专利名称：电视信号实时智能监测报警仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实时智能监测报警仪，尤指一种实时智能监测电视信号质量指标的报警仪。
背景技术：
目前，各大电视台站对电视信号质量的监测，主要是通过电视监视墙采用人工观察主观判断的方式进行监测。这种监测方式的缺点是1、对图像的监测有一定效果，但是，对每一套节目的声音监测却很困难，而且不能对每套节目的声音同时进行监测，只能逐一频道进行监听，非常繁琐。如果要对节目的声音与图像同时进行监测还要利用专用仪器定期人工手动逐一测量。频道多，指标多，要完成这些常规的测量很费时间，也起不到真正意义的实时监控的效果。2、对测试后数据的分类、统计、分析、超标判断等都是靠测试人员自己手工完成，存在一定的人为主观判断性和不科学性。市面上虽然出现了为缓解上述矛盾的仪器，但这些仪器主要集中在信号有无(通断)的监测上，并没有对信号质量的相关物理电气指标作全方位检测，不能实时客观反映信号质量指标，也就不能从根本上保证有线电视系统的服务质量。3、关于电视信号安全(如非法信号)的监测，传统的设备和方法都无法实现。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的主要目的是提供一种可对电视信号质量进行多指标在线实时监测、全方位客观综合判断的自动化与智能化兼备的监测报警仪。
本实用新型的另一目的是提供一种可对电视信号进行实时安全监测的智能监测报警仪。当发现非法信号入侵电视系统时能及时识别报警。
本实用新型的又一目的是提供一种可对电视信号质量进行多指标在线实时监测、计算机数据分析、分类统计、报表打印以及网络共享的实时智能监测报警仪。
本实用新型的再一目的是提供一种网络化监控的电视信号监测的全新业务模式，打破传统的监测者与监测点必须在同一地点的空间限制。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种电视信号实时智能监测报警仪，它由分支分配器、电子调谐器、信号分离与A/D模块、信号通断判决器、指标检测电路、身份合法性检验电路、微处理器、图像载频跟踪电路、警报及工作状态指示电路构成；所述分支分配器主要是将调制好的电视射频信号分成两路，一路经电子调谐器、信号分离与A/D模块、信号通断判决器将导通信号提供给指标检测电路和身份合法性检验电路进行指标的检测和身份的判断，并将结果传输至微处理器；信号通断判决器将信号断路情况传输至微处理器，微处理器经警报及工作状态指示电路进行报警及当前工作状态指示；所述分支分配器将调制好的电视射频信号分成另一路，经电子调谐器作为图像载频跟踪电路专用，图像载频跟踪电路对当前频道视频载波频率的偏移进行判断，将判断结果传输至微处理器；所述微处理器对接收到的数据进行整理、运算、处理后，将结果通过USB接口传输至上位机或工业PC机；同时，又接收上位机或工业PC机下传的指令，指示工作状态或告警以及控制电子调谐器等各电路对下一频道进行检测。
所述信号分离电路包括一专用的电视信号同步提取集成芯片；它将电子调谐器输出的复合视频基带信号(CVBS)进行处理，获得行、场同步信号HOUT、VOUT，经适当的A/D转换、整形后送入所述信号通断判决器中。
所述电子调谐器设有自动增益控制(AGC)信号输出线。
所述指标检测电路包括一现场可编程逻辑阵列芯片(FPGA)及其外围电路；FPGA芯片利用其内部的CPLD程序进行技术判断，它主要完成信号逻辑的控制(包括选择、采样等)以及有关简单的信号处理。
所述电子调谐器输出的音频信号，经放大电路放大后输入到采样电路进行模数转换，模数转换后的音频信号被送入上位机PC作傅立叶变换(FFT)分析处理以得到音频信号的质量指标。
所述微处理器接收数据后，进行整理、运算、处理，并将结果通过USB接口传输至上位机或工业PC机，上位机通过专用计算机软件对检测结果进行综合评估和图形展示，并根据评估结果，作出相应的报警动作；同时，上位机也通过USB接口下传控制命令。
所述身份合法性检测电路包括一图文电视接收解码芯片，该芯片在微处理器MCU的控制下将复合视频基带信号(CVBS)、行同步(HOUT)、场同步(VOUT)信号以及消隐信号(BL)进行处理，得到相应的逆程数据，并通过微处理器MCU送入上位机处理。
本实用新型是将信号采集与分析技术、信号安全与防范技术、智能控制技术以及计算机技术、网络技术相结合而研制开发的新一代实时智能监测报警仪，它可实现电视信号质量监测的自动化，为无人值守提供了可能。本实用新型不仅提供了信号通断的监测，还提供电视信号多项物理电气指标的在线自动监测，把传统的、繁杂的手工操作、主观判断变成仪器自动测量、客观判断，极大地减轻了值班人员的劳动强度。另外，本实用新型还提供了信号安全识别手段和网络远程控制功能，为实现电视信号监测的网络化提供了技术和设备支持。
图1为本实用新型系统结构示意图图2本实用新型信号分离电路具体电路图图3为本实用新型指标检测电路具体电路图图4为本实用新型采样电路具体电路图图5为本实用新型微处理器及其外围电路具体电路图图6为本实用新型身份合法性检测电路具体电路图具体实施方式
如图1所示，本实用新型由分支分配器1，电子调谐器2、8，信号分离与A/D模块3，信号通断判决器4，指标检测电路5，身份合法性检验电路6，微处理器7，图像载频跟踪电路9，警报及工作状态指示电路10构成。
分支分配器1主要是将调制好的电视射频信号分成两路，一路经电子调谐器2、信号分离与A/D模块3、信号通断判决器4将导通信号提供给指标检测电路5和身份合法性检验电路6进行指标的检测和身份的判断，并将结果传输至微处理器7；同时，信号通断判决器4将信号断路情况传输至微处理器7，微处理器7经警报及工作状态指示电路10报警。
分支分配器1将调制好的电视射频信号分成另一路，经电子调谐器8作为图像载频跟踪电路9专用，图像载频跟踪电路9对当前频道视频载波频率的偏移进行判断，将判断结果传输至微处理器7。
微处理器7对接收到的数据进行整理、运算、处理后，将结果通过USB接口传输至上位机或工业PC机11；同时，又接收上位机或工业PC机11下传的指令，包括告警及工作状态指示以及控制协调电子调谐器2、8及其他功能电路对下一频道进行检测。一般来讲，一个这样的监测通道在整个频道表上进行轮询监测即可以满足要求；如要特别提高监测的实时性，可以增加监测通道，减少轮训间隔时间来满足要求。
本实用新型的工作原理是接收有线电视射频信号和无线电视信号(需专用接收天线)；通过分支分配器将信号分为两路，一路在特制的电子调谐器的作用下，得到需要的视频信号、音频信号、AGC及其它相关信号，再经信号分离及A/D模块后，分别送入指标检测电路和身份合法性检验电路，对指标进行客观量化检测和身份合法性判断，并将结果由微处理器MCU通过一个USB接口送入上位机或工业PC机；分支分配器分成的另一路信号经电子调谐器、图像载频跟踪电路后，同样将结果由微处理器MCU通过一个USB接口送入上位机或工业PC机；上位机通过专用计算机软件对检测结果进行综合评估和图形展示，并根据评估结果，作出相应的报警动作，通过报警及工作状态指示电路播放警告声音、点亮相应的指示灯等，同时把监测结果记入数据库中备用。当一个频道测试完毕后，上位机立即下传指令通知系统转向对下一个频道的监测。如此轮询，对电视系统中的每一套节目实施全方位监测管理。另外，如果网络条件允许，本系统也接受远程调度监测任务。
从电子调谐器2输出的复合视频基带信号(CVBS)进入如图2所示的信号分离电路3的输入端(U2A芯片的第20管脚)，经电视信号同步提取专用集成芯片(TDA4096)的处理，获得行、场同步信号HOUT、VOUT，经适当的A/D转换、整形后送入如图3所示的视频信号通断判决器中。
从信号分离电路3输出的HOUT、VOUT信号输入到图3中的FPGA(图3中的芯片U8，型号EMP7128)芯片内部，FPGA芯片利用其内部的CPLD程序进行计数判断，当在一定时间间隔内计数达不到设定值时则向MCU(微处理器)报告该信号中断。图3所示的FPGA(线场可编程逻辑阵列)芯片及其外围电路是指标检测电路的一部分，也是本实用新型的主要逻辑与运算单元，它主要完成信号逻辑的控制(包括选择、采样)以及有关简单的信号处理。
从电子调谐器输出的音频信号，经放大电路放大后输入到如图4所示的采样电路进行模数转换，模数转换后的音频信号被送入上位机PC作傅立叶变换(FFT)分析处理以得到音频信号的质量指标。
由电子调谐器解调输出的视频信号(V)、音频信号(A)、AGC信号以及其它参考信号，经过前述的放大电路、分离电路和采样电路后，得到的同步头电平、伴音幅度、AGC及其它参考信号数值在FPGA里面进行简单预处理后送入如图5所示的微处理器(MCU+USBCYPRESS AN2131QC)。微处理器及其外围电路接收到这些数据后，进行整理、运算、处理，并将结果通过USB接口传输至上位机或工业PC机。上位机通过专用计算机软件进行查表、运算、校正后，即可得到视频的载波电平、音频载波电平、V/A、噪声、载噪比(C/N)、图像载频偏移、微分增益(DG)、微分相位(DP)以及任意频道电平差，相邻频道电平差、系统斜率等。上位机对这些检测结果进行综合评估和图形展示，并根据评估结果，作出相应的报警动作，通过报警及工作状态指示电路播放警告声音、点亮相应的指示灯等，同时把监测结果记入数据库中备用。
图6为本实用新型身份合法性检测电路。如图所示，把前期的复合视频基带信号(CVBS)、行同步(HOUT)、场同步(VOUT)信号以及消隐信号(BL)输入到图文电视解码芯片UT1(型号SAA570X)中，在微处理器MCU的控制下，得到相应的逆程数据，通过微处理器MCU送入上位机软件处理。本实用新型利用图文电视接收解码技术提取前端在电视逆程中插入的识别信号进行识别。本实用新型利用硬件加密技术，在识别信号本身的安全问题上可以得到很高的可靠保证。
本实用新型图像载频跟踪电路主要实现对当前频道视频载波频率偏移的判断，利用IIC总线技术和相关算法，使载波频率偏移测量达到行业标准中±25KHZ之要求。一般电子调谐器的可识别偏移量为±31.25KHZ～±50KHZ～±62.5KHZ----，不满足行标±25KHZ的分辨。本实用新型借助自己开发的算法，实现频偏识别在±12.5KHZ～±25KHZ～±31.25KHZ～±37.5KHZ，尽可能地满足行标±25KHZ的要求。
本实用新型微处理器MCU主要负责各功能电路之间的协调工作，同时收集相关数据，通过USB接口上传至上位机，上位机也通过USB接口发送命令至微处理器和各电路。上位机主要完成相关指标的推算(V/A、DP、DG、相邻频道电平差、任意频道电平差、系统斜率等)、信号指标的综合评判、系统参数配置、系统数据统计、报表、打印等任务，同时提供基于(TCP/IP)的网络接口和远程调度控制接口。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此。任何基于本实用新型技术方案上的等效变换均属于本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种电视信号实时智能监测报警仪，其特征在于它由分支分配器、电子调谐器、信号分离与A/D模块、信号通断判决器、指标检测电路、身份合法性检验电路、微处理器、图像载频跟踪电路、警报及工作状态指示电路构成；所述分支分配器主要是将调制好的电视射频信号分成两路，一路经电子调谐器、信号分离与A/D模块、信号通断判决器将导通信号提供给指标检测电路和身份合法性检验电路进行指标的检测和身份的判断，并将结果传输至微处理器；信号通断判决器将信号断路情况传输至微处理器，微处理器经警报及工作状态指示电路进行报警及当前工作状态指示；所述分支分配器将调制好的电视射频信号分成另一路，经电子调谐器作为图像载频跟踪电路专用，图像载频跟踪电路对当前频道视频载波频率的偏移进行判断，将判断结果传输至微处理器；所述微处理器对接收到的数据进行整理、运算、处理后，将结果通过USB接口传输至上位机或工业PC机；同时，又接收上位机或工业PC机下传的指令，指示工作状态或告警以及控制电子调谐器等各电路对下一频道进行检测。
2.根据权利要求1所述的电视信号实时智能监测报警仪，其特征在于所述信号分离电路包括一专用的电视信号同步提取集成芯片；它将电子调谐器输出的复合视频基带信号(CVBS)进行处理，获得行、场同步信号HOUT、VOUT，经适当的A/D转换、整形后送入所述信号通断判决器中。
3.根据权利要求1所述的电视信号实时智能监测报警仪，其特征在于所述电子调谐器设有自动增益控制(AGC)信号输出线。
4.根据权利要求1所述的电视信号实时智能监测报警仪，其特征在于所述指标检测电路包括一现场可编程逻辑阵列芯片(FPGA)及其外围电路；FPGA芯片利用其内部的CPLD程序进行技术判断，它主要完成信号逻辑的控制(包括选择、采样等)以及有关简单的信号处理。
5.根据权利要求1所述的电视信号实时智能监测报警仪，其特征在于所述电子调谐器输出的音频信号，经放大电路放大后输入到采样电路进行模数转换，模数转换后的音频信号被送入上位机PC作傅立叶变换(FFT)分析处理以得到音频信号的质量指标。
6.根据权利要求1所述的电视信号实时智能监测报警仪，其特征在于所述微处理器接收数据后，进行整理、运算、处理，并将结果通过USB接口传输至上位机或工业PC机，上位机通过专用计算机软件对检测结果进行综合评估和图形展示，并根据评估结果，作出相应的报警动作；同时，上位机也通过USB接口下传控制命令。
7.根据权利要求1所述的电视信号实时智能监测报警仪，其特征在于所述身份合法性检测电路包括一图文电视接收解码芯片，该芯片在微处理器MCU的控制下将复合视频基带信号(CVBS)、行同步(HOUT)、场同步(VOUT)信号以及消隐信号(BL)进行处理，得到相应的逆程数据，并通过微处理器MCU送入上位机处理。
专利摘要一种电视信号实时智能监测报警仪由分支分配器、电子调谐器、信号分离与A/D模块、信号通断判决器、指标检测电路、身份合法性检验电路、微处理器、图像载频跟踪电路、警报及工作状态指示电路构成。分支分配器将电视射频信号分成两路一路经电子调谐器、信号分离与A/D模块、信号通断判决器、指标检测和身份合法性检验电路进行指标的检测和身份的判断；另一路经电子调谐器作为图像载频跟踪电路专用，对频道视频载波频率的偏移进行判断；并将结果传输至微处理器；微处理器进行整理、运算、处理后，通过USB接口传输至上位机；并接收上位机下传的指令，控制各电路对下一频道进行监测。本仪器提供远程调度监测任务接口，满足监测网络化的需要。
文档编号H04N17/00GK2554884SQ0224032
公开日2003年6月4日 申请日期2002年7月10日 优先权日2002年7月10日
发明者佘方毅, 张汉奇, 赵延炬, 许国庆 申请人:北京海尔广科数字技术有限公司