一线通智能可寻址校园调频广播系统

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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、用户需求分析
随着现代科学技术与信息技术的飞速发展，互联网与多媒体技术的出现，一个“全球一体化、信息化”的知识经济时代即将到来，特别是中国加入WTO以后国际间交往越来越密切，中国逐渐同世界接轨，对教育部门培养高素质的人才提出更高的要求。近年来的外语升温，中高考也已将外语听力作为考试内容，学校现有语音室容量小、机动性差、学生多，难以进行外语听力同步训练及考试，如何创造一个幽雅轻松的学习工作环境，也已被许多教育专家提了出来，让优美的音乐代替刺耳的铃声，让学生在课间听到轻松的音乐，不仅可以放松紧张的情绪，并可陶冶情操，使学生德、智、体全面发展。如何解决上述问题是各个学校亟待解决的难题。
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“优质、经济、稳定、实用”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智能广播系统，是学校校园智能广播最佳解决方案。
二、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。

三、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。
四、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88—187MHz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

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五、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V5.4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。可以对终端音箱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（闭路双控）系统的学校来说，只需在原有线电视闭路双控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63dB±15dB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：
教室采用WK-F605型5W多频点自动变频可寻址调频音箱收听，同时还可以通过音箱专配音频输入口，对当地音源（如教师上课用笔记本电脑，声卡输出音量小）进行放大，满足教学的听觉要求。
或采用WK-F605S型数码显示可寻址音箱，增加了数码显示、遥控调节音量大小、开关音箱、静音、选台收听等功能，而且音箱的数码显示将音箱工作状态显示出来，很方便的检测网络数据通信状况、音箱工作于第几通道，是强制播放状态，手动播放状态还是自动播放状态，易于安装调试及维护。
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。
实验楼、办公楼、学生宿舍选用WK-F605型或WK-F605S型调频音箱收听。或者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。
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。
操场可根据面积选用4-12只45-60W防雨音柱，安装在操场四周，定压音柱具有声压级高、声场均匀、指向性强等优点， 不仅音质净而响亮，而且音色抑扬美妙。
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。
6.电话插播功能：本系统还根据学校需要增加了电话遥控广播系统，利用电话或手机拨打主控室电话（需密码），便可强行切掉全校所有音箱的音源而转入紧急广播通知的内容，校长可以在任何地方都可用电话或手机遥控，实现该校的紧急广播通知、讲话等。讲话完毕后立即自动恢复原来的状态，具有优先权。

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六、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，如果配备VOD双向控制教学系统还可以实现AOD音频点播功能。
●        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-F605S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。
●        传统设备智能化管理：
WK-FCK608多路智能控制器与电脑连接，接受电脑控制指令，在软件统一管理设置下控制多台设备的自动开关，模拟学习设备遥控器的所有功能，定时自动播放。学校可以根据需要添加WK-FCK608多路智能控制器设备（或以后添加，平滑升级），通过多路智能控制器可以模拟学习任何VCD，CD，DVD设备的遥控器，实现了计算机对VCD，CD，DVD等音源的数字化、电源的智能化管理，通过计算机设定自动播放DVD，VCD，CD等，解决了传统设备需要人员手动播放的缺点，真正实现无人值守。
●        可以实现无线、有线共同播放
    在广播系统机房配置WK-F601寻址控制接收机,分别控制无线调频发射机的电源与音频信号的输入,寻址控制接收机有唯一的ID号,可以在系统软件中设置定时,自动播放或手动播放。且寻址控制接收机上配有强制开关键,应急广播时无须去操作电脑,直接控制面板上按钮即可开启无线调频发射机,进行广播。根据学校校区面积和校内建筑物分布情况，可在校园内选取一栋相对较高的建筑物为信号发射点，根据校园面积的大小选定5-30W发射机，同时选定本栋建筑内一房间作为广播室，实现主校园的无盲区广播覆盖。
终端接收可以采用无线调频接收耳机接收,学生平时可以在教室或校园收听英语节目或学校电台广播.
●  与消防报警系统联动
消防告警计算机通过以太网和音频广播服务器连接，在消防计算机上运行消防报警处理程序
将消防报警设备的告警信号要求发给音频广播服务器，由广播服务器播放相应的报警话音,可根据需要设置启动警报点附近的音箱或全部音箱，进行报警广播通知。音频广播服务器也可和消防告警计算机共用一台计算机。
●        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智能广播系统。