摘?要：介紹了一種用硬件實現(xiàn)非法電視干擾信號的檢測方法" title="檢測方法">檢測方法。在分析非法入侵信號干擾特點的基礎(chǔ)上，提出了硬件檢測的原理方法，給出了硬件檢測系統(tǒng)" title="檢測系統(tǒng)">檢測系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)想。該系統(tǒng)主要由信號處理、智能判別和報警控制三個模塊組成。大量的模擬實驗和應(yīng)用結(jié)果表明，本檢測方法能夠有效地檢測出非法入侵的信號。
關(guān)鍵詞：電視信號? 非法干擾? 檢測
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目前電視信號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)器進行轉(zhuǎn)發(fā)，信號到達地面后進行解壓，然后轉(zhuǎn)換成電視中所看到的視頻信號。由于電視信號傳輸參數(shù)的公開性，正常電視信號經(jīng)常受到一些非法電視信號的干擾。如我國的鑫諾衛(wèi)星就曾受到法輪功非法信號的入侵，在社會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每一套電視節(jié)目進行實時監(jiān)控，即當發(fā)現(xiàn)有非法信號侵入時，立即切斷該套節(jié)目的播出。
非法信號的入侵過程有以下特點：
(1) 侵害的時間不固定，有可能一天多次，也可能幾個月一次。
(2) 侵害的對象不固定，少則一套電視節(jié)目，多則幾套、十幾套節(jié)目。
(3) 侵害時間短（幾個微秒）。侵害完成時，其信號與正常信號無任何差別。
(4) 功率很大，正常信號會被完全覆蓋。
由于這些特點，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測和軟件方法都很難達到要求。人工監(jiān)測費時耗力，且反應(yīng)較慢，其結(jié)果是只有在非法信號入侵一定時間后才會被工作人員發(fā)現(xiàn)。軟件方法的靈敏度較低，程序在進行輪檢時有可能錯過侵入的非法信號。
本文根據(jù)非法入侵信號的特點分析了硬件檢測的可行性，采用一種高效、智能的硬件系統(tǒng)來鑒別非法侵入信號。介紹了監(jiān)測的原理以及實現(xiàn)電路的設(shè)計，并通過實驗證明了其有效性。
1 檢測系統(tǒng)原理及組成
雖然非法入侵信號有上述各種特點，很難監(jiān)測，但其在入侵過程中，必然引起正常電視信號的局部變化。正常視頻垂直同步信號" title="同步信號">同步信號與受到非法入侵信號侵入時的視頻垂直同步信號比較如圖1所示。由圖可以看出，當輸入的視頻信號受到非法侵入時，其時序則會出現(xiàn)短暫的改變，但很快恢復(fù)正常。利用這一現(xiàn)象可以對其進行延遲處理，并將兩個信號進行“與”處理，比較的結(jié)果將會反映出有無非法入侵信號存在，其原理如圖2所示。
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根據(jù)以上非法入侵信號的檢測原理，設(shè)計了如圖3所示的硬件檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為三個模塊：信號處理模塊" title="處理模塊">處理模塊、智能判別模塊和智能報警模塊" title="報警模塊">報警模塊。
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在該系統(tǒng)中，信號處理模塊采用大規(guī)模集成電路搭建，信號處理速度快、靈敏度高，主要負責對電視信號進行處理。智能判別模塊采用MCS51單片機作為智能核心，它滿足智能化要求，主要負責對處理的信號進行判別。智能報警模塊以計算機為平臺編寫報警軟件，主要負責報警提示。其系統(tǒng)硬件連接圖如圖4所示。
2 系統(tǒng)實現(xiàn)電路
2.1 信號處理模塊（以一路信號為例）
信號處理框圖如圖5所示。由圖5可知該系統(tǒng)設(shè)計的數(shù)據(jù)處理過程是：當視頻信號輸入時，先使用LM1881將其中的垂直同步信號提出，再經(jīng)過C4098延時，最后將兩個信號通過‘與門’。在正常情況下二者與后的結(jié)果應(yīng)為一直線，此時不會觸發(fā)后序電路中的74HC74，即目前無非法信號干擾。當非法信號侵入時，其信號變?yōu)閳D1下部所示信號，但由于采用了C4098進行延時，所以延時信號與垂直同步信號經(jīng)過‘與門’后會產(chǎn)生一系列的脈沖信號（見圖2(f)），此時74HC74觸發(fā)器被激活，在其輸出端會產(chǎn)生相應(yīng)的變化（1變0或0變1），從而可以快速地檢測到正常信號已被非法信號侵入。
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2.2 智能判別模塊
該模塊中包含一塊MCS8031單片機，用于智能判別和與計算機進行報警通訊。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多個硬件端口進行輪檢，以判斷正常信號是否受到了侵入。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，視頻信號輸入通過LM1881和C4098共同處理后。若存在干擾信號，則74HC74被置1，該1被記入74HC244中。在MCS8031單片機輪檢過程中，通過該路的硬件地址打開74HC244得到該路的數(shù)據(jù)，并進行有無干擾判斷。若干擾存在，則通過RS232 口向計算機發(fā)出報警代碼，使計算機報警，然后對該路的74HC74清零后關(guān)閉。
2.3 智能報警模塊
收到MCS8031單片機報警代碼后，顯示受干擾的通道、次數(shù)并且報警。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的硬件檢測方法和電路系統(tǒng)。通過實踐應(yīng)用表明，其檢測準確率達到95％。系統(tǒng)的設(shè)計原理簡單，實現(xiàn)過程也較為容易，檢測效率較軟件檢測方法提高了很多，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度，提高電視節(jié)目的播出質(zhì)量，具有良好的應(yīng)用前景。
參考文獻
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