數(shù)字電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)探究

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摘要：應(yīng)用C/S架構(gòu)對無線數(shù)字電視發(fā)射機房電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)進行設(shè)計。系統(tǒng)中包括一個監(jiān)測中心和多個監(jiān)測終端。監(jiān)測中心能夠與各個機房監(jiān)測終端進行數(shù)據(jù)交互，監(jiān)測終端能夠監(jiān)測主要分支電力的工作狀態(tài)，將監(jiān)測過程中的人力消耗降到最低，提高整體監(jiān)測質(zhì)量。文章著重對無線數(shù)字電視發(fā)射機房電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)進行論述，以期達到良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：無線數(shù)字；電視發(fā)射機房；電力遠程監(jiān)測；系統(tǒng)

1概述

近年來，無線數(shù)字電視在鐵路、公交、戶外廣告和移動多媒體等領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。在城市或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立單頻網(wǎng)、差轉(zhuǎn)臺或直放站等，能夠提高信號質(zhì)量。同時，其對供電的穩(wěn)定性和持續(xù)性要求也比較高，以保證機房內(nèi)各項設(shè)備的正常運行。當前，很多發(fā)射基站以人工巡檢為主，嚴重影響了信號檢修質(zhì)量。無線數(shù)字電視發(fā)射機房電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量各設(shè)備支路電流、電壓和運行狀態(tài)等參數(shù)，以實現(xiàn)對各設(shè)備運行狀況的監(jiān)測和記錄。同時，也能夠加強機房的安全防范和反恐保障。該系統(tǒng)能夠快速、準確、直觀的對各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行顯示，在故障情況下，實現(xiàn)報警的即時性，以提醒值機員和維護人員盡快趕到現(xiàn)場對事故進行處理，提高設(shè)備安全管理質(zhì)量。

2系統(tǒng)功能和監(jiān)測終端平臺

2.1電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能

電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測終端、通信層和遠程監(jiān)測中心。監(jiān)測終端對各電力支路的參數(shù)和工作狀態(tài)進行采集，并結(jié)合預(yù)設(shè)值，對故障進行判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)報警、日記查詢和本地顯示等；遠程監(jiān)測中心具備智能性和多功能性，內(nèi)部包含管理系統(tǒng)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和自動化處理，其對發(fā)射機房回傳的數(shù)據(jù)進行收集，借助數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)的存儲和管理，并具有數(shù)據(jù)分析、告警提示和報表打印等功能；通信層借助C/S架構(gòu)設(shè)計，它的服務(wù)端是遠程監(jiān)測中心，借助TCP傳輸協(xié)議和各機房客戶端實現(xiàn)通信[1]。

2.2監(jiān)測終端平臺

2.2.1硬件結(jié)構(gòu)

發(fā)射機房電力監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其處理核心是微控制器。它借助SM系列電流變送器，將電壓信號傳輸?shù)娇刂破鞯腁DC口，并借助SPI接口與網(wǎng)絡(luò)模塊W5100接入Internet。LCD對機房現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和告警情況進行顯示。發(fā)射機房電力監(jiān)測終端中的傳感器設(shè)備接入接口比較多，實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)測和管理。如果監(jiān)測到異常情況，系統(tǒng)會發(fā)出報警。同時，也可以借助系統(tǒng)預(yù)設(shè)的應(yīng)急程式，對應(yīng)急措施進行自動啟動，幫管理人員排除故障，將故障損失降到最低。

2.2.2支路電壓和電流監(jiān)測方法

主電力系統(tǒng)采用交流和大電流回路將電力送往設(shè)備，實現(xiàn)電能傳輸，不能夠直接與控制器C8051F240的ADC口連接進行測量。應(yīng)用互感器，對交流大電流數(shù)值進行控制。以SM系列線性交流電流變動器SML50AEC-12/24為例，其具有高靈敏度特點，初級與次級隔離；單電源供電，電源電壓范圍和電流測量范圍分別為12-24V和0-50A；交流輸入，輸出直流電壓為0-5V。SM系列電流傳感器借助外接電阻，將電流輸出轉(zhuǎn)化為電壓輸出。

3客戶端軟件

客戶端軟件以C語言設(shè)計為主，結(jié)構(gòu)簡單。通過調(diào)用不同的功能子函數(shù)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計。子函數(shù)包括初始化模塊、網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)建、數(shù)據(jù)采集處理、日志操作和數(shù)據(jù)格式處理等。技術(shù)人員要對每一個節(jié)點進行嚴格控制。

3.1程序流程

終端上電后，進行系統(tǒng)初始化，然后與服務(wù)器進行TCP網(wǎng)絡(luò)連接。正常通信之后，終端對各支路的電流和電壓值進行采集，并對采集的數(shù)據(jù)進行分析、處理和判斷。如果數(shù)據(jù)正常，對其進行打包，發(fā)送到服務(wù)器端；如果數(shù)值異常，寫入日志，啟動本地報警，在LCD上顯示告警原因，將數(shù)據(jù)和告警報錯類型同時發(fā)送到服務(wù)器中。在設(shè)定好的掃描時間基礎(chǔ)上進行延時，進行下一次循環(huán)。重視掃描周期設(shè)計，對電流和溫度變化進行考量，將量級和掃描周期分別控制在1/10s和100-200ms。同時，技術(shù)人員也要結(jié)合具體情況，對軟件流程進行明確認識和了解。

3.2數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理從數(shù)據(jù)采集底層開始，以確保數(shù)據(jù)處理的普遍性和適用性。不同的測量定義都要對應(yīng)一組數(shù)據(jù)，結(jié)合先驗知識或后驗知識進行人工設(shè)定。取得檢測量數(shù)值后，對其進行評估，以明確實時狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集過程：

（1）從模塊讀取數(shù)據(jù)、采樣；

（2）將采樣次數(shù)控制在5次，分別去掉最大和最小，平均值即為實時數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)評估。如果數(shù)據(jù)不合理，繼續(xù)執(zhí)行采樣工作。如果依然不合理，放棄采集，記錄為故障。

4集中監(jiān)測管理重心

4.1數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

上傳數(shù)據(jù)和下行指令都是系統(tǒng)客戶端與服務(wù)器端的上下行數(shù)據(jù)交互。對數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行定義，并以幀的格式對其進行打包，借助TCP連接進行發(fā)送。協(xié)議規(guī)定每個幀都以#DVB#開始，以#END#結(jié)束，以區(qū)分每個幀數(shù)據(jù)。在每個機房的監(jiān)測終端設(shè)置固定的IP地址，在監(jiān)測中心管理系統(tǒng)對其進行錄入。

4.2報警類型

本地報警即在控制器上進行聲光報警，并對報警信息和處理方法進行記錄，進而傳送到監(jiān)測后臺。監(jiān)測后臺能夠?qū)崿F(xiàn)遠程報警，其在人機交互上彈出相關(guān)界面，并對具體的機房故障情況及原因進行明確。常見的故障報錯情況一般包括停運、正常、預(yù)警、告警、開路、短路、干擾、缺陷八個類型。它們的錯誤代碼分別為Error0、Error1、Error2、Error3、Error4、Error5、Error6、Error7。通道故障一般包括通道數(shù)據(jù)異常、開路、短路等。模塊故障包括無通信回應(yīng)、掉電、接觸不良或模塊損壞。通信線路故障背景下，所有模塊都沒有響應(yīng)。干擾是指電磁環(huán)境背景下，出現(xiàn)無效壞數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)該種情況，對近期測量數(shù)據(jù)進行發(fā)送和存儲，以有效消除干擾問題。如果不存在連續(xù)壞數(shù)據(jù)，則說明缺陷集中在通道或電流變送器上。

參考文獻：

[1]張帆，趙志梅.無線數(shù)字電視發(fā)射機房電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2011（24）：74-76.

[2]劉長凱.遠程電視發(fā)射機房電力監(jiān)控系統(tǒng)[J].有線電視技術(shù)，2012（10）：83-85.

[3]王徐.貴州廣播電視臺發(fā)射機房監(jiān)播系統(tǒng)的設(shè)計與使用[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2015（9）：119-123.

作者:劉超 馮繼鵬 單位:陜西廣電網(wǎng)絡(luò)傳媒（集團）股份有限公司