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摘 要： 音频监控系统是该自动化工程的其中一个模块，主要是实现对播出信号自动的监控的功能。其基本思路是：采集多路的播出音频信号，然后对采集的原始信号进行分析处理，对于异常的音频信号做出智能判断并进行相对应的抢通、报警等动作，最终选择其中一路作为播出的音频信号。
关键词： 广播电视 自动化 音频监控系统
1.功能需求
可以接入多路的音频信号（其中包括模拟信号和数字信号）。具有多路的音频信号输出（其中包括模拟信号和数字信号）。上位机可以通过网络与下位机进行通信，可以实时收集下位机的音频电平数据；可以实时收集下位机的音频信号状态；可以对下位机进行参数设置；可以显示下位机的运行参数；可以对下位机进行切换等操作。具有额外的串口辅助输入输出，满足扩展的需求。
2.性能需求
上电复位，死机自动复位。具有双电源冗余保护。最大电平：24dBu。频率响应：20-20000Hz。动态范围：105dB。串音衰减：>98dB。总谐波失真：<0.03%。电平差：<0.3dB。相位差：<2°（20Hz-180000Hz）<4°（180000Hz-200000HZ）。通信方式：以太网通讯。设备以太网机器地址可由上位机自由设置。
3.设备选型
为满足上述要求，本系统采用DAL-1107数字音频切换器，该切换器可以同时输入多路的音频信号，包括3路模拟立体声音频信号和4路数字立体声音频（AES/EBU）信号，具有多种自动监测切换的模式，其中包括上位机的控制切换，以及音频切换器本身自带的逻辑切换，可同时输出2路数字音频信号和1路模拟信号，满足播出的各种需要。并采用了双电源热备份保证设备稳定性，可通过网络接口与PC机相连，实现手动遥控切换。面板操作方便、直观，易于维护，标识清楚准确。
3.1音频切换器前面板
（1）电平显示屏：显示当前输入电平信号、当前切换输出通道和当前切换模式。
（2）输出手动选择按键：共七个，每个对应一个输入通道，按下可手动把该输出通道作为输出的通道。
（3）自动/手动选择按键：可进行自动及手动模式的切换。灯亮时表示设备处于自动切换模式，灯灭便是处于手动切换模式。
（4）静音选择按键：按键按下，且指示灯表示切换器本身自带的报警蜂鸣器静音。
（5）3.5mm监听耳机：监听当前输出通道的音频信号。
（6）电源开关：双电源供电，当双电源同时没电或设备出现故障时，会自动旁通到第1路信号。
3.2音频切换器后面板
（1）辅助串口输入接口：可以用于辅助监测外接的其他信号。
（2）辅助串口输出接口：可以用于控制外接的其他设备，如报警器。
（3）控制选择拨钮：可以用于选择控制音频的切换方式，包括上位机控制或者音频切换器自身的逻辑控制。
（4）网络通讯接口：通过RJ45接口接入网络，与上位机进行通讯。
（5）模拟信号输出接口：可以输出一路广播级播出音质的模拟立体声信号。
（6）数字信号输出接口：可以输出两路广播级播出音质的数字信号。
（7）模拟信号输入信号：可以同时输入三路的模拟立体声信号。
（8）数字信号输入接口：可以同时输入四路数字信号。
4.音频监控系统网络结构
该广播电视系统有两套在播的调频节目，频率分别为FM88和FM99.8，本广播电视自动化工程需要对这两套广播节目进行音频的监测，并把实时的动态电平数据和监测到的各项数据在整个监控网络内进行广播。监控上位机对所对应监控的音频切换器进行监控，并根据用户设定好的逻辑进行判断，当监测到输入的电平异常时，会及时发出指令控制切换器进行播出通道的切换，保障电台的不间断播出，并通过电话、短信、蜂鸣器进行报警，通知值班人员。同时，用户可以在接入该监控网络的任意一台电脑上，通过权限的分配，分别看到该两套节目实时的播出状态，及时查询故障数据，并分析图表。
两个频率的音频切换器和各自对应的上位监控主机，以及服务器以交换机作为网络的中央节点，网络中的每一台计算机都通过网卡连接到中央节点，计算机之间通过中央节点进行信息交换，各节点呈星状分布。星型结构是目前在局域网中应用得最普遍的一种，在企业网络中几乎都采用这一方式。星形网络几乎是Ethernet（以太网）网络专用。这类网络目前用得最多的传输介质是双绞线，如常见的五类线、超五类双绞线等。
5.以太网网络技术
5.1标准以太网技术
以太网是基于总线型的广播式网络，在已有的局域网标准中，它是最成功的局域网技术，也是当前应用最广泛的一种局域网。它是Xerox公司的PARC在20世纪70年代早期开发的。以太网传输介质从同轴电缆、细缆、双绞线到光纤，现在常用的双绞线以太网工作在10Mbps，又名10Base-T，它用8根线（4对双绞线）把每台以太网设备连到一个以太网集线器（hub）上，集线器是一个电子设备，它能模拟和放大以太网电缆上的信号，集线器和以太网设备之间的连接长度须小于100米。现在的以太网已经发展到了千兆以太网，速度越来越快，但从技术上讲，以太网是基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detect）机制的，CSMA/CD是具有冲突检测（CD）功能的载波监听多路访问（CSMA）介质访问控制方法，它被广泛地应用于局域网的MAC子层，是IEEE802.3的核心协议，也是著名的以太网所采用的协议。CSMA/CD主要是为解决如何争用一个广播型的共享传输信道而设计的，它能够决定该谁占用信道。
5.2以太网的数据传送过程
当一个以太网站点的信息帧被发送到共享的信道或介质时，所有与信道相连的以太网接口都读入该帧，并且查看该帧的第一个48比特地址字段，其中包含目的地址。各个接口把帧的目的地址与自己的48比特地址进行比较。如果该地址与帧中的目的地址相同，则该以太网站点将继续读入整个帧，并将它送给计算机正在运行的上层网络软件。上层网络软件读入帧的类型字段，判断这个信息帧是ARP包还是IP包，再交给不同的协议栈处理。当其他网络接口发现自的地址与它们的地址不同时，就会停止读入信息帧。
参考文献：
[1]张充鑫，赖连康，等.自动化概论[M].全华科技图书股份有限公司，2003.
[2]彭建，张步强.基于安全播出及运行预测的人工智能策略——GB-1广播专家系统的构思与实施[J].广播与电视技术，2005（9）.
关键词： 广播电视 自动化 音频监控系统
1.功能需求
可以接入多路的音频信号（其中包括模拟信号和数字信号）。具有多路的音频信号输出（其中包括模拟信号和数字信号）。上位机可以通过网络与下位机进行通信，可以实时收集下位机的音频电平数据；可以实时收集下位机的音频信号状态；可以对下位机进行参数设置；可以显示下位机的运行参数；可以对下位机进行切换等操作。具有额外的串口辅助输入输出，满足扩展的需求。
2.性能需求
上电复位，死机自动复位。具有双电源冗余保护。最大电平：24dBu。频率响应：20-20000Hz。动态范围：105dB。串音衰减：>98dB。总谐波失真：<0.03%。电平差：<0.3dB。相位差：<2°（20Hz-180000Hz）<4°（180000Hz-200000HZ）。通信方式：以太网通讯。设备以太网机器地址可由上位机自由设置。
3.设备选型
为满足上述要求，本系统采用DAL-1107数字音频切换器，该切换器可以同时输入多路的音频信号，包括3路模拟立体声音频信号和4路数字立体声音频（AES/EBU）信号，具有多种自动监测切换的模式，其中包括上位机的控制切换，以及音频切换器本身自带的逻辑切换，可同时输出2路数字音频信号和1路模拟信号，满足播出的各种需要。并采用了双电源热备份保证设备稳定性，可通过网络接口与PC机相连，实现手动遥控切换。面板操作方便、直观，易于维护，标识清楚准确。
3.1音频切换器前面板
（1）电平显示屏：显示当前输入电平信号、当前切换输出通道和当前切换模式。
（2）输出手动选择按键：共七个，每个对应一个输入通道，按下可手动把该输出通道作为输出的通道。
（3）自动/手动选择按键：可进行自动及手动模式的切换。灯亮时表示设备处于自动切换模式，灯灭便是处于手动切换模式。
（4）静音选择按键：按键按下，且指示灯表示切换器本身自带的报警蜂鸣器静音。
（5）3.5mm监听耳机：监听当前输出通道的音频信号。
（6）电源开关：双电源供电，当双电源同时没电或设备出现故障时，会自动旁通到第1路信号。
3.2音频切换器后面板
（1）辅助串口输入接口：可以用于辅助监测外接的其他信号。
（2）辅助串口输出接口：可以用于控制外接的其他设备，如报警器。
（3）控制选择拨钮：可以用于选择控制音频的切换方式，包括上位机控制或者音频切换器自身的逻辑控制。
（4）网络通讯接口：通过RJ45接口接入网络，与上位机进行通讯。
（5）模拟信号输出接口：可以输出一路广播级播出音质的模拟立体声信号。
（6）数字信号输出接口：可以输出两路广播级播出音质的数字信号。
（7）模拟信号输入信号：可以同时输入三路的模拟立体声信号。
（8）数字信号输入接口：可以同时输入四路数字信号。
4.音频监控系统网络结构
该广播电视系统有两套在播的调频节目，频率分别为FM88和FM99.8，本广播电视自动化工程需要对这两套广播节目进行音频的监测，并把实时的动态电平数据和监测到的各项数据在整个监控网络内进行广播。监控上位机对所对应监控的音频切换器进行监控，并根据用户设定好的逻辑进行判断，当监测到输入的电平异常时，会及时发出指令控制切换器进行播出通道的切换，保障电台的不间断播出，并通过电话、短信、蜂鸣器进行报警，通知值班人员。同时，用户可以在接入该监控网络的任意一台电脑上，通过权限的分配，分别看到该两套节目实时的播出状态，及时查询故障数据，并分析图表。
两个频率的音频切换器和各自对应的上位监控主机，以及服务器以交换机作为网络的中央节点，网络中的每一台计算机都通过网卡连接到中央节点，计算机之间通过中央节点进行信息交换，各节点呈星状分布。星型结构是目前在局域网中应用得最普遍的一种，在企业网络中几乎都采用这一方式。星形网络几乎是Ethernet（以太网）网络专用。这类网络目前用得最多的传输介质是双绞线，如常见的五类线、超五类双绞线等。
5.以太网网络技术
5.1标准以太网技术
以太网是基于总线型的广播式网络，在已有的局域网标准中，它是最成功的局域网技术，也是当前应用最广泛的一种局域网。它是Xerox公司的PARC在20世纪70年代早期开发的。以太网传输介质从同轴电缆、细缆、双绞线到光纤，现在常用的双绞线以太网工作在10Mbps，又名10Base-T，它用8根线（4对双绞线）把每台以太网设备连到一个以太网集线器（hub）上，集线器是一个电子设备，它能模拟和放大以太网电缆上的信号，集线器和以太网设备之间的连接长度须小于100米。现在的以太网已经发展到了千兆以太网，速度越来越快，但从技术上讲，以太网是基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detect）机制的，CSMA/CD是具有冲突检测（CD）功能的载波监听多路访问（CSMA）介质访问控制方法，它被广泛地应用于局域网的MAC子层，是IEEE802.3的核心协议，也是著名的以太网所采用的协议。CSMA/CD主要是为解决如何争用一个广播型的共享传输信道而设计的，它能够决定该谁占用信道。
5.2以太网的数据传送过程
当一个以太网站点的信息帧被发送到共享的信道或介质时，所有与信道相连的以太网接口都读入该帧，并且查看该帧的第一个48比特地址字段，其中包含目的地址。各个接口把帧的目的地址与自己的48比特地址进行比较。如果该地址与帧中的目的地址相同，则该以太网站点将继续读入整个帧，并将它送给计算机正在运行的上层网络软件。上层网络软件读入帧的类型字段，判断这个信息帧是ARP包还是IP包，再交给不同的协议栈处理。当其他网络接口发现自的地址与它们的地址不同时，就会停止读入信息帧。
参考文献：
[1]张充鑫，赖连康，等.自动化概论[M].全华科技图书股份有限公司，2003.
[2]彭建，张步强.基于安全播出及运行预测的人工智能策略——GB-1广播专家系统的构思与实施[J].广播与电视技术，2005（9）.