嵌入式廣播電視監(jiān)測應(yīng)用體會(huì)研究

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【摘要】高科技的發(fā)展和應(yīng)用，使廣播電視節(jié)目信號的傳播變得更加快速、準(zhǔn)確，但沒有人保證信號傳遞的過程中一直保持順暢，不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，所謂為了保證廣播電視節(jié)目能在每一片區(qū)域順利播出，廣播電視臺(tái)一方需要對廣播電視節(jié)目的播出進(jìn)行實(shí)況動(dòng)態(tài)監(jiān)督，這就需要用到先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備。目前，廣播電視臺(tái)使用的監(jiān)測設(shè)備為嵌入式，這種新型的監(jiān)測設(shè)備比傳統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)備在監(jiān)測功能上要技高一籌，因此廣受廣播電視的青睞。

【關(guān)鍵詞】嵌入式;廣播電視;監(jiān)測設(shè)備應(yīng)用

1嵌入式廣播電視監(jiān)測設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

組成傳統(tǒng)架構(gòu)的監(jiān)測設(shè)備的系統(tǒng)或元件在很多方面都不如新型的嵌入式監(jiān)測設(shè)備更適用于現(xiàn)在的節(jié)目信號傳播。在系統(tǒng)方面，傳統(tǒng)架構(gòu)式設(shè)備經(jīng)常直接采用2000或2003版本的Windows操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)確實(shí)有對監(jiān)測功能發(fā)揮做貢獻(xiàn)的地方，但不是系統(tǒng)全部內(nèi)容全部都有用，所以多余的部分就成了監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行的累贅，因?yàn)槿哂嘁矔?huì)占內(nèi)存，也會(huì)占運(yùn)行空間，還會(huì)對某些資源造成浪費(fèi)。對于這種操作系統(tǒng)自帶的劣勢，電視臺(tái)也無法進(jìn)行后期調(diào)整和優(yōu)化。在工控機(jī)方面，工控機(jī)的架構(gòu)為PC架構(gòu)，這種架構(gòu)應(yīng)用起來有個(gè)很明顯的劣勢，就是需要耗電多，不經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行起來保持正常的時(shí)間也很短暫［1］。在板卡方面，傳統(tǒng)設(shè)備板卡的安裝質(zhì)量難以得到保證，其本身需要的接口很多，在對其進(jìn)行熱插拔的過程中，其本身會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，不能維持正常的工作狀態(tài)，而對其重新更換安裝，又不能直接更換。另外，舊系統(tǒng)需要連的線路有很多，要保證每條線路都和安裝圖紙相符，還要保證每根線之間保持一定的距離，使線不會(huì)胡亂交錯(cuò)，如此才能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，但在實(shí)際中，線路是最容易出現(xiàn)故障的一處，尤其是線路存在的地方不止一處，有可能是在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，維修成本大。嵌入式廣播電視監(jiān)測設(shè)備由微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用程序四部分組成，這四部分組合在一起，發(fā)揮出嵌入式設(shè)備的優(yōu)勢，使系統(tǒng)運(yùn)行起來更加順暢，監(jiān)測結(jié)果也更加準(zhǔn)確及時(shí)，這種新技術(shù)和新設(shè)備需要借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對電視節(jié)目信號傳播狀況的監(jiān)控。

2嵌入式廣播電視監(jiān)測設(shè)備特點(diǎn)分析

2.1高兼容性

嵌入式監(jiān)測設(shè)備摒棄PC架構(gòu)，采用CPCI架構(gòu)來代替，這種新型架構(gòu)的高兼容性主要表現(xiàn)在其能同時(shí)調(diào)制多種信號，使用戶可隨時(shí)對監(jiān)測對象進(jìn)行設(shè)備信號的查看，也能使檢測設(shè)備的功能不會(huì)一成不變，這和多功能板卡有關(guān)［2］。板卡是連接在原有機(jī)箱中的，用戶可根據(jù)實(shí)際需求，調(diào)整板卡連接狀態(tài)，當(dāng)用戶需要這種功能時(shí)，只要將這種功能板卡處于正常的連接狀態(tài)即可。嵌入式監(jiān)測功能的實(shí)現(xiàn)只需對板卡進(jìn)行處理，大大方便了用戶。

2.2高安全性

傳統(tǒng)架構(gòu)的監(jiān)測設(shè)備在對節(jié)目播出信號實(shí)現(xiàn)監(jiān)測功能時(shí)，一般需要通過特定的監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)和傳統(tǒng)版本的Windows系統(tǒng)一樣，工作效率不高，安全系數(shù)也很低，一旦該系統(tǒng)遭遇病毒或黑客襲擊，該系統(tǒng)就會(huì)處于癱瘓狀態(tài)，直接停工。嵌入式的廣播電視監(jiān)測設(shè)備相對來說，安全性就高一些，該設(shè)備運(yùn)用的是Linux系統(tǒng)，該系統(tǒng)在PC架構(gòu)以及板卡的共同作用下，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)信號數(shù)據(jù)的監(jiān)測，并且數(shù)據(jù)還得到了板卡的準(zhǔn)確分析，使監(jiān)測狀態(tài)更加完備。

2.3高可靠性

傳統(tǒng)架構(gòu)的監(jiān)測設(shè)備使用的是多個(gè)系統(tǒng)對信號共同進(jìn)行監(jiān)測，所以一旦出現(xiàn)信號故障，往往牽一發(fā)而動(dòng)全身，會(huì)引發(fā)其他監(jiān)測通道不能正常工作，而嵌入式監(jiān)測設(shè)備就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題，其在監(jiān)測工作時(shí)，處于監(jiān)測中的所有監(jiān)測通道是并聯(lián)在一起的，所以每一通道的監(jiān)測工作是單獨(dú)進(jìn)行的，相互之間不會(huì)受影響，所以不用擔(dān)心一處癱瘓，整個(gè)系統(tǒng)都罷工的問題。另外，監(jiān)測設(shè)備還有監(jiān)測環(huán)境溫濕度功能，當(dāng)一處發(fā)生故障時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致周圍的環(huán)境發(fā)生變化，如果設(shè)備能發(fā)出相關(guān)信號，用戶也能提前得知情況。

2.4易維護(hù)性

在這里主要指的是板卡，嵌入式新型監(jiān)測設(shè)備相比傳統(tǒng)架構(gòu)設(shè)備在板卡安裝調(diào)試方面，顯得尤為方便，并且在熱插拔的條件下，不會(huì)輕易發(fā)生故障。

3依托嵌入式技術(shù)構(gòu)建廣播電視信號監(jiān)測系統(tǒng)

3.1硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

嵌入式監(jiān)測設(shè)備主要用的硬件為PFGA硬件。廣播電視信號不止一種，這意味著設(shè)備要進(jìn)行監(jiān)測的對象有很多，比如頻譜信號、功率信號、誤碼率信號等。信號的監(jiān)測需要進(jìn)過一定的過程，而不是直接得出結(jié)論，比如頻譜信號傳播監(jiān)測，要先經(jīng)過高頻調(diào)諧電路混頻，然后經(jīng)過鎖相、濾波和放大，最后使信號傳遞路線在掌控之中。硬件系統(tǒng)在設(shè)備中發(fā)揮信號監(jiān)測功能時(shí)，需要對現(xiàn)場可編程門陣列接收的信號進(jìn)行處理，比如CA處理模塊、碼流輸入出信號等，這些工作的完成需要借助嵌入式微處理器，而FPGA直接作用于碼流輸出驅(qū)動(dòng)接口，完成碼流緩存等工作，可以說嵌入式微處理器和FPGA的合作，使電視新好玩全在掌控中.監(jiān)測設(shè)備在對信號進(jìn)行分析時(shí)，主要將某些指標(biāo)與正常標(biāo)準(zhǔn)作對比，比如頻率偏移信號、射頻型號等，這些信號在分析處理的過程中，先要變成中頻信號，在進(jìn)行解調(diào)和分析碼流處理之前，還要經(jīng)過A/D處理，使其形式更便于被分析。此外，只有碼流是不足以評判碼流運(yùn)行狀況的，所以還要測試其他的參數(shù)。有些信號在傳遞時(shí)，需要高速率進(jìn)行，嵌入式監(jiān)測設(shè)備的硬件系統(tǒng)不需要借助其他芯片之類，直接完成信號的傳輸，并且碼流在調(diào)解分析后，能得到有效緩存，輕易不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)變化。并且嵌入式的微處理器最后可以對碼流信號進(jìn)行分析處理。

3.2軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

主要有三部分組成，分別是操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層。這三層又由不同功能的模塊組成，使信號的監(jiān)測過程輕易實(shí)現(xiàn)。其中第一層主要包括操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序，第二層包括測試分析處理、碼流合成處理，最后一層是由網(wǎng)絡(luò)接口組成的。FPGA在緩存碼流數(shù)據(jù)后，會(huì)通過硬件接口直接傳遞給設(shè)備的中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，主要有兩項(xiàng)，高頻分析和碼流分析。傳統(tǒng)架構(gòu)的監(jiān)測設(shè)備在進(jìn)行信號的測試時(shí)，一般監(jiān)測距離有限，處在偏遠(yuǎn)地區(qū)的信號指標(biāo)測試，一般不能保證信號分析的準(zhǔn)確性。但是嵌入式監(jiān)測設(shè)備就解決了這一點(diǎn)，因?yàn)樗梢赃M(jìn)行遠(yuǎn)程操作，使處于偏遠(yuǎn)地區(qū)的客戶端信號仍在被控制中?？蛻舳撕颓度攵耸切盘栯p向傳遞的對象，前者在向后者進(jìn)行信號控制請求時(shí)，后者要及時(shí)對前者做出信息反饋，另外，還要將信號測試結(jié)果傳遞給前者?？蛻舳私涌诰哂懈呒嫒菪?，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)平臺(tái)的共同測試。

3.3采用嵌入式監(jiān)測設(shè)備實(shí)現(xiàn)廣播電視信號檢測

在對監(jiān)測設(shè)備的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)后，就要將其組合起來，成為嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對各子系統(tǒng)相關(guān)信號的監(jiān)測。接受監(jiān)測的信號主要有三種，分別是中頻信號、射頻型號、基帶信號，因?yàn)槊糠N信號的頻率不一樣，所以用到的監(jiān)測設(shè)備也有差異。要實(shí)現(xiàn)信號的采集、整理分析處理工作，就要根據(jù)每種信號的傳遞規(guī)律選擇合適的監(jiān)測設(shè)備。監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理是在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，但數(shù)據(jù)最開始匯集的地方不是這，還需要通過網(wǎng)絡(luò)傳遞過來。在這個(gè)過程中，監(jiān)測板卡也要發(fā)揮作用，為多畫面服務(wù)器以及存儲(chǔ)服務(wù)器處理畫面內(nèi)容信息而進(jìn)行信號傳遞工作?？蛻舳私柚嚓P(guān)的軟件和PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測信號的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及調(diào)整，這能在最大程度上保持信號運(yùn)行正常。

4結(jié)語

嵌入式廣播電視監(jiān)測設(shè)備的優(yōu)勢有很多，相關(guān)研究人員可以再挖掘一些，使其應(yīng)用到電視廣播中時(shí)，能使信號傳播過程得到更好監(jiān)測，使故障信號處能被及時(shí)找出，故障原因能得到及時(shí)分析，故障能得到及時(shí)解決，如此才能使該新型設(shè)備和新型技術(shù)實(shí)際意義得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］李偉.芻議嵌入式廣播電視監(jiān)測新技術(shù)［J］.通訊世界，2017（07）:26~27.

［2］杜曉萍.全嵌入式廣播電視監(jiān)測設(shè)備在山西監(jiān)測網(wǎng)中的應(yīng)用［J］.數(shù)字通信世界，2017（01）:48~51.

作者:楊樹青 單位:河南省廣播電視監(jiān)測中心