CN205490574U - 一种无线广播接收监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线广播接收监测设备，该设备其构成主要包括控制主机、固态硬盘、音频处理模块、两个接收测量模块及高频功分器等。接收测量模块将接收到的高频广播信号进行解调后，经过运算处理，将得到的高频信号电平、音频、调幅（AM）、调制(FM)深度等技术指标经串口线，音频信号经音频线送入音频处理模块进行压缩，然后经过接口转换以网线格式送入控制主机，控制主机根据指令或将数据直接存入固态硬盘，待机送出，或实时直接经网线上传上端监测平台。该设备可以实现对全波段广播信号接收、解调、指标测量、音频采集编码压缩，能够同时接收、解调两路广播信号，并一对一同时进行指标测量、音频采集编码压缩、数据存储，处理效率高。

Description

一种无线广播接收监测设备

技术领域

本实用新型涉及应无线广播应用技术领域，特别涉及一种无线广播接收监测设备。

背景技术

随着科学技术的不断发展，信息传递的手段和途径很多，无线广播是社会管理者对受众最大众化的信息传播手段之一。现行主要的无线广播即是应用频段中波（535KHz至1605KHz）、短波（2MHz至30MHz）进行AM调幅广播、超短波（87MHz至108MHz）进行调频广播，它们是一种以无线发射的方式来传输广播的设备。到目前为止，从中央到省、市、县四级有上万台广播发射设备，具有覆盖范围广、无限扩容、安装维护方便、投资省性价比高特点。无论城市乡村、山区平原、湖泊大海、域内域外，无线广播信号广泛存在，而接收广播信号的接收机又非常便宜，所以无线广播应用较为普遍。

对无线广播信号进行实时监测，是完成无线广播信号应用的重要研究课题，而目前针对无线广播信号进行监测的设备，多数是单信道对接收到的信号进行指标测量和解调，而单信道信号处理的弊端就是仅能处理一路广播信号，处理效率较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种无线广播接收监测设备，以解决上述问题。

本实用新型实施例提供了一种无线广播接收监测设备，与上端监测平台电性连接，包括天线、二功分器、第一接收测量模块、第二接收测量模块、音频处理模块、控制主机、固态硬盘和模块电源；

二功分器的信号输入端经高频线与所述天线连接、两个信号输出端经两条高频线分别与所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块连接；

音频处理模块通过两组音频线分别与所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块连接，且通过两组串口线分别与所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块连接；

音频处理模块通过网线与所述控制主机连接；

控制主机通过数据线与所述固态硬盘连接，通过网线与所述上端监测平台连接；

模块电源与所述控制主机、第一接收测量模块和第二接收测量模块通过电源线连接。

其中，二功分器，用于将来自天线的高频信号功分为二，通过两个信道分别供给第一接收测量模块和第二接收测量模块；

第一接收测量模块和所述第二接收测量模块，用于对高频信号进行音频解调和频谱扫描，测量信号的各项指标数据，所述各项指标数据包括但不限于高频功率电平、调幅度、频率偏差；

音频处理模块，用于进行音频的采集编码压缩和各项指标数据的接口转换；

固态硬盘，用于存储系统程序、控制管理应用软件程序、各项指令和各项指标数据、数据库程序；

控制主机，用于接收上端监测平台的任务指令并根据控制管理应用软件程序，控制第一接收测量模块和第二接收测量模块执行任务，并控制音频处理模块进行音频采集编码压缩，将各项指标数据存储至固态硬盘或者实时传送至上端监测平台，或从固态硬盘调取历史数字音频及历史各项指标数据；

模块电源，用于将外部交流电源进行转换后供给二功分器、第一接收测量模块、第二接收测量模块、音频处理模块、控制主机和固态硬盘。

其中，所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块均通过RS-232接口经所述音频处理模块与所述控制主机进行通讯。

本实用新型实施例提供了一种无线广播接收监测设备，二功分器将接收到的高频信号分为两路信号通过两个信号传送至接收测量模块，接收测量模块将接收到的高频广播信号进行解调后，经过运算处理，将得到的高频信号电平、音频调幅（AM）、调制(FM)深度等技术指标经串口线，音频信号经音频线送人音频处理模块进行压缩，然后经过接口转换以网线格式送人控制主机，控制主机根据指令或将数据直接存入固态硬盘，待机送出，或实时直接经网线上传上端监测平台，如此，该监测设备能够同时接收、解调两路广播信号，并一对一同时进行各项指标测量、音频采集编码压缩、数据存储，且具备远程网络控制和对接收数据及实时音频传送功能。此外现有技术中的设备一般集成度不高，且大都没有数字化和IP化，所以也不能实现自动化测量和信息及数据的远程传送，而本实用新型实施例所提供的设备能够实现自动化测量和数据信息实时远程传送。

本实用新型实施例所提供的无线广播接收监测设备，第一/第二接收测量模块均高度集成、体积小、功能强大，采用TS-j08广播接收测量模块进行信号接收、解调、测量；采用DSP、DDS技术，集中、短波调幅、超短波调频广播信号接收、解调、测量功能于一体，集成度高、体积小、功能强大。

TS-j08广播接收测量模块提供RS-232接口与嵌入式控制主机进行通讯，并方便接入任何计算机控制系统。由于选用RS-232接口，不占用任何系统中断、CPU资源，控制系统集成灵活方便、稳定可靠性高。

接收信道高放级选用低噪声放大电路，接收效果好，提高了整机灵敏度。

选用十波段滤波、亚倍频滤波器技术、采用超外差式三次变频技术设计，抗干扰能力强。

用DSP、DDS技术，运算速度快，指标测量准确、精度高。

滤波器带宽达15k，支持现有自动音频识别软件系统的频域要求，可实现自动语音识别系统。

此外，设备的音频处理模块具有音频编码功能：完全基于硬件dsp的音频信号采集编码处理技术，支持5-128kbps动态可变码流技术、流媒体音频实时传输。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的无线广播接收监测设备的一个实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的无线广播接收监测方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采用的方法及其具体功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的无线广播接收监测设备，进行详细说明。

有关本实用新型的前述和其他技术内容、特点及功效，在以下结合附图及较佳实施例说明中可以清晰的呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型所采用的方法及其具体功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明之用，并非对本实用新型加以限制。

本实用新型实施例提供了一种无线广播接收监测设备，该设备与上端监测平台电性连接，参见图1所示，其主要包括天线16、二功分器15、第一接收测量模块R1、第二接收测量模块R2、音频处理模块11、控制主机12、固态硬盘13和模块电源14。

其中，二功分器15用于将来自天线16的高频信号功分为二，分别供给第一接收测量模块R1和第二接收测量模块R2。

第一接收测量模块R1和第二接收测量模块R2主要用于完成对高频信号的接收、解调音频、实现频谱扫描、高频功率电平、调幅度（调制度）、频率偏差等指标测量。

音频处理模块11主要用于音频采集编码压缩、数据的接口转换。

控制主机12则根据专用控制管理应用软件指令，控制第一接收测量模块R1和第二接收测量模块R2的工作，完成解调音频（经音频采集编码压缩）及各项指标数据的实时传送或存储；或从固态硬盘13调取历史数字音频及历史各项指标数据。

固态硬盘13则用于存储系统程序、控制管理应用软件程序、各项指令、数据库程序及数据等。

模块电源14，用于供给各功能模块及固态硬盘13等单元所需电源。

其中，作为一种可实施方式，各硬件设备之间的连接关系如下：

二功分器15的信号输入端经高频线与天线16连接、两个信号输出端经两条高频线分别与第一接收测量模块R1和第二接收测量模块R2连接。

音频处理模块11通过两组音频线分别与第一接收测量模块R1和第二接收测量模块R2连接，且通过两组串口线分别与第一接收测量模块R1和第二接收测量模块R2连接。

音频处理模块11通过网线与控制主机12连接。控制主机12通过数据线与固态硬盘13连接，且通过网线与上端监测平台连接。

模块电源14与控制主机12、第一接收测量模块R1和第二接收测量模块R2通过电源线连接。

优选地，作为一种可实施方式，该监测设备采用如下软件环境设计：

控制主机安装操作系统：Win7； 编程语言：标准C语言、VC、Delphi； 数据库： MySQL；播放插件：TSmediasetup4.8；搭载专用控制管理应用软件。

本实用新型公开的一种无线广播接收监测设备的工作流程，参见图2所示，具体包括：

步骤S110，二功分器实时将来自天线的高频信号功分为二，分别供给第一接收测量模块和第二接收测量模块；

步骤S111，控制主机实时接收上端监测平台下发的多项监测任务，多项监测任务包括指标收测任务、指标存储任务、频谱扫描任务、频偏测量任务、录音任务；

步骤S112，第一接收测量模块和第二接收测量模块根据各监测任务的优先级按照预设逻辑完成多项监测任务；

步骤S113，在执行录音任务、指标收测任务、频谱扫描任务、频偏测量任务时按照预定的数据结构将采集到的数据信息存入预先设置的本地数据库保存；在执行录音任务时将录音文件的基本信息存入数据表，并将录音文件保存指定的硬盘目录，以备上端监测平台进行历史监听和录音文件回收使用。

优选地，作为一种可实施方式，第一接收测量模块和第二接收测量模块根据各监测任务的优先级按照预设逻辑完成多项监测任务包括步骤：

第一接收测量模块、第二接收测量模块获取上端监测平台下发的监测任务类型和监测任务属性，监测任务属性包括监测任务运行时间段、所需硬件设备和任务优先级；

判断要执行的任务是否在同一时间段内，否，则按照该监测任务的运行时间段和执行间隔执行，是，则判断执行检测任务所需要的硬件设备是否冲突，否，则任务同时执行，是，则继续判断冲突的任务的优先级是否相同，是，则按照任务的测量周期循环执行，否，先执行优先级较高的任务，待该任务结束后再执行优先级较低的任务。

具体来说，上端监测平台向设备下发监测任务， 监测任务可以分为：指标收测任务、指标存储任务、频谱扫描任务、频偏测量任务、录音任务。所有任务用任务的优先级来区分。接收测量模块根据上端监测平台下发的任务类型自动进行任务收测。

任务收测计划为：不在同一时间内执行的任务，按照此任务的运行时间段和执行间隔执行，在同一时间段内的不同任务按照任务优先级顺序执行。任务执行的逻辑判断关系如下：

如果执行任务需要的硬件设备不冲突，任务同时执行。如在同一时间段内用同一接收测量模块执行的同一频率的录音任务、指标测量任务、频偏测量任务对硬件设备的使用不冲突。

如果硬件设备冲突，任务优先级相同，任务按照测量周期循环执行；任务优先级不同，先执行优先级高的任务，待该任务结束后再执行优先级低的任务。如在同一时间段内同一接收测量模块执行的频谱扫描任务与指标测量任务对接收测量模块的使用冲突。

优选地，在执行指标收测任务时，还根据上端监测平台下发的指标报警参数自动判断接收的高频信号的功率电平、中、短波调幅度、调频调制度是否达到所述指标报警参数规定的参数要求，否，则立即向上端监测平台发出报警信号，并按照特定数据结构将该报警信息存储在本地数据库，以备日后查阅。也就是说，设备在执行指标收测任务时，根据上端平台下发的指标报警参数自动判断高频信号功率电平、中、短波调幅度、调频调制度是否到达规定的参数要求，如果以上指标达不到参数规定的要求，应立即向上端平台报警并在本地按照特定数据结构存储，以备日后查阅。

同时，设备在执行各种收测任务时应自动记录监测数据和音频文件。设置本地数据库，在执行指标录音任务、指标测量任务、频谱扫描任务、频偏测量任务时按照特定的数据结构将采集到的数据信息存入数据库保存，以备查阅；在执行录音任务时将录音文件的基本信息（如文件路径等）存入数据表，将录音文件保存指定的硬盘目录，以备上端平台历史监听和录音文件回收使用。

此外，优选地，作为一种较佳的实施方式，设备自动记录系统工作日志。 设备按照特定的数据格式及编码规则自动记录系统的开、关机时间、远程控制记录（接收报警门限设置、接收任务记录、在线监听控制记录）、任务收测计划记录、设备自检记录、设备故障和越限报警记录、通讯状态记录、软件升级记录。按照特定的软件接口接收远程日志查询。

此外，本实用新型实施例的监测方法还包括设备故障报警。预先设置各硬件设备和软件程序的故障报警门限。实时监测各硬件设备和软件程序，判断是否出现故障达到预设的故障报警门限，是，立即向上端监测平台发出报警信号，并在故障解除后发出故障解除信号，之后按已定的数据结构将该报警信息存储在本地数据库。即本实用新型实施例的监测设备实时监测系统的软、硬件资源，包括第一/第二接收测量模块、设备电源、音频压缩模块、操作系统、本地数据采集应用软件等，当这些单元出现故障达到预设的报警门限或故障解除时，系统立即向上端平台报警并在本地按已定的数据结构存储报警信息，以备日后查阅。

更优地，上端监测平台根据需要对第一/第二接收测量模块的工作情况实时远程监测、监听。

预先设置指标实时查询接口、在线监听接口、在线频谱扫描接口和在线频偏测量接口。

第一接收测量模块和第二接收测量模块通过“指标实时查询接口”和“在线监听接口”根据远程需要实时回传监测数据和音频。通过“在线频谱扫描接口”实时回传频谱扫描数据。

第一接收测量模块和第二接收测量模块实时采集所有该单元状态，根据上端平台需要按“设备状态实时查询”接口回传两个接收测量模块实时状态。

当上端监测平台向设备下发回收数据指令时，该监测设备通过“指标查询上报接口”、“频谱查询上报接口”、“频偏查询上报接口”、“报警查询上报接口”、“音频查询上报接口”、“日志查询上报接口”分别按查询条件回传查询结果数据。

同时，本实用新型实施例的监测设备还可根据任务设置要求自动回传监测数据。设备根据任务设置回传监测数据要求按以上“查询上报接口”分别自动回传实时数据。

本实用新型实施例所提供的无线广播接收监测设备，第一/第二接收测量模块均高度集成、体积小、功能强大，采用广播接收测量模块进行信号接收、解调、测量；采用DSP、DDS技术，集中、短波调幅、超短波调频广播信号接收、解调、测量功能于一体，集成度高、体积小、功能强大。

广播接收测量模块提供RS-232接口与嵌入式控制主机进行通讯，并方便接入任何计算机控制系统。由于选用RS-232接口，不占用任何系统中断、CPU资源，控制系统集成灵活方便、稳定可靠性高。

接收信道高放级选用低噪声放大电路，接收效果好，提高了整机灵敏度。

选用十波段滤波、亚倍频滤波器技术、采用超外差式三次变频技术设计，抗干扰能力强。

用DSP、DDS技术，运算速度快，指标测量准确、精度高。

滤波器带宽达15k，支持现有自动音频识别软件系统的频域要求，可实现自动语音识别系统。

此外，设备的音频处理模块具有音频编码功能：完全基于硬件dsp的音频信号采集编码处理技术，支持5-128kbps动态可变码流技术、流媒体音频实时传输。

本实用新型实施例的无线广播接收监测设备的技术指标如下表所示：

本实用新型实施例提供的无线广播接收监测设备的主要功能及其优选实施方式如下：

1. 通讯功能

1）网络连接：设备通过ADSL等方式与公共互联网相连，通过VPN方式与上端平台建立虚拟专用网络。

2）按照设备与上端平台接口标准”定义的XML格式，通过http协议，自动接收上端平台下发的各种控制命令和监测任务，并根据要求回传监测数据和声音。

2. 接收功能

本设备选用二信道接收测量模块作为信号接收、解调、各项指标测量。可同时接收两路中、短波及调频广播信号。

3. 控制功能

1) 根据上端平台指令自动重启控制主机；

2) 根据上端平台指令或本地命令分别自动控制第一/第二接收测量模块；

3）根据任务需要自动从第一/第二接收测量模块获取测量数据；

4）自动实现实时收听任务、指标收测任务、指标存储任务、频谱扫描任务、频偏测量任务、录音任务等的切换。

4. 自动测量、保存和实时查询功能

1) 中、短波、调频高频信号功率电平本地保存和上端平台实时查询功能；

2) 调频调制度指标采集、本地保存和上端平台实时查询功能；

3) 中、短波调幅度、占用带宽、频偏测量指标采集、本地保存和远程实时查询功能；

4）设备各单元工作状态数据采集和远程实时查询功能。

5. 频谱扫描功能

1) 实时频谱扫描：根据上端平台实时频谱扫描指令，进行一路频谱扫描。三个必要参数为：起始频率、结束频率、扫描步长；

2) 指定频谱扫描任务：根据上端平台下发的频谱扫描任务的扫描时间，在指定的时间进行频谱扫描，频谱扫描完毕后将扫描结果上报上端平台应用软件，并将结果保存在本地数据库中；

3) 频谱扫描任务的优先级：频谱扫描任务按照不同的优先级进行排队，实时频谱扫描优先指定频谱扫描任务；频谱扫描和指标测量占用一路硬件设备。它们之间按任务的优先级排队轮循。

6. 广播信号音频录制和在线监听功能

1) 利用嵌入式二信道广播接收模块自带的软件音频编码算法，通过嵌入ST-ASS音频流媒体服务系统，实现本地音频录制和上端平台流媒体实时传输功能。音频信号压缩后以mp3编码格式自动存储为语音文件；

2) 设备支持两路广播音频信号的上端平台同时在线监听，对某一路信号系统采用组播方式发布，支持10客户端同时监听；

3) 音频流以RTSP流媒体形式实时传输，最大延时小于3秒，传输码流为8k、16k、24k、32k、40k、48k、64k、128k、256kbps可调。

7. 数据管理及上端平台查询、自动上报功能

1) 设备及各项指标报警门限参数管理；

2) 巡检参数管理；

3) 各项指标测量任务、频谱扫频任务、频偏测量任务、录音任务管理功能；

4) 各项指标、频谱、频偏测量数据按任务要求自动上报功能；

5) 各项指标、频谱、频偏测量数据上端平台查询功能；

6) 设备及各项指标报警数据上端平台查询功能；

7) 历史录音文件在线监听功能；

8) 历史录音文件回收功能；

9)工作日志远程查询功能；

10）各项指标收测、频谱、频偏数据、报警数据、系统日志数据、历史录音文件自动删除功能，设备设置专门线程对超过保存有效期（30天，可设）的数据自动删除。设备可以针对不同的任务设置不同的有效期。

8. 设备及指标越限报警和保存功能

1) 中、短波广播信号高频功率电平、调幅度、频偏越限异态向上端平台报警和本地保存功能；

2) 调频广播信号高频功率电平、调制度越限异态向上端平台报警和本地保存功能；

3) 中、短波广播信号高频功率电平、调幅度、频偏异态解除向上端平台报警和本地保存功能；

4) 调频广播信号高频功率电平、调制度异态解除向上端平台报警和本地保存功能；

5) 设备异常向上端平台报警和本地保存功能；

6) 设备异态解除向上端平台报警和本地保存功能。

9. 应用软件自检功能

系统设计专门的服务程序，时刻监测应用软件，在应用软件无响应的情况下，能够保证在几秒内回复应用程序正常运行。

10. 看门狗功能

系统设计看门狗电路，在系统或应用软件死机的情况下能够自动重启。

11.自动授时功能

系统通过Windows网络授时命令，自动与预设的上端平台授时服务器校时，每天授时一次，误差<1″。

12.远程升级功能

系统自动接收来自上端平台的远程软件升级命令，并自动升级本地应用软件，软件升级完成后不需要重新启动操作系统。

13.系统安全功能

用户及权限管理，上端平台有权限的用户能够通过网络遥控更改用户密码；系统在连续10分钟无人操作时，自动锁定控制主机。

基于上述技术方案，该监测设备可以实现中、短波接收范围AM：0.5--30MHz，以及调频FM：87MH--108MHz 的接收、解调，完成信号指标测量、频谱扫描和音频采集编码处理及流媒体传输，且指标采集与音频编码通道互相独立、互不干扰、并行工作。并且可以在在主控系统故障时，设备自动重启，两个接收测量模块还设置故障自诊断功能，故障指示灯在故障发生后显示。此外，该设备支持公用互联网链接，并自动建立VPN专用虚拟通道。支持PPOE公用互联网自动拨号连接，Junos pulse客户端VPN拨号系统。

以上所述 ，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案范围内。

Claims (3)

1.一种无线广播接收监测设备，其特征在于，与上端监测平台电性连接，包括天线、二功分器、第一接收测量模块、第二接收测量模块、音频处理模块、控制主机、固态硬盘和模块电源；

所述二功分器的信号输入端经高频线与所述天线连接、两个信号输出端经两条高频线分别与所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块连接；

所述音频处理模块通过两组音频线分别与所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块连接，且通过两组串口线分别与所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块连接；

所述音频处理模块通过网线与所述控制主机连接；

所述控制主机通过数据线与所述固态硬盘连接，通过网线与所述上端监测平台连接；

所述模块电源与所述控制主机、第一接收测量模块和第二接收测量模块通过电源线连接。

2.根据权利要求1所述的无线广播接收监测设备，其特征在于：

所述二功分器，用于将来自天线的高频信号功分为二，通过两个信道分别供给第一接收测量模块和第二接收测量模块；

所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块，用于对高频信号进行音频解调和频谱扫描，测量信号的各项指标数据，所述各项指标数据包括但不限于高频功率电平、调幅度、频率偏差；

所述音频处理模块，用于进行音频的采集编码压缩和各项指标数据的接口转换；

所述固态硬盘，用于存储系统程序、控制管理应用软件程序、各项指令和各项指标数据、数据库程序；

所述控制主机，用于接收所述上端监测平台的任务指令并根据所述控制管理应用软件程序，控制所述第一接收测量模块和第二接收测量模块执行任务，并控制所述音频处理模块进行音频采集编码压缩，将各项指标数据存储至所述固态硬盘或者实时传送至所述上端监测平台，或从所述固态硬盘调取历史数字音频及历史各项指标数据；

所述模块电源，用于将外部交流电源进行转换后供给所述二功分器、所述第一接收测量模块、所述第二接收测量模块、所述音频处理模块、所述控制主机和所述固态硬盘。

3.根据权利要求1所述的无线广播接收监测设备，其特征在于，所述第一接收测量模块和所述第二接收测量模块均通过RS-232接口经所述音频处理模块与所述控制主机进行通讯。