數(shù)字電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)探究

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摘要：應(yīng)用C/S架構(gòu)對(duì)無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中包括一個(gè)監(jiān)測(cè)中心和多個(gè)監(jiān)測(cè)終端。監(jiān)測(cè)中心能夠與各個(gè)機(jī)房監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，監(jiān)測(cè)終端能夠監(jiān)測(cè)主要分支電力的工作狀態(tài)，將監(jiān)測(cè)過程中的人力消耗降到最低，提高整體監(jiān)測(cè)質(zhì)量。文章著重對(duì)無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行論述，以期達(dá)到良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：無線數(shù)字；電視發(fā)射機(jī)房；電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；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(dòng)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(tái)或直放站等，能夠提高信號(hào)質(zhì)量。同時(shí)，其對(duì)供電的穩(wěn)定性和持續(xù)性要求也比較高，以保證機(jī)房?jī)?nèi)各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)前，很多發(fā)射基站以人工巡檢為主，嚴(yán)重影響了信號(hào)檢修質(zhì)量。無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠測(cè)量各設(shè)備支路電流、電壓和運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)和記錄。同時(shí)，也能夠加強(qiáng)機(jī)房的安全防范和反恐保障。該系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確、直觀的對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，在故障情況下，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的即時(shí)性，以提醒值機(jī)員和維護(hù)人員盡快趕到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)事故進(jìn)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(cè)終端平臺(tái)

2.1電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)終端、通信層和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心。監(jiān)測(cè)終端對(duì)各電力支路的參數(shù)和工作狀態(tài)進(jìn)行采集，并結(jié)合預(yù)設(shè)值，對(duì)故障進(jìn)行判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警、日記查詢和本地顯示等；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和自動(dòng)化處理，其對(duì)發(fā)射機(jī)房回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，借助數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，并具有數(shù)據(jù)分析、告警提示和報(bào)表打印等功能；通信層借助C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，它的服務(wù)端是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心，借助TCP傳輸協(xié)議和各機(jī)房客戶端實(shí)現(xiàn)通信[1]。

2.2監(jiān)測(cè)終端平臺(tái)

2.2.1硬件結(jié)構(gòu)

發(fā)射機(jī)房電力監(jiān)測(cè)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(hào)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(duì)機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果和告警情況進(jìn)行顯示。發(fā)射機(jī)房電力監(jiān)測(cè)終端中的傳感器設(shè)備接入接口比較多，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和管理。如果監(jiān)測(cè)到異常情況，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警。同時(shí)，也可以借助系統(tǒng)預(yù)設(shè)的應(yīng)急程式，對(duì)應(yīng)急措施進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)，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(cè)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(shí)現(xiàn)電能傳輸，不能夠直接與控制器C8051F240的ADC口連接進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)用互感器，對(duì)交流大電流數(shù)值進(jìn)行控制。以SM系列線性交流電流變動(dòng)器SML50AEC-12/24為例，其具有高靈敏度特點(diǎn)，初級(jí)與次級(jí)隔離；單電源供電，電源電壓范圍和電流測(cè)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(jì)為主，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。通過調(diào)用不同的功能子函數(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.1程序流程

終端上電后，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后與服務(wù)器進(jìn)行TCP網(wǎng)絡(luò)連接。正常通信之后，終端對(duì)各支路的電流和電壓值進(jìn)行采集，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判斷。如果數(shù)據(jù)正常，對(duì)其進(jìn)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(dòng)本地報(bào)警，在LCD上顯示告警原因，將數(shù)據(jù)和告警報(bào)錯(cuò)類型同時(shí)發(fā)送到服務(wù)器中。在設(shè)定好的掃描時(shí)間基礎(chǔ)上進(jìn)行延時(shí)，進(jìn)行下一次循環(huán)。重視掃描周期設(shè)計(jì)，對(duì)電流和溫度變化進(jìn)行考量，將量級(jí)和掃描周期分別控制在1/10s和100-200ms。同時(shí)，技術(shù)人員也要結(jié)合具體情況，對(duì)軟件流程進(jìn)行明確認(rèn)識(shí)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(cè)量定義都要對(duì)應(yīng)一組數(shù)據(jù)，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)或后驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行人工設(shè)定。取得檢測(cè)量數(shù)值后，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，以明確實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)評(píng)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(cè)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(duì)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行定義，并以幀的格式對(duì)其進(jìn)行打包，借助TCP連接進(jìn)行發(fā)送。協(xié)議規(guī)定每個(gè)幀都以#DVB#開始，以#END#結(jié)束，以區(qū)分每個(gè)幀數(shù)據(jù)。在每個(gè)機(jī)房的監(jiān)測(cè)終端設(shè)置固定的IP地址，在監(jiān)測(cè)中心管理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行錄入。

4.2報(bào)警類型

本地報(bào)警即在控制器上進(jìn)行聲光報(bào)警，并對(duì)報(bào)警信息和處理方法進(jìn)行記錄，進(jìn)而傳送到監(jiān)測(cè)后臺(tái)。監(jiān)測(cè)后臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警，其在人機(jī)交互上彈出相關(guān)界面，并對(duì)具體的機(jī)房故障情況及原因進(jìn)行明確。常見的故障報(bào)錯(cuò)情況一般包括停運(yùn)、正常、預(yù)警、告警、開路、短路、干擾、缺陷八個(gè)類型。它們的錯(cuò)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(duì)近期測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送和存儲(chǔ)，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(xiàn)：

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

[2]劉長(zhǎng)凱.遠(yuǎn)程電視發(fā)射機(jī)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(tái)發(fā)射機(jī)房監(jiān)播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(tuán)）股份有限公司