一种发射机智能监测控制系统及方法与流程

1.本发明涉及发射机智能监测控制，具体是涉及一种发射机智能监测控制系统及方法。


背景技术：

2.新闻广播电视台需要发射大量的不同频率的广播任务，需要发射机产生信号，通过天线发射出去，完成发射任务。
3.新闻广播电视台的发射机数量较多，播出频率各不相同，手动切换不同频率时，工作量大且操作困难，容易出错，不能满足实时播出的要求。目前采用手动对短波发射机进行控制，市面上部分短波发射机还使用的是机械仪表盘，对于需要查看该设备参数的人员来说，机械仪表盘的准确性较低且效率低，当要对短波发射机进行操作时，也采用传统的按键式操作方式，效率低且出错率高，迫切的需要能够提高播出效率和质量的手段。由于发射机机房环境一般比较恶劣，不太适合工作人员长时间呆在现场监测与操作，所以将发射机的状态监测与控制远程化非常重要。各个地方的发射机状况情况不同、天线场区环境不同、馈线调节也有差异，在这样复杂的工作环境下，发射机老化后会经常出现烧坏发射机内部部件的情况。所以实时的了解到发射机内部的各向指标数据，对保护发射机、保证发射机的正常播出，已经是非常具有意义和必要的一件事情。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发射机智能监测控制系统及方法，在发射机智能监测控制设备与上位机断线时，依然能够实现对发射机工作的控制，并对发射机参数进行监控，有利于保证发射机的正常工作。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种发射机智能监测控制系统，包括上位机、发射机智能监测控制设备和发射机；所述发射机智能监控设备包括arm芯片、rj45网口、通讯接口组和io电平通断控制开关；所述arm芯片通过rj45网口与所述上位机连接；所述arm芯片还分别与通讯接口组和io电平通断控制开关连接；所述通讯接口组用于采集来自发射机的监测数据，所述io电平通断控制开关用于控制发射机的硬件通断；所述上位机，每隔10分钟或运行图更新后，会下发一次最新运行图到发射机智能监测控制设备，保存在发射机智能控制设备内arm芯片内置flash中；并在需要控制发射机工作时，将实时的控制指令传输给发射机智能监测控制设备，由发射机智能监控设备控制发射机进行工作；所述发射机智能监测控制设备，在与上位机通讯正常时，根据实时的控制指令对发射机进行控制，在通讯出现异常时，开始进行硬件接管，根据运行图对发射机进行控制；并在发射机工作过程中，获取来自发射机的数据，进行智能监测。
6.优选地，所述arm芯片采用armcortexm3芯片，所述控制系统还包括电源、运行和报
警指示灯；所述通讯接口组包括rs233/rs485通讯接口和ad/io接口；对于自带工控机和通讯接口的发射机，所述arm芯片通过rs233/rs485/j45网口直接与发射机对接协议达到数据采集与控制的目的；对于不带工控机并且没有直接通讯接口的发射机，无法自动运行，需要硬件采集发射机各个模块的参数：在发射机中每一个被监测部分设置相应的监测模块，并连接到发射机智能监测控制设备中的ad接口，从而实现对发射机的参数采集；对于发射机中每一个被监测部分，需要采集的参数包括频率、电流、电压和温度；所述监测模块包括频率采集单元、电流采集单元、电压采集单元和温度采集单元；ad接口包括多路ad转换芯片，ad转换芯片的每一路对应于一个监控模块，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号传输给arm芯片；所述i/o接口包括多路io转换单元，每一路io转换单元对应于发射机中的一个被监测部分，并连接在被监测设备的输出端，进行电平的实时监控，1.8v~30v电压视为高电压，对应数据位置1，否则为低电压，对应数据位置0，并将监测结果传输个arm芯片；arm芯片在监测到的频率、电流、电压和温度超出设定阈值，或是i/o接口输入的电平异常时，通过io电平通断控制开关控制发射机的硬件电源断开。
7.所述发射机智能监测控制设备对发射机进行智能监测时，实时获取发射机的运行数据，获取到的数据汇聚到arm芯片做计算处理分析，并预留额外的rs232与rs485接口，以便于需要进行环境数据采集时，作为环境数据采集结果的输入接口；所述环境数据包括温湿度、空气质量、烟雾报警或火灾报警数据；所述arm芯片在监测到的频率、电流、电压和温度超出设定阈值，或是i/o接口输入的电平异常时，生成报警信息，并触发与arm芯片连接报警故障指示灯，并将报警反馈到上位机，便于操作者及时发现故障点，arm芯片处理完一次数据后会立刻通过rj45网口向上位机反馈，上位机做出数据展示。
8.一种发射机智能监测控制方法，包括以下步骤：s1.上位机每隔10分钟或运行图更新后,会下发一次最新运行图到发射机智能监测控制设备，保存在发射机智能监测控制设备内部flash中；s2.确定发射机智能监测控制设备与上位机的通讯状态：发射机智能监测控制设备超过10s未接收到发射机的信号时，触发报警，提示与发射机断开连接；发射机智能监测控制设备上位机超过60s握手失败会视为与上位机通讯异常，进入硬件接管状态；s3.发射机智能监测控制设备与上位机正常通讯时，发射机智能监测控制设备会实时处理采集到的数据并判断报警情况，实时上报状态数据，上位机根据上报的状态数据下发控制命令，此时发射机的控制操作是由上位机下发控制命令到发射机智能监测控制设备，发射机智能监测控制设备解析上位机的命令，下发命令控制发射机；s4.发射机智能监测控制设备与上位机通讯异常时，结合gps校时准确获取系统时间，再根据保存在内部flash中的运行图自动运行，运行图包含了发射任务的具体信息，根据运行图自主下发开关机、开关发射、增减功率等控制命令，再根据处理后的状态数据，判
断是否有物理故障和逻辑故障，根据故障的类型直接下发报警关机、关发射、增减功率控制命令给发射机；s5. 发射机根据来自发射机智能控制设备的命令，进行信号发射。
9.本发明的有益效果是：（1）具有ad、io、rs-485、rs-232、网口等多种采集、通信接口，可适配所有发射机机型。
10.（2）无需在传统机械仪表盘上查看设备参数，发射机状态实时获取并显示，报警类型提示明确，提高监测的准确性和时效性，故障自动保护，降低设备故障率和维修成本。
11.（3）无需手动到现场去操作发射机，操作室内的上位机接收到设定运行图，控制发射机自动执行，也可手动下发各个指令。
12.（4）由于发射机的状态监测与控制通过上位机远程交互，工作人员的监控能力提高，一个人即可完成对整个机房发射机的监测与控制。
13.（5）脱机管理，当控制中心出现离线或故障时，设备自带系统具有运行图存储功能，将运行图存储在系统当中，能够自动对发射机进行控制，即使无外部指令下发也能自动执行，保障该单位的工作正常运行。
附图说明
14.图1为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
16.本发明对发射机进行远程控制与指令下发；实时采集发射机在任意状态下的实时数据；对采集到的发射机各类数据及参数，进行智能分析与数据处理，做到智能报警、发射机智能保护功能；该设备可动态存储每天的运行任务，当与上位机失去通信时，发明自动切换到硬件接管功能，自主控制发射机执行该天的所有运行任务等功能，具体地：1、采集发射机各项数据，并针对广电短波领域发射机的实际运行情况，设计了对各种复杂情况的应急预案。所有的报警产生，控制逻辑，智能调节都以采集到的数据作为基础或支撑。
17.2、报警类型的设置，可以更为直观的展示发射机的故障情况，并且能够最大程度的保证发射机任务播出的同时避免烧毁发射机部件。
18.3、发射机状态监控与控制集成化、简单化，监控能力更高、更准确，实现远程监测与控制发射机。
19.4、硬件接管机制，即使上位机出现故障或断电，每台设备仍能独立的检测发射机的状态，控制发射机按照flash中存储的任务正常执行，保障发射任务顺利完成。
20.5、统计保存发射天线对于各个频率的播出性能，安排各个频率到播出效果最好的天线上播出，提高播出质量。
21.本发明的具体方案如下：如图1所示，一种发射机智能监测控制系统，包括上位机、发射机智能监测控制设备和发射机；
所述发射机智能监控设备包括arm芯片、rj45网口、通讯接口组和io电平通断控制开关；所述arm芯片通过rj45网口与所述上位机连接；所述arm芯片还分别与通讯接口组和io电平通断控制开关连接；所述通讯接口组用于采集来自发射机的监测数据，所述io电平通断控制开关用于控制发射机的硬件通断；所述上位机，每隔10分钟或运行图更新后，会下发一次最新运行图到发射机智能监测控制设备，保存在发射机智能控制设备内arm芯片内置flash中；并在需要控制发射机工作时，将实时的控制指令传输给发射机智能监测控制设备，由发射机智能监控设备控制发射机进行工作；所述发射机智能监测控制设备，在与上位机通讯正常时，根据实时的控制指令对发射机进行控制，在通讯出现异常时，开始进行硬件接管，根据运行图对发射机进行控制；并在发射机工作过程中，获取来自发射机的数据，进行智能监测。
22.在本技术的实施例中，所述arm芯片采用armcortexm3芯片，所述控制系统还包括电源、运行和报警指示灯；所述通讯接口组包括rs233/rs485通讯接口和ad/io接口；对于自带工控机和通讯接口的发射机，所述arm芯片通过rs233/rs485/j45网口直接与发射机对接协议达到数据采集与控制的目的；对于不带工控机并且没有直接通讯接口的发射机，无法自动运行，需要硬件采集发射机各个模块的参数：在发射机中每一个被监测部分设置相应的监测模块，并连接到发射机智能监测控制设备中的ad接口，从而实现对发射机的参数采集；对于发射机中每一个被监测部分，需要采集的参数包括频率、电流、电压和温度；所述监测模块包括频率采集单元、电流采集单元、电压采集单元和温度采集单元；ad接口包括多路ad转换芯片，ad转换芯片的每一路对应于一个监控模块，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号传输给arm芯片；所述i/o接口包括多路io转换单元，每一路io转换单元对应于发射机中的一个被监测部分，并连接在被监测设备的输出端，进行电平的实时监控，1.8v~30v电压视为高电压，对应数据位置1，否则为低电压，对应数据位置0，并将监测结果传输个arm芯片；arm芯片在监测到的频率、电流、电压和温度超出设定阈值，或是i/o接口输入的电平异常时，通过io电平通断控制开关控制发射机的硬件电源断开。
23.在发射机型号不同时，发射机中的被监测部分选择也可能不同，具体可以根据情况预先选择来确定，例如，发射机中比较常见的被监测部分为功放、滤波器等。
24.所述发射机智能监测控制设备对发射机进行智能监测时，实时获取发射机的运行数据，获取到的数据汇聚到arm芯片做计算处理分析，并预留额外的rs232与rs485接口，以便于需要进行环境数据采集时，作为环境数据采集结果的输入接口；所述环境数据包括温湿度、空气质量、烟雾报警或火灾报警数据；所述arm芯片在监测到的频率、电流、电压和温度超出设定阈值，或是i/o接口输入的电平异常时，生成报警信息，并触发与arm芯片连接报警故障指示灯，并将报警反馈到上位机，便于操作者及时发现故障点，arm芯片处理完一次数据后会立刻通过rj45网口向上位机反馈，上位机做出数据展示。
25.在本技术的实施例中，所述发射机智能监测控制设备还带有设备更新口，所述设
备更新口与arm芯片连接，在控制不同型号的发射机（或更换需要控制的发射机）时，可以通过设备更新口对arm芯片中的程序代码进行更新，使其能够适配不同型号的发射机；一种发射机智能监测控制方法，包括以下步骤：s1.上位机每隔10分钟或运行图更新后,会下发一次最新运行图到发射机智能监测控制设备，保存在发射机智能监测控制设备内部flash中；s2.确定发射机智能监测控制设备与上位机的通讯状态：发射机智能监测控制设备超过10s未接收到发射机的信号时，触发报警，提示与发射机断开连接；发射机智能监测控制设备上位机超过60s握手失败会视为与上位机通讯异常，进入硬件接管状态；s3.发射机智能监测控制设备与上位机正常通讯时，发射机智能监测控制设备会实时处理采集到的数据并判断报警情况，实时上报状态数据，上位机根据上报的状态数据下发控制命令，此时发射机的控制操作是由上位机下发控制命令到发射机智能监测控制设备，发射机智能监测控制设备解析上位机的命令，下发命令控制发射机；s4.发射机智能监测控制设备与上位机通讯异常时，结合gps校时准确获取系统时间，再根据保存在内部flash中的运行图自动运行，运行图包含了发射任务的具体信息，根据运行图自主下发开关机、开关发射、增减功率等控制命令，再根据处理后的状态数据，判断是否有物理故障和逻辑故障，根据故障的类型直接下发报警关机、关发射、增减功率控制命令给发射机；s5. 发射机根据来自发射机智能控制设备的命令，进行信号发射。
26.上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。