某中学一线通校园广播技术方案.doc

一线通共缆传输可寻址校园广播系统方案前言广播系统在校园的应用是非常广泛的，每个学校每天都需要用到广播来播放广播体操，眼保健操，通知及上下课铃声等。计算机多媒体技术的广泛应用为校园广播系统带来了划时代的革命，校园广播系统的职能再也不局限于公共广播的功能,现代教学中英语听力教学、考试等新的需求仅靠传统的公共广播已经不能满足。学校对于广播系统要求稳定可靠，功能强大，音质清晰，操作方便，自动播放，分点、分区控制，智能化程度高。学校希望根椐其实际情况和具体要求量身定做，提供个性化设计服务。目前我们各个学校的广播系统差距很大，一般有这么几种：1 机房有个简单的扩音设备，终端用筒式大扬声器，线路采用拉音频线方式。音质差，功能单一，一般在偏远山区学校还有用到。2 机房用定压功放，调音台等设备，室内终端用壁挂式音箱，室外用室外音柱，草坪音箱等，线路采用音频线方式。音质一般，布线繁琐，区域既定更改麻烦，寻址控制需要再布线。3 机房用调频调制器，音频矩阵等设备，终端用固定频点的调频音箱，线路采用CATV网络传输。设备多，不便于多路播放。分区，寻址控制另外布一根控制线。4 机房用无线调频发射机，终端用无线调频接收机，采用无线发射方式。需要无委会批准，每年交一定费用，易受外界干扰,音质差。5 机房用电脑，终端用一台IP方式接收解调盒，基于校园局域网传输，但成本太高，对网络速度及带宽都有要求。6 机房设备采用调频方式，分布式多通道FSK数据编码传输，终端采用多频点自动变频接收调频音箱,可以接收100套节目。音频信号与FSK寻址控制信号基于学校现有的CATV网共缆传输。真正实现“一线通”，多网合一。音箱采用高低音分频,2单元喇叭，音质近乎CD。因上述原因普遍存在，极大地限制了校园广播在学校教学实践与管理中的应用。随着我国教育信息化建设浪潮的推进及“校校通”工程的全面实施，近几年来，闭路电视、宽带网络、计算机多媒体及互联网在学校被广泛应用，并逐步走进教学与教务管理。这就为开发性能更高，功能更强，使用更方便的新一代教学用数字化智能广播成为可能。技术方案一、用户需求校园的定压有线广播系统于1997年开始使用，为了配合数字化校园的工程，打算利用电教中心和教室间现有的有线电视网络以及增添一些设备进行数字化广播改造。打算实现的功能如下：1 抗干扰能力强，与现有的有线电视节目共缆传输，不需要增加布线。 2系统容量无限大：接收设备不受数量的限制，可以随意增加。各点可独立寻址，可实现点对点进行控制，控制任意年级或任意班级的频道，并可独立自动开关。3任意分区功能，可实现多个区域的独立控制和任意组合。 4强大的频道管理：用户可根据实际的需要配置至少 6 个频道，可将各区归属不同频道管理，以实现多套节目的同时播放。 5自动播放功能：系统由一台专用PC机作为主控计算机，同时兼做数字节目源，可以输出多套数字节目源，通过系统播放和控制软件可实现手动、自动定时播放。学校可将校园歌曲、广播体操、眼保健操等常用曲目，存储在硬盘上，实现全自动非线性播出。也可预先设置每周一至周日播放工作列表，自动定点定时播出上下课铃声、外语节目、音乐、广播体操、校园歌曲等；播放的音乐可以任意添加修改；计算机可根据节目单自动定时播放，实现无人值守，播放完成后延时自动关闭。用户还可以在定时播放过程中即时修改播放节目单，修改后立刻生效；也可手动播放节目单内容；6语音综合训练和考试：可以对不同年级进行不同的语音训练和考试，可以同时播放多套节目，以便满足教学的需要；音质优美、清脆满足高考听力要求。 7 支持各种流行音频格式：如 MP3 、 MPG 、 DAT 、 WAV 、 MID 、 AVI 等，可以录音和播放多种外接媒体源（如 CD 、 DVD 、卡座、收音机、麦克风等）,可以对音色进行修正，对音量进行调节，以达到最好的听觉效果。 8铃声智能控制：用户可根据需要编制各频道一天、一周、一月或一年的定时播放节目单，对播放内容、播出时间、播放区域等可任意编程控制；可将上下课铃声、眼保操、广播操、娱乐等分区广播，即对教学区、操场等公共场所进行同时间播放不同节目，可以让任意一个场所播放，任意一个场所不播放，方便校园管理； 9随意插播：在播放过程中，用户可以随时停止定时播放，随意插播其他节目或手动点播节目单上的节目，插播结束后，系统依然按照节目单继续播放。也可以随时对任意班级进行利用话筒进行广播通知，通知结束后，系统也依然按照节目单继续播放。 10局域网和INTERNET网络控制功能：可以采用电脑+IP网络传输的工作方式，在分控的电脑上（如校长、部门主任的电脑）安装专门分控、插播软件，将话筒直接插到电脑麦克风输入口，无须再添加硬件设备；广播分控系统软件还支持INTERNET网络远程控制，远在千里之外就象在自己办公室一样轻松实现教学管理。分控软件可根据权限大小进行分区或单点广播通知，播放录音讲话、背景音乐。11无线遥控讲话功能：遇到紧急情况以及活动需要，有关人员可以在校园内遥控打开广播系统利用无线话筒进行插播讲话。12无线遥控播放功能：可以遥控升旗国歌及早晨锻炼的广播体操的播放，也可选曲，停止，暂停等，方便活动需求。13教室音量集中管理功能：可以选择是否授权给教室自行调整音箱音量大小；可在机房通过软件对全部终端音箱的音量集中调整管理，也可以单独设置调整每个音箱的音量（分强制广播及自动广播两种状态下独立调整）14 主控软件功能强大，界面人性化设计操作简单易学。 15 系统易维护性: 如果线路出问题，有指示灯会不停的闪烁，简单而又直观。给安装调试及后期维护带来很大的便捷二、用户需求分析： 此学校是一所重点中学，对智能广播的功能主要着重于外语考试、及听力训练。经过考察分析，我们为客户设计的智能调频广播方案如下：1、整个广播系统设计为智能可寻址调频广播系统。根据学校要求6套节目以上同时播放的需求，教室设计采用调频广播方式，系统可同时播放100多套节目，当学校想扩展同时播放的节目时，不需重新布线，只需添置前端设备即可，因此采用调频广播系统，前端节目源易扩展，能够满足学校不断增加的语音教学的需求。同时在教室端也可同时接收100多套节目，各班级可根据需要选择收听不同的节目。 2、本系统需求多套节目源，我们设计为8套数字音源。3、在每个教室安装一只可WK-605S可寻址调频音箱，以满足学校外语考试、及听力训练。WK-605S可寻址调频音箱附带遥控器，各班级可通过遥控器选择收听不同的节目。4、控制室安装WK-FCB600智能广播自动播控系统，主控系统采用多通道数字播出控制主机，系统同时可输出8路数字节目。5、通过主控软件的设定，可对所有教室任意分区分组（每只音箱有单独的ID号），设定统一或不同的播放时间。达到不同年级或班级同时播放不同内容。6可以采用电脑+IP网络传输的工作方式，在分控的电脑上安装专门分控、插播软件，将话筒直接插到电脑麦克风输入口，无须再添加硬件设备，节约成本；广播分控系统软件还支持INTERNET网络远程控制，远在千里之外就象在自己办公室一样轻松实现教学管理。分控软件可根据权限大小进行分区或单点广播通知，播放录音讲话、背景音乐。7将升旗及广播体操设定为自动播放往往会与学生队形排列不一致，针对学校的实际使用需求，为此我们可以增加一套广播主机遥控系统设备（WK-F900），在1000米距离内的操场上可以遥控升旗及广播体操的播放，也可选曲，停止，暂停等，方便教学需求。如果遇到紧急情况，需要临时广播。主控室可立即结束自动播放，播出紧急广播。三、设计依据：工程方案的制定、设计，依照国家有关文件、标准和规定，主要有： 有线电视广播系统技术规范 国标GB50200-94 有线电视系统工程技术规范 30MHz-1GHz声音和电视信号电缆分配系统GB6510-86。 工业企业通信设计规范GBJ42-1981。 民用建筑电气设计规范GBJ/T16-1992。 国际电联 ITU - T有关标准。 建筑、通信有关行业标准。四、设计原则进行系统设计时，本着“先进性、科学性、稳定性、经济性、扩展性”相统一的原则进行设计。五、主要设备介绍1 智能寻址广播主机（WK-FCB600）内部集成了6-8台捷变频调频调制器，可以同时播出6-8套节目；内部集成了6-8台FSK数据编码发送器；内部集成了音频矩阵切换器，混合器；采用最新的锁相环技术，无须担心频率漂移；系统集成度高，减少连线，极大减少使用中故障率，易于维护设备具有485数据通讯总线，主机叠加扩展性高，可以扩充到同时播放100路节目；设备具备上位机数据接口，接受计算机管理控制自动AGC电路主要参数：工作频率范围 88MHz187MHz音频调制方式 FM 4路 6路 8路 数据调制方式 FM 4路 6路 8路音频输入信号电平范围 100mV1V 音频调制器频率响应 8016000Hz射频输出幅度 100dBuV 调制度 50KHz 尺寸 485 X 320 X 90 2 WK-F605S数码遥控可寻址音箱100个频道数码显示（00-99），可同时接收100路节目；遥控选台，遥控调节音量；数码显示工作状态；自动开关机，关机时切断功放电源；高保真二分频设计，输出不失真功率15W 30W采用最新的锁相环技术，无须担心频率漂移；具有外接音频输入接口，可用作电脑卡座笔记本电脑等设备的扩音；采用射频的自动AGC电路，具有特强的输入信号适应范围，从38dB78dB均可解调出纯真清晰的声音，系统免调试；工作频率范围：87MHz188MHz；接收灵敏度：38dB音量控制：32级可调，数字电位器，专配遥控器，机房软件可控终端音量；音频频率响应：80Hz16KHz3.寻址接收控制机（WK-F601）可同时接收100路节目；遥控选台，遥控调节音量；自动开关机，采用最新的锁相环技术，无须担心频率漂移采用射频的自动AGC电路，具有特强的输入信号适应范围，从38dB78dB均可解调出纯真清晰的声音，系统免调试；具有220V输出，自动控制定压功放电源具有本地手动开关插播功能；输入信号频率范围：87MHz188MHz；接收灵敏度：38dB音量控制：32级可调，数字电位器，专配遥控器，机房软件可控终端音量；音频频率响应：80Hz16KHz金属外壳，标准1U机箱六、系统原理及组成：系统采用“数字播出、共缆传输、编码控制、调频接收”的全新理念搭建数字化校园智能广播平台。由数字节目源或模拟节目源输出单路或多路音频信号，直接送给WK-FCB600智能寻址调频广播主机的调频调制器输入口，并调制到不同的调频载波上，再经频率复用合成器合成射频信号至一根同轴电缆送到终端可寻址调频音箱。同时控制信号由主控计算机通过RS232串口与WK-FCB600智能寻址调频广播主机通讯口连接；编码控制采用非常成熟稳定的FSK方式，将分布式多路FSK控制信号调制到88187MHz调频副载波上，与音频信号共缆传输。主要设备有全数字硬盘多路自动播出主机，WK-FCB600智能寻址调频广播主机，自动播出系统软件，校长分控系统软件，可寻址编码控制软件，WK-F601调频多功能接收控制机、WK-F605可寻址解码调频音箱组成。系统原理图七、系统方案系统整体规划为“音源数字化、播放自动化、管理智能化、扩展自由化、操作人性化”的可寻址校园智能广播系统，采用FM调频频分复用技术，FSK数字编码控制技术，有线调频传输多路（可扩充）校园广播节目。1前端及信号源部分：系统前端由音源单元、主控与信号切换控制单元、音频信号调制与放大单元组成，所有设备均布置在主机房。1.1音源单元：由数字节目源主控计算机及V6.4多路数字播放软件；模拟节目源DVD、录音卡座、收音头、调音台、麦克风等组成。学校可根据实际使用情况选择卡座1-3台，用于播放磁带节目；配置DVD一台，用于播放DVD、VCD、CD、MP3光盘节目；收音头一台转播当地广播电台节目；配置调音台一台用于播音员播送自办节目，也可在外语考试时对磁带音色进行修正，对音量进行调节，以达到最好的听觉效果。1.2主控与信号切换控制单元：由WK-FCB600智能寻址调频广播主机、系统播控软件（含有音频矩阵切换器功能）等组成。无须音频矩阵切换器，仅通过软件就可将音源播出的音频信号选择切换，用于分配给不同年级选择相同或不同的音源。WK-FCB600智能寻址调频广播主机可接收主控计算机RS232通讯，指定用户通过对主控计算机的操作，实现自动或手动寻址编码控制，全数字硬盘自动播放。可以对教室终端WK-F605C型可寻址调频接收机的电源自动或手动开关，统一管理。1.3音频信号调制与放大单元：通过WK-FCB600智能寻址调频广播主机内部集成的调频调制器、频率复用合成器,放大器等组成。根据学校年级的数量，选择调频调制器的数量，以满足不同年级同时播放不同节目的要求。所有调制信号经混合器混合，放大器放大后，输出到主干CATV网络传送到各个教室终端。2信号传输与分配系统部分：系统采用同轴电缆共缆传输方式传输音频载波信号、FSK寻址编码控制信号，可与闭路电视信号共缆传输，电视、广播、寻址控制信号“一线通”。对已有有线电视系统的学校来说，只需在原有线电视闭路基础上直接安装设备，无需重新布线。采用有线电视分支分配器，按照满足电平的原则进行信号分配，满足终端电平60dB10dB即可，添加本广播系统，既方便快捷，又省却布线和维护带来的不便，且广播及控制信号与有线电视信号在不同信道传输互不干扰，而且扩充容易，无需考虑功率匹配问题。3终端接收设备及收听方式：教师内已有普通音箱，教室采用WK-F605S型10W多频点自动变频可寻址调频接收机+普通音箱，WK-F605S具有放大功能，可以通过接收机专配音频输入口（包含麦克风输入），对教师本地音源进行放大，满足教学的听觉要求。系统在演播室的公用广播（铃声、考试听力、应急广播）和教室的本地音源之间能够进行识别和切换，演播室的公用广播信号要优先于教室的本地音源信号。校园采用寻址接收控制机+定压功放接收放大后音频信号定压传输。由定压功放进行功率放大，推动室外防雨音柱，定压功放电源受WK-F601控制，WK-F601可寻址接收控制机有手动和自动控制双重功能。自动状态下可由计算机系统进行寻址控制，播放校园铃声、广播体操音乐；手动状态时无须操作计算机可实现本地控制，播送卡座音频信号、麦克风音频信号，用于运动会等集体活动的插播控制。花园、草坪安装室外造型音箱。4操场插播控制与校长分控系统：随着校园网络建设普及，笔记本电脑价格走低及普及，一般学校都有自己内部的计算机局域网络，操场上每次举行运动会等活动时需要现场广播，我们可以采用笔记本电脑+网络传输的工作方式，在分控的笔记本电脑上安装专门分控插播软件，将话筒直接插到电脑麦克风输入口，无须再添加硬件设备，节约成本。分控软件可根据权限大小进行分区或单点广播、通知，播放录音讲话、背景音乐。通过局域网络与机房数字节目源主控计算机连接，由定压功放进行功率放大，推动操场上室外防雨音柱。WK-F601调频接收控制机有唯一ID号，定压功放电源受WK-F601控制，WK-F601调频接收控制机有手动插播和自动控制双重功能。自动状态下可由广播主控室或分控点进行寻址控制，播放校园铃声、广播体操音乐，手动状态时可实现本地控制。随着软件的不断升级，广播分控系统软件还支持INTERNET网络远程控制，如学校能提供支持无线上网笔记本电脑，在操场上现场插播控制更方便，无须任何布线，轻松实现与主控室相同的操作功能。同时如校长出差在外地，有急事需要广播通知，只要登陆INTERNET互连网，远在千里之外就象在自己办公室一样轻松实现教学管理。校长分控可采用校园局域网络控制的方式，进行寻址广播讲话，具有同主控室相同的操作功能，并可设定优先等级，强行屏蔽当前广播节目，校长分控设立，方便了校长对学校的管理。当然根据学校需要可以设多个点的分控室，象学校广播站，主任值班室等，给其不同的权限。5无线遥控播放系统：将升旗及广播体操设定为自动播放往往会与学生队形排列不一致，针对学校的实际使用需求，为此我们可以增加一套广播主机遥控系统设备，在1000米距离内的操场上可以遥控升旗及广播体操的播放，也可选曲，停止等，方便教学需求。八、系统功能及特点数字化可寻址校园智能广播系统是专为学校开发的融合当今前沿计算机、多媒体、通信、单片机技术的新一代校园广播系统，具有传统定压广播不具备的独特功能、不可比拟的优点，具体功能及特点如下。1系统功能 多路广播功能：系统可以实现多达100套节目同时传输，完全满足教学要求，采用CATV +FM1+FM2+FMn的频分复用共缆传输方式。闭路电视、校园广播、FSK可寻址控制信号采用一根同轴电缆进行共缆传输。除具有传统广播的全部功能外，每个年级还可拥有自己的频道，同时播放各年级不同的内容且互不干扰，特别适合外语听力教学及考试。 自动播放功能：系统由一台专用PC机作为主控计算机，同时兼做数字节目源，可以输出多套数字节目源，通过系统播放和控制软件可实现手动、自动定时播放。学校可将校园歌曲、广播体操、眼保健操等常用曲目，存储在硬盘上，实现全自动非线性播出。也可预先设置每周一至周日播放工作列表，自动定点定时播出上下课铃声、外语节目、音乐、广播体操、校园歌曲等，无需人工干预，即可自动播放，实现了真正无人值守。还可按春、夏、秋、冬季节不同设置多套作息时间表存放与系统内，根据季节不同随时调用。可以实现计算机多路播出。 可寻址功能：WK-FCB600智能寻址调频广播主机及控制软件操作简单、界面醒目、功能强大、性能稳定、可实现2048分区控制。通过操作主控计算机，可自动或手动进行按年级等分组广播、分区域广播（如教学区、办公区，操场区），如对某一年级播放该年级外语听力教学考试节目；可做到单独控制，如对某一班级播放通知等；也可进行全校广播。操作方便，真正实现了可寻址到点控制。 外语听力教学、考试功能：可将各年级外语听力教学节目直接以数字格式（MP3、WAV等）存储在计算机硬盘内，按预先设定播放菜单自动播放，并可对同一年级同时进行听力测试，对已定为高考考场的学校，可直接用于高考听力考试。学校也可利用课间、饭后播放外语歌曲、英语新闻，寓教于乐，充分提高学生外语听力水平。 自动音乐铃声、背景音乐功能：系统内置百多首歌曲及音乐，悠扬的音乐代替高达90分贝刺耳的电铃声，上下课响起悦耳的音乐，课间响起动人的歌声；让背景音乐自动或手动播放到指定区域，使学生不再承受噪音干扰，使校园氛围更加轻松和谐，使学生在轻松的环境中学习，既陶冶了情操，又接受了艺术的熏陶。 局域网和INTERNET网络控制功能：可以采用电脑+IP网络传输的工作方式，在分控的电脑上安装专门分控、插播软件，将话筒直接插到电脑麦克风输入口，无须再添加硬件设备，节约成本；广播分控系统软件还支持INTERNET网络远程控制，远在千里之外就象在自己办公室一样轻松实现教学管理。分控软件可根据权限大小进行分区或单点广播通知，播放录音讲话、背景音乐。 无线遥控播放功能：将升旗及广播体操设定为自动播放往往会与学生队形排列不一致，针对学校的实际使用需求，为此我们可以增加一套广播主机遥控系统设备，在1000米距离内的操场上可以遥控升旗及广播体操的播放，也可选曲，停止，暂停等，方便教学需求。 音箱音量集中管理功能：如选用WK-F605C型遥控音箱，可以选择是否授权给教室自行调整音箱音量大小；可在机房通过软件对全部终端音箱的音量集中调整管理，也可以单独设置调整每个音箱的音量（分强制广播及自动广播两种状态下独立调整）。2系统特点 数字化高品质的硬盘多路自动播出系统：一台PC主机同时对多个年级播出不同的数字节目，兼容WAV、MP3、Media等不同格式同时输出，使校园广播节目音质发生了质的飞跃。同时可实现手动、自动定时播放，学校可将校园歌曲、广播体操、眼保健操等常用曲目存储在硬盘上，实现全自动非线性播出，真正实现无人值守。 独特的频分复用技术与多频点可寻址编码音箱：闭路电视信号、多路音频信号、FSK编码控制信号采用同一根同轴电缆共缆传输，实现真正的“一线通”。安装方便，使用简单。对已有闭路电视系统的学校不用重新布线。WK-FCB600智能寻址调频广播主机及控制软件，最多可实现2048分区控制。通过对主控计算机的操作，可控制全校范围内的各班级、年级、操场、办公区、各广播点的广播控制，对全校进行分区、定点、手动或自动寻址广播，定时播放。 良好的开放性与可扩展性：系统具有良好的开放性和灵活的可扩展性，在系统分配网络可增设信号出口，根据具体的情况任意添加音箱。系统可与教学评估监控系统联网，实现单向可视对讲；与教学评估监控系统、闭路电视网络系统结网，可实现双向可视对讲；播控主机与校园网联网，可共享校园网上音频资源，远程控制与中国远程教育信息平台联网后，可实现外语节目在线播放。还可以接受消防报警系统信号进行紧急广播通知。可设置校长分控广播室和校园广播站插播控制室，方便校长管理使用和校园课外活动广播。 较高的稳定性与可靠性：采用RF弱信号传输方式，极大地提高了系统的可靠性，系统传输网络中无功率信号，单只音箱的故障不影响系统工作，整机在没有信号的情况下自动处于关闭状态，待有启动信号或接收到开机指令后音箱自动启动，无需人员的控制。 自动开关机系统登陆方式有两种可选，一种是以用户名及密码登陆，一种是电脑启动系统自动运行。可以根据学校实际使用需求选择，如选择自动运行，则配合本系统软件的定时关机功能即可做到晚上电脑定时自动关机，早上自动启动运行。 系统安全保密性较高系统采用CATV网络传输，较无线调频传输方式保密性要高，无线调频广播在进行英语考试时，在教室外用收音机即可接收到信号，极易让考场外的人将考题答案传入考场内，而南京万凯的调频广播保密性更好，一般厂家调频广播频点位于87-108MHZ，市面上的收音机都能接收到这段内的频点，万凯校园广播工作于88-187MHZ可以根据需要任意调整工作频点，可让一般收音机收不到这个频段。 系统先进性和成熟性系统采用已应用数十年的非常成熟的FM，FSK技术，系统程序设计上采用归零码，加之本公司独特的设计理念，使系统能同时针对不同终端实现多路广播，可以寻址到点，任意分区分组等，所有功能均模块化，学校根据需求任意添加，WK-F600广播系统是目前国内调频广播中功能最全、最强大，性能最稳定的系统。 系统易维护性系统在CATV网络传输，网络布线非常简洁，易于维护，我们所有音箱均带数据检测指示灯，如果CATV线路上出现问题，在音箱上即可显示，线路完好则音箱上数据指示灯常亮，如果线路出问题，指示灯会不停的闪烁，简单而又直观。给安装调试及后期维护带来很大的便捷。 系统的适应性及实用性随着现代科学技术与信息技术的飞速发展及学校教学需求不断发展，校园广播系统的职能再也不局限于公共广播的功能,现代教学中英语听力教学、考试等新的需求仅靠传统的公共广播已经不能满足。南京万凯根据我国目前中小学外语听力考试及训练要求，结合校园广播现状与发展方向，采用CATV+ FM频分复用技术、单片机编解码技术、VB软件编程技术等有机结合，开发出一套具有自主知识产权的WK-F600系列数字化可寻址校园智能广播系统。以其实用性、适用性等特点，已经得到了全国众多学校的认可，是集外语听力考试、训练与校园广播为一体的新一代数字化可寻址校园