CN201114646Y - 一种广播同步调频发射点的远程监控装置 - Google Patents

Abstract

一种广播同步调频发射点的远程监控装置，包括至少一个远程数据采集终端和一后台管理终端以及一混合网络传输装置，各远程数据采集终端和后台管理终端分别通过一个采用标准RS－232方式的串行通信口和一个10Mbps以太网络接口与混合网络传输装置连接而进行通信。本实用新型由于采用以单片机为核心的远程数据采集、具有TCP/IP以太网通讯、Modem通讯和GSM短信息通讯这三种通讯方式，配合广播播控中心的监控软件来构成远程监控系统，可方便地对各调频发射点进行实时动态监控并提供精确、及时的数据分析，具有灵活多样的数据传输方式，从而将全部调频发射点连成一个大信息网络，使管理维护人员能随时掌握广播系统的运行情况。

Description

一种广播同步调频发射点的远程监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种远程监控装置，特别是一种广播同步调频发射点的远程监控装置。

背景技术

随着城市规模的不断扩大，城市建设的不断发展，在城市中广播电台的覆盖问题便越来越突出的呈现在人们面前。

以往常规的广播电台覆盖的方式是采用中心发射方式。即在覆盖区中心建一座高的发射塔，采用大功率的发射机进行信号发射。在过去城市里高楼大厦不多，频道也不多的情况下，可以取得很好的覆盖效果。

而现在，这种传统的覆盖方式碰到了越来越多的问题。首先，由于高楼大厦的不断拔起，以前高大的发射塔现在看来是越来越矮。这些高楼大厦引起的多径反射和阴影掩蔽效应，对电台的收听效果产生了极大的影响；其次，广播电台的频道也越办越多。以广州为例，在狭小的FM波段内能收到几十个电台广播节目，最小的频率间隔只有500kHz，由此而带来的频率间干扰问题也越来越严重。为解决这一问题只有提高发射功率，而每个电台都提高发射功率的后果就是使得干扰更严重；第三，传统的中心发射覆盖区的形状是圆形，对于像高速公路等这样的不规则而又远离覆盖区中心的区域没有办法做到良好的覆盖。

为了弥补常规覆盖方式的不足，一种新型的调频覆盖方法——多点同步调频得到了广泛的应用。

多点同步调频，即采用多台小功率发射机分布在覆盖区域的各个不同的地点以相同的频率进行发射。这样的覆盖方式可以解决常规覆盖方式的多种缺点，根据收听的效果，可以灵活的增加发射点来解决覆盖的问题，同时也使覆盖区域的形状可以随需要而变化。这些优点，恰恰弥补了常规覆盖方式的缺点，目前我国已经有多家电台在使用这种发射覆盖方式。

同步调频技术的应用，解决了覆盖方面的问题，但同时也带来了运行监测、管理维护、机房安全防盗等新问题。由于各发射点比较分散，而且数量众多，因此采用常规的人员值班监控很不现实，只能采取无人值班的机房，执行定期人工巡检的维护方式。这样一来，发射点的运行状态只能由定期的巡查和听众反映的收听状态来判断，对发射点的故障无法及时获知，也无法迅速解决。而且，在发生了多次法轮功敌对份子对广播电视的破坏和插播后，这些无人值班机房的安全防范问题更是提高到了一个非常高的位置。

目前，国内大部分电台对这些问题都只能采取增加人工巡检密度的办法来临时应对。这样的做法，花费了大量的人力物力，但是效果却并不很好。因为缺乏有效的实时监控手段，各远程发射点的运行状态无法立刻得知，甚至有些发射点由于故障停机几天后才发现，使得相应区域的收听效果大受影响。

目前，监控系统比较流行的传输方式有电话网络、DDN数字专线、GSM短信息、TCP/IP局域网等方式，随着技术的发展，GPRS，Internet网络也加入到应用中。其中

电话线传输方式是目前应用最多的一种方式，它具有造价低、电话线路覆盖面广等优点，但其缺点也是明显的：

●当在线监测点(子站)数量较多时，对所有子站轮巡一遍所花费的时间是相当长的，实时性差。

●电话线路的通信质量直接影响系统的可靠性，而电话线路的质量是由电信部门决定的，一旦出现故障，解决时间由电信部门决定。

●电话线系统运行使用费用较高，电话每月需交纳月租费和电话费，按现行电信收费标准，这将是一笔不小的开支。

●在一些比较边远的地区，没有电话线网络的覆盖。

而DDN数字专线具有稳定性高，速度快的特点，但缺点很明显，就是运行费用十分昂贵，并且没有电话线网的地区也没有DDN服务。

对于GSM网络短信息传输方式，GSM网络的实时性高于电话传输网络，而且覆盖比电话线网络要方便，很多没有电话线的地方仍然有手机信号。但其同样面临如下两个问题：

●传输设备采用GSM传输模块，其造价高于电话线传输的Modem；

●月租费和信息使用费的问题；

●数据字长的问题。每次仅能发送80个汉字，超长需分次发送。不过在大多数情况下，80个汉字字长足够使用。

而对于以太网网络传输方式，以太网络传输方式的实时性强，系统能保证24小时在线，而且可以方便的连接Internet，将数据传送到全世界。但是离开了Internet则以太网的传输距离就很短了。如果想延长距离，就必须铺设或租用专用光纤，费用将无法承受。而目前国内Internet上网还没有普及，而且宽带上网费用比较昂贵。因此以太网网络传输方式适用于在已经铺设以太网网络或者小范围短距离多点监控的场合。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题的存在，提供一种以单片机为核心的远程监控终端，具有TCP/IP以太网通讯，Modem通讯和GSM短信息通讯这三种通讯方式，配合广播播控中心的监控软件来构成一个远程监控系统，并将工业自动控制技术、计算机软硬件技术、网络通信技术与发射机监测及机房安全防范等监测技术相结合，可对各调频发射点运行状态进行实时动态监控并提供精确、及时的数据分析，具有灵活多样的数据传输方式，对于广播电台的安全播出具有重要意义的广播同步调频发射点的远程监控装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种广播同步调频发射点的远程监控装置，其特点包括：

装置于各同步调频发射点的用于对各同步调频发射点的设备的运行数据进行采集和保存的至少一个远程数据采集终端；

装置于广播播控中心站的用于对各远程数据采集终端所采集的数据进行处理和分析，以形成各种统计数据、报表和管理数据并对运行故障进行及时报警和处理的后台管理终端；

用于将各远程数据采集终端采集的数据传输至后台管理终端和将后台管理终端的控制命令传送到各远程数据采集终端的包含有电话网络、GSM网络、以太网络至少三种传输方式的混合网络传输装置；

其中各远程数据采集终端和后台管理终端分别通过一个用于异步通信的采用标准RS-232方式的串行通信口和一个10Mbps以太网络接口与混合网络传输装置连接而进行通信。

其中为保证各种运行参数和安全防范参数等数据源采集的广泛性和兼容性，使本实用新型组网十分灵活方便，并有利于采用多种传输方式和保证其可与各种外围设备对接，上述远程数据采集终端包括：

装置于各同步调频发射点的发射设备上或各种传感器上的用于采集数据和进行交换与传递控制命令的前端数据采集装置；

用于将前端数据采集装置的模拟数据进行模数转换并将转换后的数据与远程数据中央处理单元CPU进行通信的A/D转换装置；

用于将前端数据采集装置的数字数据与远程数据中央处理单元CPU1进行通信的I/O接口电路；

用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据进行数模转换及通信并将转换后的模拟数据传送至前端数据采集装置的D/A转换装置；

用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据与后台管理终端进行通信的采用RS-232方式的串行通信接口；

用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据与后台管理终端进行通信的以太网络接口；

用于对前端数据采集装置所采集的数据进行处理的包括有初始化模块、“看门狗”复位模块、模拟量采集与处理模块、数学量采集与处理模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、通信处理模块、中断服务模块的远程数据中央处理单元CPU1，此时所述的远程数据中央处理单元CPU1采用型号为AT89S8252的单片机作为核心部分，该单片机具有内部2K E²PROM，可以用来存放采集数据和工作参数(波特率、IP地址、被叫号码等)，以及各种可自定义的信息；抗干扰“看门狗”：提供上电复位、系统故障复位和电源故障复位功能；通信参数可选择，数据帧长可变；IP地址、波特率等工作参数可远程或本地下载；多种通讯方式可选择。

此时，所述远程数据采集终端的调试过程中，除A/D基准源电压需要调校外，其余部分无需调整，只需按照规定进行功能测试。因此其调试、维修都十分方便，适于批量生产，也便于用户的维护。

为保证本实用新型所述的后台管理终端具有易操作性和易维护性的特点，并使其具有严格的安全控制能力、通信参数可灵活配置的能力以及实时监控实时报警和强大的统计查询功能，上述后台管理终端包括：

用于有选择性地采集远程数据采集终端的各种数据到后台数据库并将后台数据库的各监控命令发布到远程数据采集终端的包含有电话数据采集、IP网络数据采集和GSM数据采集的后台数据采集装置；

用于将后台数据采集装置的各种数据进行数据库管理和数据发布的后台数据库；

用于根据后台数据库的数据发布进行报警处理、数据分析和有选择性地供客户查询的后台实时监控实时报警装置。

本实用新型由于采用以单片机为核心的远程数据采集、具有TCP/IP以太网通讯、Modem通讯和GSM短信息通讯这三种通讯方式，配合广播播控中心的监控软件来构成一个远程监控系统，并将工业自动控制技术、计算机软硬件技术、网络通信技术与发射机监测及机房安全防范等监测技术相结合，可方便地对各调频发射点运行状态进行实时动态监控并提供精确、及时的数据分析，具有灵活多样的数据传输方式，从而将全部的调频发射点连成一个大信息网络，使管理维护人员能随时掌握广播系统的运行情况。大大减少了人力物力的投入，对于保障电台的安全播出有十分显著的意义。

以下结合附图详细描述本实用新型的结构组成和实现：

附图说明

图1是本实用新型的结构组成方框；

图2是本实用新型的远程数据采集终端的结构组成方框图；

图3是本实用新型的后台管理终端的结构组成方框图；

图4是本实用新型的远程数据采集终端的程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的远程监控装置，包括：装置于各同步调频发射点的用于对各同步调频发射点的设备的运行数据进行采集和保存的至少一个远程数据采集终端；装置于广播播控中心站的用于对各远程数据采集终端所采集的数据进行处理和分析，以形成各种统计数据、报表和管理数据并对运行故障进行及时报警和处理的后台管理终端；用于将各远程数据采集终端采集的数据传输至后台管理终端和将后台管理终端的控制命令传送到各远程数据采集终端的包含有电话网络、GSM网络、以太网络至少三种传输方式的混合网络传输装置；其中各远程数据采集终端和后台管理终端分别通过一个用于异步通信的采用标准RS-232方式的串行通信口和一个10Mbps以太网络接口与混合网络传输装置连接而进行通信。为保证各种运行参数和安全防范参数等数据源采集的广泛性和兼容性，使本实用新型组网十分灵活方便，并有利于采用多种传输方式和保证可与各种外围设备对接，如图2所示，上述远程数据采集终端包括：装置于各同步调频发射点的发射设备上或各种传感器上的用于采集数据和进行交换与传递控制命令的前端数据采集装置；用于将前端数据采集装置的模拟数据进行模数转换并将转换后的数据与远程数据中央处理单元CPU进行通信的A/D转换装置；用于将前端数据采集装置的数字数据与远程数据中央处理单元CPU1进行通信的I/O接口电路；用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据进行数模转换及通信并将转换后的模拟数据传送至前端数据采集装置的D/A转换装置；用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据与后台管理终端进行通信的采用RS-232方式的串行通信接口；用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据与后台管理终端进行通信的以太网络接口；用于对前端数据采集装置所采集的数据进行处理的包括有初始化模块、“看门狗”复位模块、模拟量采集与处理模块、数学量采集与处理模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、通信处理模块、中断服务模块的远程数据中央处理单元CPU1。此时所述的远程数据中央处理单元CPU1采用型号为AT89S8252的单片机作为核心部分，该单片机具有内部2K E²PROM，可以用来存放采集数据和工作参数(波特率、IP地址、被叫号码等)，以及各种可自定义的信息；抗干扰“看门狗”：提供上电复位、系统故障复位和电源故障复位功能；通信参数可选择，数据帧长可变；IP地址、波特率等工作参数可远程或本地下载；多种通讯方式可选择。

此时所述远程数据采集调试过程中，除A/D基准源电压需要调校外，其余部分无需调整，只需按照规定进行功能测试。因此其调试、维修都十分方便，适于批量生产，也便于用户的维护。其中采取上述结构组成的远程数据采集终端具有如下的功能特点为满足上述需求，所述远程数据采集终端全部采用低功耗高速集成电路，因而功耗低，抗干扰能力强，并且采取光电隔离措施，避免了外界工业现场对终端的干扰，提高了可靠性和采集数据的准确度。其特点如下：

●该终端采用AT89S8252单片机作为核心，具有内部2K E²PROM，可以用来存放采集数据和工作参数(波特率、IP地址、被叫号码等)，以及各种可自定义的信息。

●抗干扰“看门狗”：提供上电复位、系统故障复位和电源故障复位功能。

●通信参数可选择，数据帧长可变。

●IP地址、波特率等工作参数可远程或本地下载。

●多种通讯方式可选择。

●远程监控终端调试过程中，除A/D基准源电压需要调校外，其余部分无需调整，只需按照规定进行功能测试。因此调试、维修都十分方便，适于批量生产，也便于用户的维护。其先进性如下：远程数据采集主板全部采用低功耗高速集成电路，功耗较低；整个主板除了模拟量输入部分需调节基准电压外，基本无需调试。易于安装和维护，并适合于批量生产，也便于进行维护。抗干扰能力强，在开关量输入输出部分采用了光电隔离措施，有效地避免了现场恶劣环境对远程终端的于扰，同时提高了系统的可靠性和采集数据准确性。具有良好的性价比以及较高的可靠性。在选择器件方面考虑倒器件的通用性和先进性，方便生产以及维护。总之，本实用新型所述的远程数据采集终端通过采用近年来一些先进成熟的单片机和传感器技术成果，进一步加强了可靠性，降低了功耗。结构合理，性能稳定，功能强劲。且该远程数据采集终端内包括一个用于异步通信的串行通信口、一个10Mbps的以太网接口、模拟量、开关量采集处理接口、模拟量、开关量输出控制接口以及数据存储，相关的供电、参数设置、保护电路，以及附属的配线、防护用机壳等等。光电隔离是避免工业现场信号互相干扰，也是本实用新型所述远程数据采信终端可靠运行的必要保证。为此其对开关量信号的输入和输出都有光电隔离。为了与电话线Modem、GSM短信机设备的连接，以及方便现场与PC连接进行调试，串行通信口放弃以前采用的非标准TTL电平接口，改用标准RS-232方式。同时，对于本远程数据采集终端核心程序采用KEIL C51高级语言编写，固化于AT89S8252中，程序设计为模块化结构。为了适应不同发射点的情况，分别设计了三个模块，对应于Modem、GSM短信息、以太网三个传输方式。KEIL C51是美国KEIL公司推出的一种针对8051MCU及其衍生产品的C开发工具，它是对ANSI标准C的一个扩展，并针对51MCU做了很好的优化，用KEIL C51开发出来的程序基本上能达到汇编语言同样的速度。在某些情况下，一个普通程序员用汇编语言写出来的代码执行效率甚至比不上KEIL C51生成的代码。模拟量采集与处理模块：A/D转换、数字滤波、储存。

●数字量采集与处理：数字量采集、储存。

●模拟量输出模块：D/A转换、储存。

●数字量输出模块：数字量输出、储存。

通信处理模块有：接收命令解释、发送数据装配、检测报警等通过各功能模块之间的调用，逐步地实现程序的功能。

为保证本实用新型所述的后台管理终端具有易操作性和易维护性的特点，并使其具有严格的安全控制能力、通信参数可灵活配置的能力以及实时监控实时报警和强大的统计查询功能，如图3所示，上述后台管理终端包括：用于有选择性地采集远程数据采集终端的各种数据到后台数据库并将后台数据库的各监控命令发布到远程数据采集终端的包含有电话数据采集、IP网络数据采集和GSM数据采集的后台数据采集装置；用于将后台数据采集装置的各种数据进行数据库管理和数据发布的后台数据库；用于根据后台数据库的数据发布进行报警处理、数据分析和有选择性地供客户查询的后台实时监控实时报警装置。此时本实用新型所述后台管理终端的特点及结构组如下：其特点是：

1.严格的安全设计

系统考虑到环境信息的安全特点，设计了严格的安全控制，不同的用户权限能够看到不同的信息。在进入每个模块之前都要进行用户登录，检查用户帐号。

2.通信参数灵活配置的能力

软件系统要具有强大的可伸缩性，表现在硬件系统添加或减少节点、设备不会对软件运行造成影响。

3.实时监控实时报警

系统可以根据设定的报警门限，发出声光报警，同时还可以根据故障的等级发送报警短信息。从而为提高现场维护的快速反应能力提供依据。

4.系统具备强大统计查询功能。

系统可以对各个发射点的运行状态进行跟踪，统计故障事件，计算发射点的MTBF等运行数据，并可以图形形式输出这些数据

其结构组成是：

数据采集/命令发布、动态监控模块

基于Windows环境的测控软件模块主要功能包括：

1.遥测功能

定时自动巡测各个测站；

随机点测各个测站；

设置定时时间间隔；

2.具有基于优先级别的任务调度功能

事故优先报警；主要参数等超限时，中心计算机以声、光、短信息等方式报警。

3.可以对远程终端进行参数更改

包括巡检间隔、IP地址、被叫号码等

4.本机参数的修改

包括以下的一些参数：

采集量配置：包括采集量的个数，每个量的代号、类型。

报警参数：设置数据的上下限，当数据越界时即触发报警程序报警。

数据发布模块

数据发布系统充分利用数据库技术，将系统运行数据在网络上进行有控制地发布，通过对应的客户端，任何有权限的用户都可以访问数据

数据库管理功能

自动形成历史数据文件。

可对历史数据按多种条件进行查询、对比。

可对历史数据进行各种统计、处理。

软件开发及应用环境

开发环境：

WINDOWS 2000 Server。

SQLSERVER 2000。

VB6.0。

MS Office 2000。

应用环境：

服务器操作系统：Windows 2000 Server。

数据库服务器：Microsoft SQL Server 2000。

客户端操作系统：Windows 98/2000/XP。

网络结构：快速以太网。

硬件设备：数据库服务器，通信设备，交换机，modem，GSM模块。

数据库选择

Microsoft的SQL Server建立于成熟的和强有力的关系模型之上，它是当今首选的数据存储和检索模型。在服务器端采用大型数据库SQL Server2000与孤立的PC数据库、传统的巨型机数据库以及小型机的数据库不同，服务器数据库，如Microsoft SQL Server，在网络功能组件上层增加了具有特别服务功能的组件，如OLE-DB和开放数据库连接(ODBC)。这些组件使不同的客户机应用系统连接并相互通信成为可能，并且不需要改变现有的服务器数据库或者其他现有的客户机应用系统。

SQL Server还包括许多PC数据库的前端工具(这些工具一直未包括在巨型机或小型机的数据库系统内)。除使用SQL(Structured Query Language，结构化语言)的衍生语言外，图形用户界面(GUI)程序能够用来存储、恢复和管理数据库。用SQL Server 2000，这些GUI应用程序的能力提高了许多倍。

SQL SERVER 2000图形化的界面及重多的开发向导可以使开发更快的完成。

开发语言的选择

在中心软件的开发上采用了Visual Basic 6.0，它是一种可视化的开发语言。用VB6开发的软件界面美观，兼容性好，同时VB6提供了很多的控件，Internet上也有很多的源代码和开发文章，这大大缩短了软件的开发周期。其具有如下功能和优势：软件主要功能

定时巡测

根据事先制定的监测计划设定巡测时间间隔，每隔一定时间自动取得监测数据，并存入数据库，以备调出审查。

随机点测

根据监测要求随时点测各发射点的运行状态值。

监测数字量和模拟量参数

可监视各发射点的设备运行状况，参数值的模拟、数字信号。

统计功能

可统计各发射点的运行参数，生成各种图表。

综上所述本实用新型所述的广播同步调频发射点的远程监控装置具有如下的功能及特点：

装置特点

1)装置结合电话线、GSM短信息、以太网网络等传输方式，组网灵活方便，传输速度快捷。采用GSM短信息时，采集一个发射点的数据时间小于3秒，真正做到在线实时采集。

2)装置采用混合组网方式，根据不同地区的特点，可灵活选择一种或多种传输手段。

3)具有声、光、电话、短信等报警方式，可以做到无人值守。

4)装置软件采用C/S(Client/Server)模式，在安装了客户软件的计算机上根据权限访问中心数据库，真正做到随时随地了解各发射站的运行状态。

5)装置可给出每个发射站的30分钟、日、月、年等曲线并可生成各种报表和运行统计数据。

6)装置采用模块化设计，组合灵活方便。

从而使本实用新型所述的广播同步调频发射点远程监控装置通过电话线、GSM网络传输、以太网网络等方式，将全部的调频发射点连成一个大信息网络，使管理维护人员能随时掌握广播系统的运行情况。大大减少了人力物力的投入，对于保障电台的安全播出有十分显著的意义。

Claims (3)

1、一种广播同步调频发射点的远程监控装置，其特征在于包括：

装置于各同步调频发射点的用于对各同步调频发射点的设备的运行数据进行采集和保存的至少一个远程数据采集终端；

装置于广播播控中心站的用于对各远程数据采集终端所采集的数据进行处理和分析，以形成各种统计数据、报表和管理数据并对运行故障进行及时报警和处理的后台管理终端；

用于将各远程数据采集终端采集的数据传输至后台管理终端和将后台管理终端的控制命令传送到各远程数据采集终端的包含有电话网络、GSM网络、以太网络至少三种传输方式的混合网络传输装置；

其中各远程数据采集终端和后台管理终端分别通过一个用于异步通信的采用标准RS-232方式的串行通信口和一个10Mbps以太网络接口与混合网络传输装置连接而进行通信。

2、根据权利要求1所述的远程监控装置，其特征在上述远程数据采集终端包括：

装置于各同步调频发射点的发射设备上或各种传感器上的用于采集数据和进行交换与传递控制命令的前端数据采集装置；

用于将前端数据采集装置的模拟数据进行模数转换并将转换后的数据与远程数据中央处理单元CPU进行通信的A/D转换装置；

用于将前端数据采集装置的数字数据与远程数据中央处理单元CPU1进行通信的I/O接口电路；

用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据进行数模转换及通信并将转换后的模拟数据传送至前端数据采集装置的D/A转换装置；

用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据与后台管理终端进行通信的采用RS-232方式的串行通信接口；

用于将远程数据中央处理单元CPU1的数据与后台管理终端进行通信的以太网络接口；

用于对前端数据采集装置所采集的数据进行处理的包括有初始化模块、“看门狗”复位模块、模拟量采集与处理模块、数学量采集与处理模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、通信处理模块、中断服务模块的远程数据中央处理单元CPU1。

3、根据权利要求1所述的远程监控装置，其特征在于上述后台管理终端包括：

用于有选择性地采集远程数据采集终端的各种数据到后台数据库并将后台数据库的各监控命令发布到远程数据采集终端的包含有电话数据采集、IP网络数据采集和GSM数据采集的后台数据采集装置；

用于将后台数据采集装置的各种数据进行数据库管理和数据发布的后台数据库；

用于根据后台数据库的数据发布进行报警处理、数据分析和有选择性地供客户查询的后台实时监控实时报警装置。

Images