广播电视机房环境监控系统的设计与实现
王来科 周新伟 赵瑾
(国家新闻出版广电总局五八二台)
摘要：本文在广泛研究国内外设备机房环境监控系统设计相关文献的基础上，按照无线局广播电视网络化、自动化和信息化的要求，以五八二台机房环境监控系统的设计建设为例，对广播电视机房环境监控系统的设计方法与建设过程进行了深入研究与探讨。 关键词：环境监控、数据采集、数据同步、预警处理1.引言
作为传统媒体的传播机构，广电部门对安全传输与发射的要求日益提高。广播电视机房作为保障安全播出的重要安全防范监控场所，除了保障机房传输发射设备本身的安全平稳运行之外，由于机房环境条件是影响安全播出的重要因素，因此在广播电视网络化、自动化以及信息化高度发展的今天，设计并建设一套机房环境监控系统以保证良好的机房环境条件对机房安全播出设备“不间断、高质量、既经济、又安全”的播出有着重要的意义。我国的广播电视机房分布范围广，各地地理环境不同、经济水平差异较大，加之机房建设年代以及机房业务不尽相同，机房环境多种多样，因此在设计和建设广播电视机房环境监控系统一定要充分考虑机房基础实施的现状、设计建设目标以及项目经费预算情况等多方面的情况，提出科学、合理、经济的设计方案。广播电视机房环境监测系统根据广播电视机房运行管理、基础设施情况、项目建设目标以及系统架构等可以有不同的设计建设方案。广播电视机房环境监测系统可大可小，可以独成系统独立运行，也可以作为上一级运行管理平台的子系统。本文在广泛研究国内外设备机房环境监控系统设计相关文献的基础上，按照无线局广播电视网络化、自动化和信息化的要求，以广电总局五八二台机房环境监控系统的设计及建设为例，对广播电视机房环境监控系统的设计方法与建设过程进行了深入研究与探讨,旨在抛砖引玉。2.五八二台广播电视机房环境监控系统概述
五八二台位于北京市中心城区，周边环境好，其广播电视机房节目传输及发射设备稳定可靠、主要设备均具有1+1热备份功能，已经全面实现安全播出运行管理自动化，是一个网络化、自动化和信息化水平较高的全封闭广播电视机房。机房正在朝着“无人值班，有人留守”的运行管理目标努力。为了实现这一目标，同时也为进一步夯实安全播出的基础。在播出设备已经实现自动化和信息化的基础上，提出了设计并建设一套机房环境监控系统的目标。要求系统能够实现对机房温度、湿度、烟感、气压等进行综合监控和管理，同时充分利用机房防空洞等基础设施设计建设一套水洗新风系统，结合机房空调系统，设计一套科学经济、高效环保的综合监控机制，保证机房清洁的同时实现对温湿度的控制。2.1 五八二台广播电视机房环境监控系统设计思路五八二台广播电视机房环境监控设计思路是：一、利用有线、无线两种传输模式，将各类感应器、数据采集模块、控制器进行结合，通过监控软件对发射机房、节传及信息化机房、备件库房的温度、湿度、烟感、气压等进行实时、集中监控。二、利用计算机技术根据不同监控内容设定的预警限值智能化地调整机房环境，如启动或关闭空调系统、水洗新风系统等设备，保证机房恒温恒湿、保障机房的各类安全播出设备能够在一个良好的、适宜的环境中运行，既保证设备运行正常、稳定，又提高设备器件的使用寿命。三、五八二台广播电视机房地下与地下防空洞巷道相连，充分利用地下防空洞巷道设计一套水洗新风系统，利用该系统从地下防空洞巷道向机房输送新风，根据机房湿度需要开启水洗风水幕，达到过滤除尘、加湿的目的，通过送风通道不断有新风送入机房，在保证机房正压同时，通风口处通过调整干燥网，从而实现湿度的调节。机房温度调节采取自然冷却为主、空调为辅的冷却模式。四、利用环境监控软件，使留守管理人员能够通过远程终端实时掌握并监控机房的各类环境信息，对突发事件第一时间做出应对措施。2.2 五八二台广播电视机房环境监控系统的定位根据五八二台目前自动化、信息化系统的现状和发展要求，五八二台广播电视机房环境监控系统作为发射机房运行监控系统的子系统，同时为台站运行管理系统提供信息接口，发射机房运行管理系统可主动调取广播电视机房环境监控系统的监视信息，并逐级、实时上传告警信息。台站运行管理系统与发射机房运行监控系统间数据交换采用Socket方式连接，向台站运行管理系统上传告警信息及数据。该系统在五八二台运行管理系统平台中的定位如图1所示。图1 五八二台广播电视机房环境监控系统定位示意图
2.3 五八二台广播电视机房环境监控系统的架构五八二台广播电视机房环境监控系统由环境设置模块、环境参数采集模块、环境监控模块以及数据同步服务模块组成，主要是完成对机房内日常工作中各项环境参数的监测、报警及控制等处理。从整体设计结构层面考虑，主要分为数据采集和控制、本地管理和监控两个层面。五八二台广播电视机房环境监控系统架构示意图如图2所示。图2 广播电视机房环境监控系统的系统架构
2.4 五八二台广播电视机房环境监控系统的系统部署根据五八二台对机房环境监测的需求，针对发射机机房、节传及信息化机房、备件库房、操作间四个区域不同的环境要求，分别设置大气压感应器、温湿感应器、烟雾感应器，在地下防空洞坑道中设计安装一套水洗新风系统，实时监测并控制机房温湿度、烟感、大气压力等情况，系统部署见图3所示。图3 五八二台广播电视机房环境监控系统的系统部署
发射机房作为环境监控的重点，主要监控温湿度、烟感、大气正压三个指标，设置4个温湿度感应器、1个烟雾感应器、1个大气压感应器。当机房温湿度、大气压超限，环境数据采集控制器自动控制空调系统和水洗新风系统开启或关闭，从而控制机房环境保持良好稳定。但对于烟感来说，由于机房发射设备均处于带电运行状态，禁止启动喷淋设备，故只对状态进行监测、超出设定范围后报警。节传及信息化机房、备件库房对温度的变化比较敏感，采取温度优先的模式，针对这两个区域设置分别设置2个温湿度传感器。温度超出设定范围后，环境数据采集控制器自动控制空调系统和水洗新风系统开启或关闭。操作间对温湿度、烟感状态进行监测，设置2个温湿度传感器及2个烟雾传感器，超出的设定范围后报警，根据实际情况进行人为进行控制。由于广播电视机房电磁环境复杂，为了保证设备稳定运行及播音安全，为防止外部电磁干扰进入电缆，使系统产生误动作或误告警，影响播出和设备安全，在设备部署和连接时，需充分考虑电磁干扰问题，设备间连线应采用屏蔽线，电源和设备均应进行良好的接地处理。3.五八二台广播电视机房环境监控系统关键节点的设计
数据采集、预警处理、数据同步、数据上传作为五八二台广播电视机房环境监控系统功能实现的关键技术节点，在整个系统的实施中起着尤为重要的作用，在这里详细介绍如下。3.1五八二台广播电视机房环境监控系统的数据采集通过机房环境监控系统模块设置预置信息，系统的运行，一方面启动了数据采集接口的socket服务，与环境数据采集控制器建立数据传输服务链路，接收环境数据采集控制器报警信息；另一方面按照采集规则（默认时间间隔）定时向接收环境数据采集控制请求环境采集数据，得到采集数据后，进行数据的分析及预警处理，进行存储，数据采集流程见图4所示。图4 五八二台广播电视机房环境监控系统数据采集流程图
3.2五八二台广播电视机房环境监控系统的预警处理针对温湿度、烟感、大气压等不同监测内容，设置的预警范围，机房环境监控系统启动得到实时数据，自动进行判断当前状态，对超限的信息进行记录，做出相应的报警提示（声光报警和短信提醒等）。预警处理流程见图5所示。图5 五八二台广播电视机房环境监控系统预警处理流程图
3.3五八二台广播电视机房环境监控系统的数据同步监控系统基础信息的设置变化后，将同步更新环境参数设置信息，环境参数采集与控制模块完成一个参数采集过程后，将得到实时的采集结果，之后将采集结果提交给数据上传模块，完成数据的上传工作。同时产生实时采集数据的数据同步请求。数据同步服务模块接收到环境参数采集与控制模块的数据同步请求后，将同步更新实时采集信息，以协助环境监测及综合分析子系统完成实时数据的分析及预警处理工作。数据同步流程见图6所示。图6 五八二台广播电视机房环境监控系统的数据同步流程图
3.4五八二台广播电视机房环境监控系统的数据上传数据上传模块与发射机房运行监控系统的SOCKET建立连接，进行采集数据的格式封装，将采集到的数据上传给发射机房运行监控系统。数据上传流程见图7所示。图7 五八二台广播电视机房环境监控系统的数据上传流程图
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