電視信號進行不間斷的監(jiān)測，遇到故障能及時地告警和自動地進行主、備設(shè)備間的切換，并能同時啟動打印機 ，把故障時間、機號打印下來，還可以與計算機聯(lián)機，對各種故障率進行每周、每日的統(tǒng)計。經(jīng)過綜合歸納、分析研究，從許多偶然性事故中推斷出必然性的規(guī)律，以便指導和改進今后的工作，加強播出管理，提高播出質(zhì)量。
1 裝置功能
??? 本裝置主要有五項功能：
??? (1)音頻信號監(jiān)測功能
　　無音頻停播：若無音頻信號輸出在40s以上，則視為無音頻停播。
　　無調(diào)制停播：當信號源無輸出時，若無音頻信號調(diào)制在40s以上，則視為無調(diào)制停播；當信號源有輸出時，而無音頻信號調(diào)制在2s以上，則視為無調(diào)制停播。
??? (2)圖像信號監(jiān)測功能
　　 視頻信號的主要特點是同步信號。本裝置是利用行同步信號來判斷視頻信號的有無。當監(jiān)測不到行同步信號時，即作為無圖像信號停播。
??? (3)打印功能
　　當某套節(jié)目停播時，打印機能立即把故障的時間、機號及故障的性質(zhì)打印出來，作為原始資料備查。
??? (4)報警功能
　　為了能及時引起工作人員的注意，本系統(tǒng)采用了聲、光雙重報警。對每套系統(tǒng)的載頻、音頻和視頻分別用4個LED來作告警指示。從而使得工作人員能夠及時了解和掌握各系統(tǒng)運行狀況，以達快速判斷、處理、排除故障之目的。
??? (5)控制功能
　　根據(jù)各套節(jié)目運行的時間設(shè)置監(jiān)視表。當確定為有故障時，相關(guān)設(shè)備立即自動地進行主／備用切換。
2 系統(tǒng)設(shè)計
　　系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。本系統(tǒng)是以MCS－51系列單片機作為核心，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)簡單、體積小、控制靈活、速度快等優(yōu)點。該系統(tǒng)可分為四個部分：
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??? (1)前置通道
　　首先利用單片機控制多路選通開關(guān)的地址對三十二路播出系統(tǒng)不間斷地逐一選通，取出信號 。為了確保確定故障所需要的時間，又能及時地發(fā)現(xiàn)故障，將三十二路播出系統(tǒng)分成兩個循環(huán)組進行不間斷的選通，每一選通的系統(tǒng)信號再次被分解成聲音信號和圖像信號。把聲音信號送入以D1140集成電路為中心的電路輸入端，分別取出音頻信號和調(diào)制信號，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，將該數(shù)字信號送入單片機的P1口；對圖像信號，首先進行同步分離，取出行同步信號，進行箝位放大后，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，同樣送入單片機的P1口。
??? (2)主機
　　由于MCS－51系列單片機是一種可以獨立使用的高性能的單片機，可以用于較復雜的實時控制 ，而且還具有很強的外部擴展能力，又能與計算機方便地聯(lián)機，價格也便宜，所以采用該系列單片機作為系統(tǒng)的中心。
　　主控程序流程圖見圖2。首先進入初始化部分，設(shè)置一全自動的時鐘，把片內(nèi)定時器T0設(shè)置成40s，T1設(shè)置成2s，把P1口置為‘1’，把各個系統(tǒng)播出時間輸入定位，通過時鐘進行管理。
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　　對P2口的5、6、7、8口進行編碼，作為多路選通開關(guān)的地址，輸入到P1口0～3的播出系統(tǒng)為1～16號機。輸入到P1口4～7的播出系統(tǒng)為16～32號機。由軟件控制地址編碼的輸出，使多路選通開關(guān)逐一選通。經(jīng)過前置通道所選中的系統(tǒng)信號分別轉(zhuǎn)變成單片機所能識別的數(shù)字信號進行檢測 。
　　當系統(tǒng)啟動后，首先運行時間子程序，確定是否到達播出時間，到了設(shè)定的開播時間，立即啟動相應的系統(tǒng)地址，并對P1口進行掃描，正常情況為‘1’，一旦發(fā)現(xiàn)某個口為‘0’，立即進入故障檢測程序，如確定為無信號，立即進行聲、光報警，并啟動打印機，記錄下遲播時間與機號。
　　故障測試程序，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P1口進行掃描，正常情況為‘1’，一旦發(fā)現(xiàn)某個口為‘0’，轉(zhuǎn)向接各個口設(shè)置的程序進行判斷(見流程圖2)，最后確認為故障后，立即查詢故障地址（P2．5、P2．6、P2．7、P2．8），并把地址輸入后向通道，開啟相應的報警指示燈和聲音報警電路，提醒值班人員采取緊急措施，同時觸發(fā)相應的繼電器進行主／備切換，與此同時啟動打印機，把故障產(chǎn)生的時間和機號打印出來，作為資料備檔。
??? (3)后向通道
　　后向通道是對控制對象實現(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作為擴展輸出口來觸發(fā)與各系統(tǒng)相對應的報警、切換電路。用8155作為輸出口來控制觸發(fā)驅(qū)動電路和OC門，用OC門驅(qū)動LED作為光報警指示燈，每個驅(qū)動電路連接一個雙向四刀繼電器。因為每一個播出信號都由一個視頻信號、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關(guān)的繼電器，還用一個輸出口連接聲音報警電路（所有故障公用）。
　　2）采用能直接掛接在單片機系統(tǒng)中的FD38－GP16型智能打印機的打印電路。
??? (4) 與計算機通信
　　如果配備有計算機管理系統(tǒng)，單片機能很方便地掛接到計算機上，由計算機對整個工作狀態(tài)作全面、系統(tǒng)的分析。
　　因為單片機內(nèi)還集成了一個全雙工的串行口，當單片機與計算機通信時，只需與SBUF（數(shù)據(jù)緩沖區(qū)寄存器）打交道。物理上它對應二個寄存器，一個發(fā)送器，一個接收器以及SCON（串行口控制寄存器），使用很方便，而計算機串行口的通用異步接收、發(fā)送器（UART）是8250，也僅需通過口地址與幾個寄存器打交道。
　　根據(jù)異步通信協(xié)議，通信時兩地很近的可用RS232接口，若長距離的則需借助調(diào)制解調(diào)器(MODEM)將信號調(diào)制到線路上進行通信。一般機房與計算機的距離都很近，只需RS232接口。值得提出的是IBM PC給出的RS232接口是標準的D25芯輸出，而與MCS－51間通信并不需要其他應搭線，僅用最簡單的異步通信三線制（見圖1）就可以了。
　　這一接口的設(shè)置主要考慮的是計算機已相當普及，而且價格也很便宜，加之工作方便。工作人員只要坐在計算機面前就能夠?qū)Σコ鲈O(shè)備的工作狀態(tài)進行監(jiān)控和分析。
3　結(jié)束語
　　我們認為對廣播電視信號實行自動監(jiān)測已成為廣播電視技術(shù)管理方面一個不可缺少的部分，這就要求有適合于中小城市及邊遠農(nóng)村廣播電視播出的監(jiān)控系統(tǒng)，來保證廣播電視信號的傳送質(zhì)量。設(shè)計制作該系統(tǒng)的目的正是如此。單片機除智能控制性能強外，還具有很強的擴展功能，可根據(jù)不同的需要進行功能擴展。例如，加入視頻切換矩陣、視頻信號測試系統(tǒng)等。隨著廣播電視的發(fā)展，不斷地加入新的功能，把它作為計算機的前臺機并入計算機的控制網(wǎng)，進行實時監(jiān)控。我們相信利用單片機開發(fā)出的廣播電視播出監(jiān)控系統(tǒng)，在目前的形勢下，還是有一定的發(fā)展空間的。