一种基于网络的广播电视信号监测系统的制作方法

本发明涉及广播电视信号领域，尤其涉及一种基于网络的广播电视信号监测系统。

背景技术：

随着国内“三网融合”及“村村通”工程的持续推进、和各省市有线电视传输网络的快速更新换代，现有信号网络的运营监控与维护管理方式日益显现出其局限性。在信号的传输路径中，每个节点一旦出现问题，都需要客户自行报备或是安排维修人员去现场排查。在进行现场排查时，如果遇到雨雪天气，维修人员还需要扛着频谱仪等笨重的仪器去进行检测，环境复杂时，还可能需要折返多次，这样不仅排查、解决现场问题不及时，还会浪费大量的人力和物力。目前，市面上的监测设备，都需要进行现场检查才能了解到信号状况，不能远程、自动监测，也不能系统全面的准确反映现场信号信息，从而对异常情况不能进行及时反馈。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种基于网络的广播电视信号监测系统，以解决现有技术不能系统全面的准时反映现场信号信息，对异常情况不能及时反馈的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种基于网络的广播电视信号监测系统，包括多个节点设备、用户终端和网络服务器，其中，所述多个节点设备作为节点布置在所述广播电视信传输路径中；

所述节点设备用于对广播电视信号进行采集和分析，获取自身所在节点的各项信号表征参数，并检测所述各项信号表征参数是否存在异常，当出现异常时，向网络服务器发送异常警示信息；

所述网络服务器用于接收异常警示信息，并将所述异常警示信息传输给用户终端；

所述用户终端用于在当节点的信号表征参数出现异常时，接收异常警示消息。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述节点设备包括：

主控模块，用于采集并分析广播电视信号，获取所述广播电视信号各项信号表征参数，并将所述参数进行传输；

网络模块，用于将接收的所述参数封装成IP数据包，将所述数据包传送到终端设备上，将数据传送给所述网络服务器；

电源模块，用于为所述节点设备供电。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，多个目标节点设备同时对资深所在节点处的广播电视信号进行采集，获取多个节点的信号表征参数；所述多个目标节点设备为布置在所述广播电视信号传输路径的预设区域内的节点设备。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述节点的信号表征参数以所述网络服务器的当前时间存储在所述网络服务器中。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述节点设备包括智能计算单元，所述智能计算单元具体用于，

在获取所述广播电视信号各项信号表征参数后，将所述参数与预先设定的门阀值进行对比；

当对比结果不在预设范围内时，则检测出所述信号表征参数异常。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，还包括指令模块，所述指令模块具体用于，

在所述主控模块采集并分析广播电视信号前，接收用户终端发送的功能指令，控制所述主控模块对广播电视信号进行采集分析。

结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述系统包括定位模块，所述定位模块具体用于，

获取并储存自身所在节点的经纬度，当所述节点出现信号表征参数异常时，向所述网络服务器发送所述经纬度信息。

结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述终端还用于：

对各节点进行远程访问，查询所述节点的历史信号表征参数，当节点出现异常警示时，通过网络服务器获得所述节点的经纬度信息。

结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，所述网络服务器具体用于通过短信、APP消息、或邮件的方式将所述异常警示信息传输给用户终端。

与现有实施例相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例能够对广播电视信号进行全带宽监测、多点监测、将监测数据回传到网络服务器中，并且可以通过终端进行远程访问，从而实时在线监测广播电视信号的状况，并进行直接有效的监测和预警。

附图说明：

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的节点设备工作流程示意图；

图2是本发明提供的系统框架结构示意图；

图3是本发明提供的节点设备结构示意图；

图4是本发明提供的指令格式示意图；

图5是本发明提供的指令字段描述示意图；

图6是本发明提供的接收指令类型示意图；

图7是本发明提供的回传指令类型示意图；

图8是本发明提供的基于网络的广播电视信号监测系统的一种应用场景示意图；

图9是本发明提供的基于网络的广播电视信号监测系统的另一实施例的一种应用场景示意图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象，而并非用于描述特定的顺序。

图1示出了本发明提供的节点设备工作流程示意图，包括以下步骤：

S101：开始；

S102：节点设备初始化；

具体地，节点设备插入广播电视信号线，接入电源，节点设备进行初始化；

S103：检测节点设备是否进行了配置；

当检测结果为是时，执行步骤S104，当检测结果为否是，执行步骤S105；

S104：节点设备等待指令；

具体地，当节点设备配置完成后，节点设备将处于等待指令的模式下；

S105：安装配置；

主要包括以下内容：

(1)配置节电设备的工作模式，其中工作模式可以为AP(Access Point)或者STA(Station)模式；

(2)配置网络服务器的地址、端口号；

(3)测量及储存节电设备的经纬度。

S106：解析指令；

通过网络服务器软件系统或用户终端设备的APP，连接到节点设备以后，通过网络设备接收功能指令，通过串口传输给主控模块。

S107：数据采集与处理；

具体地，主控模块接收到通过串口传输的功能指令后，将对广播电视信号进行处理及数据采集。

S108：数据通过串口进行传输；

具体地，主控模块将处理完之后的数据通过串口协议发送给网络模块；

S109：数据处理及透传；

具体地，网络模块将接收到的数据封装成IP包发送给用户终端设备或是网络服务器；

S110：数据经过网络进行传输；

S111：检测是否有新的指令；

若检测为是，则返回到S104的步骤接收新的指令；

若检测为否，则节点设备停止更新，执行步骤S112；

具体地，在没有接收到新的指令前，节点设备将实时更新，把最新的信号状况以数据的形式发送到用户终端或是网络服务器，用户终端上的APP或网络服务器上软件系统可对这些数据进行分析、统计与处理，把这些数据以图表形式呈现出来，监测到异常时，就会警示，这些警示信息通过手机短信、APP消息推送、邮件等方式通知维护人。

S112：网络服务器。

具体地，网络服务器可以随时访问各个节点设备，同时通过数据备份，可以追溯节点的历史数据。

图2是本发明提供的系统框架结构示意图，包括：节点设备201，网络服务器202。其中，

节点设备201通过外部电源开启工作模式，接收广播电视信号，对广播电视信号进行采集，分析与处理信号强度、信号误码率、调制误差比等各项信号表征参数，能够实时、有效地在线监测信号状况。

网络服务器202在接收了网络模块的数据后，通过软件系统处理把这些数据以图表形式呈现出来，监测到异常时，就会警示，这些警示信息通过手机短信、APP消息推送、邮件等方式通知维护人员；同时可通过用户终端远程访问各节点设备，通过可视化的界面来发送功能指令，无需以二机制字符串来操作；同时进行数据备份，方便、直观、快捷、操作简易进行监测广播电视信号。

图3是本发明提供的节点设备结构示意图，所述节点设备201包括：主控模块2011，网络模块2012，电源模块2013，智能计算模块2014和指令模块2015，其中：

主控模块2011用于采集并分析广播电视信号，获取所述广播电视信号各项信号表征参数，并将所述参数进行传输；

网络模块2012用于将接收的所述参数封装成IP数据包，将所述数据包传送到终端设备上，将数据传送给所述网络服务器

电源模块2013用于为所述节点设备供电，其中整个节点设备所需的电压范围为9-12V，电源模块给网络模块供电电压为3.3V，为主控模块供电电压也为3.3V。

智能计算模块2014用于在获取所述广播电视信号各项信号表征参数后，将所述参数与预先设定的门阀值进行对比，当对比结果不在预设范围内时，则检测出所述信号表征参数异常。其中对比的信号表征参数包括但不限于信号强度、误码率、调制误差比等，具体进行对比查询的参数类型可以通过用户终端进行选定。

指令模块2015用于在所述主控模块采集并分析广播电视信号前，接收用户终端发送的功能指令，控制所述主控模块对广播电视信号进行采集分析。

图4是本发明提供的指令格式示意图，每条指令格式由：同步头301、指令类型302，指令模式303，数据长度304，数据305，校验和306六部分组成，其中同步头固定设置为0x47。图4中每个部分数据占用的字节数如图5指令字段描述示意图所示，其中，同步头301占用的字节数为1Byte，指令类型302占用的字节数为1Byte，指令模式303占用的字节数为1Byte，数据长度304占用的字节数为2Byte，数据包305占用的字节数为N Byte，校验和306占用的字节数为2Byte.

其中，指令类型分为两大类，如图6和图7所示，指令类型的分类分别为接受指令类型40和回传指令类型50，具体地，

(1)当指令类型为0x00时，将回传设备的软硬件版本，其指令类型为0x80；

(2当指令类型为0x01时，将根据数据中频谱参数来采样频谱数据,其回传指令类型为0x81；

(3)当指令类型为0x02时，将根据数据中频点参数来采样星座图、信号强度、信号质量、误码率、调制误差比数据，固定数据长度,其回传指令类型为0x82；

(4)当指令类型为0x03时，同0x02的区别在于回传的数据长度是可变的；

(5)当指令类型为0x04时，采样多个频点的号强度、信号质量、误码率、调制误差比数据,其回传指令类型为0x84；

(6)当指令类型为0x08时，服务器对设备发送的心跳机制的响应，心跳机制类似于人的心脏跳动，每秒钟都要执行一次，以提示其他设备或是云服务，其处于正常工作状态,其回传指令类型为0x88；

(7)当指令类型为0x09时，服务器对设备登录的响应,其回传指令类型为0x89。

图8是本发明提供的基于网络的广播电视信号监测系统的一种应用场景示意图，包括：用户601，手机602，电脑603，小区广电铁箱604.其中，小区广电铁箱604中包括节点设备6041和数字电视信号监控设备6042，具体地，节点设备6041和数字电视信号监控设备6042通过COAX接口和网线进行连接。当小区的广播电视信号出现了问题后，在小区广电铁箱前，运维人员使用手机或电脑等用户终端连接节点设备GP-C099，通过APP或是电脑的软件系统，来控制GP-C099进行维修、同时监测广播电视信号状况。这种维修和信号监测方法仅仅通过用户终端控制节点设备就可实现，不需要用到频谱仪等笨重的仪器进行检测，简化了检测流程，方便了维修人员的操作。

图9是本发明提供的基于网络的广播电视信号监测系统的另一实施例的一种应用场景示意图，包括：广电中心机房701，广电局网702，广电中心分房703和小区广电铁箱604.在广电中心机房701中，运维人员通过广电局网702，直接远程访问各节点设备6041，进行远程监测广播电视信号状况.通过对各个节点信号进行远程访问，可以锁定信号频点，记录节点设备的经纬度，检测各个节点当前的工作状况。

需要补充的是，当节点设备获取数据的模式为AP模式时，获取数据包括以下步骤：

(1)扫描节点设备上“二维码”，下载并安装安卓版或苹果版软件，网络服务器或PC机安装软件系统，并注册与登录软件系统；

(2)配置网络服务器，配置的内容包括，节点设备登录信息管理、运维人员信息登记、扫描各节点的时间周期、所有频点列表清单及扫描周期、警示门阀值设置、数据备份管理等；

(3)插入广播电视信号线，再使工作模式开关处于“AP”模式，然后给设备接通电源；

(4)使用“VMTOOL.exe”软件工具，连接和配置设备，在“串口TCP透传”选项中填写网络服务器的地址、端口号,点击“设置”按钮进行保存设置，重启设备使之配置生效；

(5)打开软件系统，连接设备，在安装界面中点击“获取地址”，记录当前的经纬度，然后将设备的MAC地址与经纬度信息绑定，终端设备连接外网时，把信息自动回传到网络服务器；

(6)返回主界面，在功能界面中选择“频谱图”，进入子菜单，填写扫描频谱的起始频率、结束频率及采样步长，其中起始频率最小值为44MHz,结束频率最大值为1000MHz,采样步长最小值为10KHz，然后点击“接收数据”按键获取信号频谱数据，软件将自动分析与处理数据，使这些数据以图表的形式呈现出来；点击“停止”按键将静止接收数据，同时节点设备停止发送频谱数据；

(7)返回功能界面中选择“星座图”，进入子菜单，填写监测频点的频率、符号率、调制方式，点击“接收数据”按键后获取频点信号状况信息，频点信息包括信号强度、信号载噪比、误码率、调制误差比及星座图信息，其中星座图信息是以图表的形式呈现处理，其他信息以具体的数字形式描述；点击“停止”按键将静止接收数据，节点设备停止发送频点数据；

(8)返回功能界面中选择“多频点信息”，进入子菜单在频点列表中，选择需要获取信息的频点，然后点击“接收收据”按键来获取多频点信号状况信息，这些信息包括每个的信号强度、信号载噪比、误码率、调制误差比，这些信息以具体的数字形式描述；点击“停止”按键将静止接收数据，节点设备停止发送频点数据。

当节点设备获取数据的模式为STA模式时，获取数据包括以下步骤：

(1)扫描节点设备上“二维码”，下载并安装安卓版或苹果版软件，网络服务器或PC机安装软件系统；并注册与登录软件系统；

(2)配置网络服务器，配置的内容包括，节点设备登录信息管理、运维人员信息登记、扫描各节点的时间周期、所有频点列表清单及扫描周期、警示门阀值设置、数据备份管理等；

(3)插入广播电视信号线，再使工作模式开关处于“STA”模式，然后给设备接通电源；

(4)使用“VMTOOL.exe”软件工具，连接和配置设备，在“串口TCP透传”选项中填写网络服务器的地址、端口号,点击“设置”按钮进行保存设置，重启设备使之配置生效；

(5)打开软件系统，连接设备，在安装界面中点击“获取地址”，记录当前的经纬度，然后将设备的MAC地址与经纬度信息绑定，直接回传到服务器；

(6)返回主界面，在功能界面中选择“频谱图”，进入子菜单，填写扫描频谱的起始频率、结束频率及采样步长，其中起始频率最小值为44MHz,结束频率最大值为1000MHz,采样步长最小值为10KHz，然后点击“接收数据”按键获取信号频谱数据，软件将自动分析与处理数据，使这些数据以图表的形式呈现出来；点击“停止”按键将静止接收数据，同时节点设备停止发送频谱数据；

(7)返回功能界面中选择“星座图”，进入子菜单，填写监测频点的频率、符号率、调制方式，点击“接收数据”按键后获取频点信号状况信息，频点信息包括信号强度、信号载噪比、误码率、调制误差比及星座图信息，其中星座图信息是以图表的形式呈现处理，其他信息以具体的数字形式描述，如果这些数字中任何一个数值低于设定的门阀值，网络服务器会发送警示信息；点击“停止”按键将静止接收数据，同时节点设备停止发送星座图数据；

(8)返回功能界面中选择“多频点信息”，进入子菜单在频点列表中，选择需要获取信息的频点，然后点击“接收收据”按键来获取多频点信号状况信息，这些信息包括每个的信号强度、信号载噪比、误码率、调制误差比，这些信息以具体的数字形式描述，如果这些数字中任何一个数值低于设定的门阀值，网络服务器会发送警示信息；点击“停止”按键将静止接收数据，节点设备停止发送频点数据；

需要说明的是，本发明实施例中的用户终端包括但不限于个人计算机、移动电脑、平板电脑等能安装APP的电子设备上。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。