邓伟林

（作者单位：德阳市广播电视台）

目前，调频广播是大部分地区广播电视台主要使用的广播覆盖方式，为农村和城市听众提供广播节目。要实现调频广播节目信号的有效覆盖，切实维护人民群众收听权益，让人民群众及时收听到丰富多彩的广播，就必须将广播电视发射台（站）设置于海拔相对较高的地方，在农村一般将其设置在偏远且无遮挡的高山上，在城市一般将调频发射机置于铁塔上。

主备调频发射机、发射台供配电系统、广播节目信号源接收传输设备、高增益天馈系统等组成了强大而复杂的调频广播发射系统。其中，调频发射机是整个发射系统的核心部分，由多组电源模块、多组功放模块、激励器和合成器等多个功能组件组成，这些功能组件的性能、参数及工作状态均直接影响整个发射系统的工作效能。

因此，实时监控调频发射机和各功能组件的工作状态参数，及时准确判定并排除故障，对于广播节目信号覆盖及安全播出都具有非常重要的意义。

1 调频发射机数据采集和远程控制系统的组成介绍

如图1所示，调频发射机数据采集和远程控制系统的组成分为左右两部分，分别是被控端和控制端。左边为被控端，也是该系统的物理配置的核心部分，主要由A/D数据采集模块、串口服务器模块、交流接触器、继电器控制模块、音频切换器、各类传感器等组成。右边是控制端，它的组成相对简单，可以和被控端不在同一个地方，只需要在PC机、手机或平板电脑等终端安装配套的集成系统软件，接入互联网，进行相应的系统配置和连接就能作为监测控制中心，就可以对被控端各个接入设备进行相应的数据采集和远程控制。本文主要介绍以PC终端为控制端的情况。

2 调频发射机数据采集和远程控制系统实现的功能

该系统将控制端作为监测控制中心，监测和控制多个异地发射台站的多套接入设备的工作状态，包括主备调频发射机、发射台供配电系统、广播节目信号源接收传输等设备，可以为地方广播电视台运维技术人员提供高效率可扩展的运维参考服务。该系统主要包括调频发射机实时数据采集和远程控制两个方面的功能。

2.1 支持实时数据采集

经过合理规划和安装，按需设置接入设备，利用互联网数据传输技术，各模块相互配合把需要的数据实时回传，运维技术人员通过有网络接入的远程终端软件就可以及时了解和掌握接入设备运行情况，如监测调频发射机主备机开机状态、调频发射机功率输出是否在设定的范围内、调频发射机所在机房温湿度是否适度、每块功放模块工作温度、电流、电压、输出功率等是否正常。图2是数据采集的部分线路连接示意图，各采集模块和接入设备相互连接进行数据采集，并将采集到的数据一并送至串口服务器。

2.2 支持远程控制

经过对接入设备数据采集到的结果进行分析判断，如果调频广播发射系统中接入设备有异常或者例行日常运维，工作人员可以利用控制端通过远程控制终端发出开关量操作指令，借助网络继电器控制模块执行相应操作。该系统支持对异地多台调频发射机及周边设备实施远程控制操作，能够完成调频发射机主备机应急倒换、天馈线系统双工倒换控制、信号源链路切换控制、机房空调开关控制等功能。图3是该系统中远程控制的部分线路连接图。

图1 调频发射机数据采集和远程控制系统原理

图2 数据采集的部分线路连接示意图

3 各模块具有的功能

3.1 A/D数据采集模块

该模块属于工业级设备，具有抗干扰性强、隔离防雷、运行稳定、精度高等特点，主要完成主备调频发射机及各功能组件运行参数的模拟量数据采集，可同时完成电流电压的采集，包括对各传感器输出信号的采集，并且能将采集到的模拟数据进行A/D模数转换，将数字信号送至串口服务器模块。

3.2 传感器

继电器控制模块作为一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。系统中选用了电流传感器、光敏传感器、热敏传感器，配合A/D数据采集模块，实现对调频发射机交流电流电压、直流电流电压和环境温湿度等参数的监测回采功能。

3.3 串口服务器模块

该模块可以将RS-232/485/422串口设备转换成TCP/IP网络接口进行跨外网通信功能，系统中A/D数据采集模块属于串行设备，所以该模块也发挥着串口设备和网络之间的桥梁作用，主要完成A/D数据采集模块传来数据的实时跨网传输。

图3 远程控制的部分线路连接图

3.4 交流接触器

该设备的工作原理是将电磁力与弹簧弹力相配合，实现触头的接通和分断，有两种工作状态：失电状态和得电状态。系统中选用了高电流承载能力的交流接触器，安装于调频发射机的三相电源输入端，起到调频发射机电源总控作用，外加控制信号可以灵活执行供断电开关任务，为发射机主备机倒换应急播出提供简单可靠的硬件保障。

该模块内部集成了硬件TCP/IP协议栈、Socket编程实现，支持多组控制单元，内置和远程终端控制软件的一对一配对通讯功能，接口分为WiFi、网口、GPRS和RS485多种接口方式，同时具有相同数量的继电器输出和开关量输入接口。继电器控制模块输出功能有3种模式，分别是正常闭合、脉冲输出、延时动作，正常闭合是最常用的模式，如控制各设备的电源通断；脉冲输出是闭合一段时间自动断开，时间可以手动设定2 ms～60 min；延时动作是一条指令每路继电器按照设置时间自行闭合或者断开，减少瞬时功率或者逻辑场景实现。

系统中该设备主要执行远程终端发出的开关量操作指令，根据需要将控制信号传达给交流接触器对调频发射机进行远程控制，也可将控制信号传送给天馈系统双工倒换器、信源链路等接入设备进行相应控制，并实时反馈远程控制结果。

3.5 音频切换器

该设备能实现自动或者手动切换音频信号输入源，从而实现整个系统的音频主备切换功能。在调频广播发射系统中，控制音频信号源输入也是非常重要的工作，一般通过光纤、微波、网络等形式的信源链路完成多路音频信号作为输入源，有了该音频切换器，就可以实现对这些调频发射机的音频信号输入源的选择控制，从而达到自动识别与切换的效果，无须人工干预，也能够保证调频广播发射系统的音频部分安全有效运行。

4 调频发射机数据采集和远程控制系统软件

该系统采用远程终端集成系统软件进行集中管理，使用的软件由C++编写，可安装在Windows环境的PC机上，使用了点对点技术（P2P）做远程即时通信，具有低时延、高可靠性和高安全性的特点，界面友好，操作简单，按类别同样分为数据采集和远程控制两个方面，相辅相成。一是数据采集方面，软件可虚拟多个Com端口、模拟RS-485串口通信，和硬件模块一一对应，完成对接入设备的数据传输并呈现到软件界面上，让远端技术人员更直观地了解到各接入设备的各项参数。也可对各参数数据进行更新频次的设置，如每2 s更新一次，可提高监控数据的时效性。二是远程控制方面，通过鼠标点击相应按钮，即可发出开关量指令控制继电器模块工作，将对应控制信号送至各设备执行相应操作，完成对调频发射机的各种控制，如上电、拉闸或主备调频发射机倒换等操作。

5 调频发射机数据采集和远程控制系统特点

5.1 系统运行成本低

一套系统软件控制多台接入设备，按需接入，硬件成本低。且该系统方案用先进技术手段代替传统人

工值守，以极小的代价即可实现调频发射机的数据采集和远程控制。

5.2 系统结构清晰简单

系统由多个功能模块组成，而且安装布置简单，各模块可相互独立工作，相互隔离，运行可靠，性能稳定，具有较高的可靠性、稳定性和安全性。

5.3 系统不受时域和地域限制

系统基于网络控制，只要互联网能够触及的地方都可以作为远程控制端或被控端，不受时域和地域的限制，可全天时、全地域将采集的数据传输至监测控制中心，也可以提高广播电视发射台站布点选址的灵活性。

5.4 系统具有良好的扩展性

系统软件支持二次开发、数据开源，易于修改和扩展，因此，可以开发专用应用程序（Application，App），并运行于PC端、手机端或者平板等可定制性监控软件产品上，实现对接入系统内所有调频发射机及周边多个功能模块的监测与控制，经过改良还可应用到电力、电信、能源、交通、环保等领域。

6 结语

本文是笔者在参与调频发射机数据采集和远程控制系统的设计、安装和调试工作中学习和了解到的相关知识，也介绍了该系统的实现方法。笔者结合调频发射机数据采集和远程控制系统的完成，总结如下设计心得：工作人员在设计、安装和调试调频发射机数据采集和远程控制系统中，做了很多测试，也走了弯路，最后选择采用了市场上现有的高精度A/D数据采集模块、低时延串口服务器模块、网络继电器控制模块等组成一套完整的集成系统，缩短了各种环境研发设计周期，在短时间内完成系统的安装调试工作。实践证明，在广播电视领域，节目安全播出要求越来越高，在高效率的技术发展面前，应重视技术创新，而调频发射机数据采集和远程控制的项目就是一个创新，系统的实施完成不仅能解决传统运维方式所带来的一些弊端，提高工作效率的同时还能降低广播电视发射台站运行成本，最重要的是可以降低调频发射机故障造成的节目停播率，减少安全播出事故， 值得借鉴参考。