小区背景音乐融合消防广播系统设计方案

0 小区背景音乐融合消防广播系统设计方案 第一章 绪论 言 在现代化智能小区中，背景音乐系统已成为越来越重要的一个组成部分。本设计介绍了某住宅小区背景音乐及消防广播系统的设计方案，为在小区内营造一个舒适、轻松的生活环境，现代化智能小区通常设置有背景音乐系统。背景音乐系统对缓解人们因生活、工作紧张而造成的生理和心理上的不适起着重要的作用，可以为居住在住宅小区内的人们营造一个舒适美好的生活环境，并且作为公共广播系统可提供火灾报警广播。随着时代的不断进步和科学技术的飞速发展，现代建筑的功能要求与 原来的建筑有着明显的差别。特别是建筑弱电技术的高速发展，将电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感器技术等系列最先进的技术引入，使建筑物的服务功能大大提高，综合性更强，涉及的领域更广。无论从弱电的重要性、综合性和技术难度而言，它都是建筑工程中的“重头戏”和精华所在。 广播作为弱电系统的一个组成部分，紧密联系着人们的现代生活，其既能播放音乐，又能作业务宣传和寻呼广播，还能作为火灾事故的紧急广播，是一种通用性极强的广播系统，广泛用在小区、商场、宾馆、办公小区、机场、码头、车站等场所，是现 代生活与工作中不可缺少的部分。 小区背景音乐的主要作用是创造一种轻松和谐的气氛，设计成熟的智能 1 小区背景音乐系统，扬声器分散要均匀布置，音量适宜，不影响人群正常交谈。当有紧急情况时，扬声器能以最大的功率发声，每个角落都能听到报警声音，以便人员的及时疏散。小区背景音乐 /紧急广播智能系统主要对每栋住宅楼住户、活动休闲区、绿化带等场所进行通常或紧急广播，且主机对今后的扩容预留接口，方便小区今后扩展。 设计的主要任务 背景音乐为小区各公共场所提供舒适幽雅的氛围，而紧急消防广播更是小区所必不可少的安 全措施，可及时处理小区发生的火灾等紧急事故。一个现代化的智能小区，其分区广播管理是配合管理方式的首选，能够很好地配合小区的各类管理工作，所以应该对小区的布局十分的了解，并做一个大致的分区。 系统必须能够提供消防紧急广播的功能，当小区某一区发生火灾报警时，可触发语音系统对 发生火灾的这一区及其相邻区域进行语音提示，并可人工广播来进行事故处理。另外一旦遇有火灾或突发事件时，背景音乐紧急广播系统可通过切换装置立即强制切断背景音乐实施紧急广播 ，以实现疏散火灾区居民的任务。 2 第二章 系统总体概述 统概述 背景音乐系统简称 缩写，它的主要作用是创造一种轻松和谐的气氛，并具有掩盖噪声的作用。听的人若不专心听，就不能辨别其源音位置，是一种能创作轻松愉快气氛的音乐。公共广播 /背景音乐系统广泛的应用于宾馆、大型商场、学校、社区和公园等各种场所，将为建筑物提供一套先进的有声传媒介质，以取得更好的社会的效益和经济效益。 背景音乐（公共广播）系统采用最先进的微处理机控制系统，可实现如下的功能： 1、分多个广播控制区，每个控制区可进行独立广播； 2、实现系统控制范围内 的各类群体组广播； 3、紧急、业务兼用的群体组广播； 4、定时器控制的群体组广播、语言合成器的群体组广播； 5、消防紧急联动广播、背景音乐播放、业务全区广播。 防紧急广播部分要求 我国火灾自动报警系统设计规范指出，火灾时，应能在控制室将火灾疏散层的扬声器和广播音响扩音机强制转入火灾事故广播状态。因此，在具有紧急广播功能的广播音响系统设计中，必须注意： (1)消防报警信号应在系统中具有最高优先权，应具备切断背景音乐状态的功能； (2)应便于消防报警值班人员进行控制； (3)传输电缆和扬声器应具有防火特性； 广播部分主要采用话筒进行广播或播放事先记录的广播内容，一旦紧 3 急事故发生时或有寻人或物公告时可以完成背景音乐与紧急广播的切换。本系统可按楼层分区，发生紧急情况时，可先进行确认，确定是火警时可立即进行紧急广播。 1、可在各分区及楼层广播动态信息。 2、可向各分区提供多种背景音乐节目不同的分区广播不同的节目内容。 3、节目源系统中采用主席优先技术，可手动实现播放背景音乐与语音广播的切换。 4、当出现火警时，根据防火分区选择广播分区，在广播主控室内通过切换，中断广播播音，进入消防广播状态。 在具有消防紧急广播功能的背景音 乐系统中，要按照消防系统规范的要求实现消防紧急广播信号的强切功能，需要配备相应的设备如广播录放盘来实现。最高优先级为消防紧急广播，次优先级为语言广播，背景音乐为最低级优先 。 紧急事故广播在智能建筑的设计中，通常被列为消防自动控制的一个联动部分，而实际施工中它是作为广播系统的一部分进行的。 在广播系统中消防广播具有绝对优先权，它的信号所到的扬声器应无条件畅通无阻，包括切断所有其它广播和处于开启和关断的音控器，相应区域内的所有扬声器应全功率工作。 消防规范上有明文规定消防广播应为 N+1形式。当消防系统向本系统发 出二次确认后的报警区域信号时，本系统将不做任何单独确认的执行该信号，并自动实现 N+1 功能，同时自动启动已录好的广播信息或人工播放事故广播，另外消防分区控制器应还具有手动切换和全切两种功能，供用户根据消防系统的实际需要做相应安排。 实际工程中，紧急广播往往用于消防应急报警广播，公共广播主机还应配置相应容量的应急电源，应具备几个功能：（ 1）具有自动电池充电和 4 维护及其相应的显示和告警功能。（ 2）具有自动启用功能，受控于优先权与供电状态的控制，在掉电情况下对紧急状态的设备供电。 景音乐与消防广播的兼 容 现代化建筑对广播系统有两个最基本的要求，即以背景音乐为目的的公共广播和以消防报警疏散为目的的消防紧急广播功能。 以往的广播工程往往在同一建筑中独立设置这两套系统。这样的设置，虽然满足了建筑内广播的两大功能，但显然存在着以下弊端：（ 1）两套功能不同但设备近似系统的设置，势必加大工程造价。（ 2）两套系统的设置，势必加大维护的人员和费用。（ 3）具有较高可靠性要求的紧急广播，其易损的设备（如：功率放大、扬声器及线路等）得不到日常检验。因此，实现部分设备共用，使之既能保证两大功能的实现，又能克服以上弊端的 兼容系统应运而生。 该形式从主机即得到共用，真正实现了一个系统两种功能，使系统得到了兼容，平常提到的所谓“兼容”往往专指此种形式 广播系统的配置一般采用总线制连接，总线制连接可以节省大量的布线 , 从工程角度来看 , 可以节约工程成本 , 因此我们的工程多以总线制连接为主 , 工程实例证明总线制连接值得推广和信赖。其主要特点是：（ 1）一个系统实现两种功能，大大减少了工程造价、降低了维护费用。（ 2）公 5 共广播与紧急广播均通过公共广播主机实现，主机日常的工作既完成了公共广播（如：背景音乐等广播），又实现了对紧急广播关 键的、易损的设备或部位（主要指功率放大器、扬声器及线路等）的检验，从根本上克服了紧急广播得不到日常检验的弊端，大大提高了紧急广播的可靠性。 统方案 区广播系统 全套系统包括背景音乐系统及紧急广播系统，该系统的各个组成单元及各种安装件均采用模块化结构，模块高度进制符合 系统由于采用模块化结构，所以可根据要求组合，扩展较为方便。 背景音乐系统的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的听觉气氛，要求扬声器分散均匀布置，无明显的声源方向性，且音量适宜，不影响人群的正常 交谈。背景音乐的音量应高于现场噪声 3 公共广播系统在智能化系统中可以起到宣传、播放通知、找人、紧急情况下疏散人群的作用。该功能要求扩声系统的声场强度略高于背景音乐。以不影响两人正面讲话为原则。消防紧急广播作为消防报警及紧急状态下用于疏散广播的设施，以保证在紧急情况下发生时，可以使区内的人群能清晰的听到报警和疏导的语音： （ 1）业务分区广播 平时可以按业务种类分区进行广播，各区可以实现同时播放选定的节目，在广播控制室，可以直接播放 可以转播无线广播节目。 （ 2）业务插播功能 6 在播放背景音乐 的同时，可进行插播，在插播前有音乐提示 （ 3） 消防紧急广播 通过语音疏散系统与消防报警主机，在发生火灾时语音疏散系统将自动切换到消防广播，同时由控制中心指挥人疏散。 下了为某小区的大致广播分布示意图： 图 2区广播系统图 统的整体方案 不管哪一种广播音响系统，基本可分四个部分：节目源设备、信号的放大处理设备、传输线路和扬声器系统。 1、节目源设备：节目源通常为无线电广播，激光唱机和录音卡座等设备提供，此外还有传声器、电子乐器等。 7 2、信号放大器和处理设备：包括均衡器、前置放大器、功率放大器 和各种控制器及音响加工设备等。这部分设备的首要任务是信号放大，其次是信号的选择。调音台和前置放大器作用和地位相似（当然调音台的功能和性能指标更高），它们的基本功能是完成信号的选择和前置放大，此外还担负音量和音响效果进行各种调整和控制。 前置放大部分由线性放大模块组成。设计功率放大器时，主要考虑的是设备的可靠性，应能保证功率放大器 24小时满功率的连续工作。功率放大部分采用专为背景音响和业务、紧急广播系统设计和生产的功率放大器，其特点是公共广播系统要求扩声设备具有高清晰度和高可靠性，即音频放大要高度清晰并在满功率 输出又长时间使用时而不发生故障。线性放大模块具有输出电平控制、高低音调整及发光二极管输出电平指示。 有时为了更好地进行频率均衡和音色美化，还另外单独投入均衡器。这部分是整个广播音响系统的“控制中心”。功率放大器则将前置放大器或调音台送来的信号进行功率放大，再通过传输线去推动扬声器放声。 3、传输线路：传输线路虽然简单，但随着系统和传输方式的不同而有不同的要求。对礼堂、剧场等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，一般采用低阻大电流的直接馈送方式，传输线要求用专用喇叭线，而对公共广播系统，由于服务区域广，距离长，为 了减少传输线路引起的损耗，往往采用高压传输方式，由于传输电流小，故对传输线要求不高。 4、扬声器系统：扬声器系统要求整个系统的匹配，同时其位置的选择也要切合实际。地下车库、小区广场、商场等地的扬声器一般用大功率音箱；而公共广播系统，由于它对音色要不高，一般用 3 8 因为查资料广播录放盘有如下功能：可对话筒和外线输入播音信号自动录音；可实现正常广播和消防广播的自动切换；具有监听功能，可监听任何播音方式下的播音，可以作为系统的中央控制器。所以构造以下流程图。 下图为本人设想的大致广播系 统流程图： 图 2播系统流程图 前置放大器 广播录放盘 功率放大器 各区域控制模块 各区广播扬声器 应急电源 220电池 话筒 收音机 消防信号 9 统的可行性分析 由于系统为公共广播、定压输出，扬声器的线性变压器和现场布线质量将决定系统的整体音质，不建议使用高保真音源和功放（否则会造成浪费）。声场强度的确定与某环境下的背景噪声密切相关。除停车场声场强度较高（ 55 65，其它功能的建筑环境一般均为 25 45压级均匀，变化范围在 8 懂度为检测声音清晰程度的主观评定指标。 扬声器的频率相应范围是影响系统可懂度的重要因素。吸顶扬声器的频率相应范围在 100 14足以满足要求。功放的频响范围均优于扬声器的频响特性。扬声器的口径尺寸越大，则它所能承受的功率越大，输出功率也越大，低频特性越好。总体来说系统中各组成部分还是能协调工作，共同完成背景音乐系统及消防广播系统的要求，能够完成对信号的选择和放大还能够对消防紧急信号进行自动和手动切换，运行起来还是挺不错的。 章小结 本章主要介绍了广播系统的组成及各部分的功能，大致介绍了消防紧急广播特点以及公共广播系 统与消防广播系统采用的兼容的总线制的描述，大体构思了系统流程图。 10 第三章 系统的硬件实现 统硬件设计的整体方案 本系统采用音泰尔（ 列背景音乐与应急广播系统具有高可靠性、智能化、配置灵活等特点，并可与消防系统充分融合，本方案提供了一套完整而实用的背景音乐与应急广播系统解决方案。系统包括前置放大部分、广播录放盘、以及功率放大和区控模块扬声器部分等。 硬件结构图如下： 图 3统硬件接线图 外线一 220源 话筒四 话筒三 话筒二 话筒一 音 泰 尔 前置放大器 音 泰 尔 广播录放盘 音泰尔 广播区控盘 音 泰 尔 M 播放盘 音 泰 尔 放盘 音 泰 尔 功率放大器 音泰尔 功率放大器 音 泰 尔 功率放大器 音泰尔 功率放大器 音泰尔 功率放大器 中控室 音泰尔 区控模块 音 泰 尔 区控模块 音 泰 尔 区控模块 音 泰 尔 区控模块 音 泰 尔 区控模块 音 泰 尔 区控模块 外线二 消防信号 . . 音泰尔 消防电源 24源 备用电源 音泰尔 广播区控盘 音 泰 尔 广播区控盘 . 音 泰 尔 区控模块 11 广播录放盘提供外线一、二接口， M/个）广播可通过前置放大器接入，可设置一个话筒为优先广播，其它话筒可与背景音乐混音后输出。音频信号由前置放大器接至广播录放盘的外线一或者二线接口输出，同时广播录放盘的 4时广播录放盘接受消防信号后将切断外线二的音频广播自动转为消防应急广播。通过广播 区控盘选择性的使发生火灾的区域的现场扬声器发出报警信号，其它区域背景音乐广播不受影响。 播系统器件的选型及硬件接线图 播录放盘功能 本着经济实 用简单的原则，我选用的广播录放盘为 音泰尔（ 列的广播录放盘。广播录放盘是消防应急广播系统的配套产品，是消防广播系统的音源。当发生火灾时，与广播功率放大器、广播分区控制设备、扬声器组成消防广播控制系统。本设备除了用于消防广播控制系统外，也可用于背景音乐广播系统。 广播录放盘，属于音源前置设备 , 通过此设备完成各种播音信号的播放转换 , 对 系统后级进行控制 , 接受中心控制室的控制命令 , 同时将小信号放大成标准信号输出。并且具有以下功能： 带放音机、外线输入、电子语音四种播音方式。 监听任何播音方式下的播音。与消防联动控制设备联动控制，实现消 12 防自动广播。 置放大模块 前置放大器采用 人设计以下前置放大电路。前置放大器一是要 选择所需要的音源信号并前置放大到额定电平，变换输入阻抗，使之与信号源相匹配，对信号进行予放，使电压；电流；阻抗；频响与功放相匹配。二是要进行各种音质控制，以美化音质。 前置放大器是放大电压，纯后级功放是放大电流，前置放大器是各种音源设备和功率放大器之间的链接设备，音源设备的输出信号电平都比较低，不能推动功率放大器正常工作，而前置放大器正是起到信号放大的作用。 前级是电压放大，也是整套器材中对音色影响最大的部分，后级是电流放大，这才是真正的功放部分，它对动态和低频控制力方面影响大而一般的功放应该叫做前后级合并式 放大机才对，如果单论技术的话，前级比后级要求更精细，更难做好，如果要加特别的电源线的话，也绝对不能因为后级电流大而把好的线用在后级，应该是前级。 下列是本人设计的前置放大电路，有两个运算放大器串联组成同相串联差分放大电路。差分输入信号从两个放大器的同相端输入，可以有效地消除两输入端的共模分量，获得很高的共模抑制比和极高的输入电阻。输入信号： 0入阻抗大于等于 100千欧；共模抑制比大于等于 60 13 -+-+0图 3置放大电路 3 广播功率放大模块 音泰尔（ 系列广播功率放大器 消防应急广播系统的配套产品之一。是在 防联动控制系统国家标准指导下设计并生产的产品，并且完全符合 家标准。它与相应的广播音源设备（ 放盘、 放盘）和广播终端设备（如广播区域控制盘、扬声器）配套，实现消防现场的应急广播功能 。 功能 :1、 具有自动控制和手动控制二种启动方式。 2、 具有受控自检功能。 3、具有音频输出电平显示功能。 4、 具有遥控及故障告警功能。 5、 具有主备电自动切换功能，主电优先。 6、 在使 用话筒播音时，监听能够自动静音，以彻底消除音频回授。 7、 外部线路出现异常能够进行自动保护，并将本机状态发送到其它广播设备。 下列为本人设计的功率放大电路： 14 -+*-+*+率放大电路 该电路由两个放大器交叉连接而成，输出的相位取决于输入信号的相位极性，每个放大器均是差动双端输入方式，因此本身有较好的抑制共模噪声及失真的能力。两个差动放大器参数与电路结构相同，输出端的信号只是相位相反而其他特性一致，输出到喇叭时将再进行一次失真与噪声的抵消，因此传真度极高，能高度还原输入信号的信息，而噪声与失真均极低。 防电源选型 消防电源大致确定采用 音泰尔（ ，它有如下功能： 1、具有自动控制启动分区广播和手动启动分区广播二种启动方式，手动优先。 2、可提供 90路消防广播输出控制。 3、具有联动自检功能。 4、最多可接入 2台功率放大器。 5、具有功放故障、分区故障告警显示功能。 6、增强型产品具有密匙刷卡功能。 7、与控制器通过 系统各器件接线图如下： 15 图 3硬件接线图 220V 输入 防电源 24V 输出 遥控输出 音频出 外线二 电子录音机输出 C 线 J 线 D 线 地 地 电源 24V 外线一 广播录放盘 话筒 带 优先输入 输入 24V 输出 24V 输入 地 主输出 主（ 出 出 前置放大器 话筒 先 障输入 级联输出 级联输入 口 口 扩展键盘 C 线 24V 电压 接广播模块 广播 区控 盘 级联输出 率放大器 级联输入 故障 广播输出 广播模块 电源 24V 广播输入 下一台功放 电源 220V 扬声器 广播输出 广播模块 电源 24V 广播输入 扬声器 16 章小结 大致介绍了消防 应急广播系统以及大致介绍了系统的中心设备，做出了系统的主体设计，采用 音泰尔（ 系列背景音乐与应急广播系统，给出消防广播系统各器件硬件接线图 。 17 第四章 系统的调试方法与可靠性分析 统调试方法 硬件图接好以后当然就是调试设备了，检查下设备的连线是否出错，设备都打开电源看下是否正常接通。比如按下广播录放盘的磁带健，看磁带键的显示灯是否正常，插入磁带播音过程中按“快进”和“快退”按钮进行快进快退磁带，看是否正常。然后可以打开控制室的其 它设备， 检测下是否能正常工作，并仔细各设备之间的接线等是否正确。 确定设备间的接线正确和设备能正常工作之后，可以模拟出现火警，操作“紧急广播”键启动本设备或者有 C 线接到火灾报警后，有报警系统联动使系统的播音模式进入自动进行消防报警的电子语音播音。正常广播时广播录放盘外线二是输入正常广播的，火灾情况下外线二自动切换成消防广播下的播音模式， 统平均维修时间 to 指控制系统在工作期 间内所有维修时间与重大故障次数的比值。 A/平均维修时间： 可用性 A 平均维修时间： 可用性 A 1/有效度 A) 表征控制系统在工作期间内实现其指定功能能力的一项可靠性指标。 18 计算公式为式中： A 效度； - 平均无故障工作时间，小时； - 平均维修时间，小时。 2/R（ 示高可靠性； A(示高可用性；S(示可维护性。一般用 标 (平均无故障时间 )来衡量服务器的高可靠性， 越大表示系统的可靠性越高；用几个 9 来衡量服务器的高可用性，如 高可靠性设计实现： (of 从这个公式中，可以看出整个系统的可靠性取决于系统各个部件的故障率。部件的故障率越低级，系统的可靠性就越高。在设计产品时在部件的选择上高标准、严要求。部件也必需经过实验室及来料检测中心的严格认证 ,以此来保证整个系统硬件的高可靠性。当然，这还远远不够。因为相对于主板、 盘、电源、风扇的故障率要高得多。很显然提高这几个部件的可靠性对提高整个系统的可靠性有非常重要的意义。 高可用性设计实现： M T T B B v ai 很显然，系统的可用性取决于 均无故障时间 )及 均修复故障时间 )。 越大， 越小，整个系统的可用性就越高。如何来降低 均修复故障时间 )的。 可用性 如果系统能够在 时间里提供不间断的服务，则一般称该系统 19 为高可用性系统。 常常称为“五个 9”，相当于每年的停机时间大约 5 分钟。有些新的通信交换设备规范则要求“六个 9”，即 ，也就是说每年的停机时间约 30秒钟。 统平均无故障工作时间 提高可靠性的最基本方法之一是审