摘?要：介紹了一種用硬件實(shí)現(xiàn)非法電視干擾信號(hào)的檢測(cè)方法" title="檢測(cè)方法">檢測(cè)方法。在分析非法入侵信號(hào)干擾特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了硬件檢測(cè)的原理方法，給出了硬件檢測(cè)系統(tǒng)" title="檢測(cè)系統(tǒng)">檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想。該系統(tǒng)主要由信號(hào)處理、智能判別和報(bào)警控制三個(gè)模塊組成。大量的模擬實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用結(jié)果表明，本檢測(cè)方法能夠有效地檢測(cè)出非法入侵的信號(hào)。
關(guān)鍵詞：電視信號(hào)? 非法干擾? 檢測(cè)
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目前電視信號(hào)常用的傳送方式為衛(wèi)星傳送，即通過太空中的電視衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，信號(hào)到達(dá)地面后進(jìn)行解壓，然后轉(zhuǎn)換成電視中所看到的視頻信號(hào)。由于電視信號(hào)傳輸參數(shù)的公開性，正常電視信號(hào)經(jīng)常受到一些非法電視信號(hào)的干擾。如我國(guó)的鑫諾衛(wèi)星就曾受到法輪功非法信號(hào)的入侵，在社會(huì)上造成了極壞的影響。防止這類現(xiàn)象發(fā)生的一種方法就是對(duì)每一套電視節(jié)目進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)有非法信號(hào)侵入時(shí)，立即切斷該套節(jié)目的播出。
非法信號(hào)的入侵過程有以下特點(diǎn)：
(1) 侵害的時(shí)間不固定，有可能一天多次，也可能幾個(gè)月一次。
(2) 侵害的對(duì)象不固定，少則一套電視節(jié)目，多則幾套、十幾套節(jié)目。
(3) 侵害時(shí)間短（幾個(gè)微秒）。侵害完成時(shí)，其信號(hào)與正常信號(hào)無任何差別。
(4) 功率很大，正常信號(hào)會(huì)被完全覆蓋。
由于這些特點(diǎn)，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)和軟件方法都很難達(dá)到要求。人工監(jiān)測(cè)費(fèi)時(shí)耗力，且反應(yīng)較慢，其結(jié)果是只有在非法信號(hào)入侵一定時(shí)間后才會(huì)被工作人員發(fā)現(xiàn)。軟件方法的靈敏度較低，程序在進(jìn)行輪檢時(shí)有可能錯(cuò)過侵入的非法信號(hào)。
本文根據(jù)非法入侵信號(hào)的特點(diǎn)分析了硬件檢測(cè)的可行性，采用一種高效、智能的硬件系統(tǒng)來鑒別非法侵入信號(hào)。介紹了監(jiān)測(cè)的原理以及實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)證明了其有效性。
1 檢測(cè)系統(tǒng)原理及組成
雖然非法入侵信號(hào)有上述各種特點(diǎn)，很難監(jiān)測(cè)，但其在入侵過程中，必然引起正常電視信號(hào)的局部變化。正常視頻垂直同步信號(hào)" title="同步信號(hào)">同步信號(hào)與受到非法入侵信號(hào)侵入時(shí)的視頻垂直同步信號(hào)比較如圖1所示。由圖可以看出，當(dāng)輸入的視頻信號(hào)受到非法侵入時(shí)，其時(shí)序則會(huì)出現(xiàn)短暫的改變，但很快恢復(fù)正常。利用這一現(xiàn)象可以對(duì)其進(jìn)行延遲處理，并將兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行“與”處理，比較的結(jié)果將會(huì)反映出有無非法入侵信號(hào)存在，其原理如圖2所示。
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根據(jù)以上非法入侵信號(hào)的檢測(cè)原理，設(shè)計(jì)了如圖3所示的硬件檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為三個(gè)模塊：信號(hào)處理模塊" title="處理模塊">處理模塊、智能判別模塊和智能報(bào)警模塊" title="報(bào)警模塊">報(bào)警模塊。
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在該系統(tǒng)中，信號(hào)處理模塊采用大規(guī)模集成電路搭建，信號(hào)處理速度快、靈敏度高，主要負(fù)責(zé)對(duì)電視信號(hào)進(jìn)行處理。智能判別模塊采用MCS51單片機(jī)作為智能核心，它滿足智能化要求，主要負(fù)責(zé)對(duì)處理的信號(hào)進(jìn)行判別。智能報(bào)警模塊以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)編寫報(bào)警軟件，主要負(fù)責(zé)報(bào)警提示。其系統(tǒng)硬件連接圖如圖4所示。
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電路
2.1 信號(hào)處理模塊（以一路信號(hào)為例）
信號(hào)處理框圖如圖5所示。由圖5可知該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理過程是：當(dāng)視頻信號(hào)輸入時(shí)，先使用LM1881將其中的垂直同步信號(hào)提出，再經(jīng)過C4098延時(shí)，最后將兩個(gè)信號(hào)通過‘與門’。在正常情況下二者與后的結(jié)果應(yīng)為一直線，此時(shí)不會(huì)觸發(fā)后序電路中的74HC74，即目前無非法信號(hào)干擾。當(dāng)非法信號(hào)侵入時(shí)，其信號(hào)變?yōu)閳D1下部所示信號(hào)，但由于采用了C4098進(jìn)行延時(shí)，所以延時(shí)信號(hào)與垂直同步信號(hào)經(jīng)過‘與門’后會(huì)產(chǎn)生一系列的脈沖信號(hào)（見圖2(f)），此時(shí)74HC74觸發(fā)器被激活，在其輸出端會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化（1變0或0變1），從而可以快速地檢測(cè)到正常信號(hào)已被非法信號(hào)侵入。
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2.2 智能判別模塊
該模塊中包含一塊MCS8031單片機(jī)，用于智能判別和與計(jì)算機(jī)進(jìn)行報(bào)警通訊。此外，還包含有74HC138譯碼器和74HC244等元器件，它們的主要功能是對(duì)多個(gè)硬件端口進(jìn)行輪檢，以判斷正常信號(hào)是否受到了侵入。智能判別框圖如圖6所示。
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如前所述，系統(tǒng)上電后，視頻信號(hào)輸入通過LM1881和C4098共同處理后。若存在干擾信號(hào)，則74HC74被置1，該1被記入74HC244中。在MCS8031單片機(jī)輪檢過程中，通過該路的硬件地址打開74HC244得到該路的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有無干擾判斷。若干擾存在，則通過RS232 口向計(jì)算機(jī)發(fā)出報(bào)警代碼，使計(jì)算機(jī)報(bào)警，然后對(duì)該路的74HC74清零后關(guān)閉。
2.3 智能報(bào)警模塊
收到MCS8031單片機(jī)報(bào)警代碼后，顯示受干擾的通道、次數(shù)并且報(bào)警。源碼可根據(jù)需要編寫(這里不作贅述)。 本文介紹了一種非法入侵電視信號(hào)的硬件檢測(cè)方法和電路系統(tǒng)。通過實(shí)踐應(yīng)用表明，其檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到95％。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)過程也較為容易，檢測(cè)效率較軟件檢測(cè)方法提高了很多，而且靈敏度很高。本系統(tǒng)的應(yīng)用可有效地降低電視工作人員的工作強(qiáng)度，提高電視節(jié)目的播出質(zhì)量，具有良好的應(yīng)用前景。
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