大學校園無線智能調頻廣播系統(tǒng)設計方案

用戶需求及分析

某學院位于環(huán)境幽雅風景秀麗的某西麓，學校西校區(qū)瀕臨白龜山水庫，依山傍水，湖光山色，風景秀美，是學子求學求知的佳勝之地。學院始終堅持以教學設施促教學，不斷加強學校教學設施改革工作以取得教學新突破。新建西校區(qū)依山傍水地形復雜而且場地廣闊，建設校園廣播系統(tǒng)布線有很大難度，為此學校提出建設無線智能調頻的建議，并根據(jù)實際情況提出技術性能要求。要求如下所述：

在1、2、3、4號教學樓內安裝無線調頻音柱，使教學樓可收聽校園廣播節(jié)目；

在教學樓周圍，根據(jù)實際情況配置無線調頻音柱或草坪音箱，學生在收聽優(yōu)美音樂時，可欣賞巧奪天工的室外造型音箱；

在環(huán)行路和室外草坪安裝無線調頻音柱和草坪音箱，使學生隨時隨地能聽到校園廣播；

在學生宿舍區(qū)安裝無線調頻音柱，用于維護日常秩序及背景音樂播放；

在食堂安裝調頻轉定壓設備，使食堂可通過已有音箱收聽校園廣播內容；

在籃球場安裝無線調頻音柱，使學生在打球運動時可收聽到校園廣播；

主控室暫設在1號教學樓，待行政辦公樓修繕完后搬到辦公樓；

要求音柱及草坪音箱靈敏度高、音質好、控制可靠；

設置音頻采編及音頻播控兩個廣播單元，每個單元要先進而經濟，體現(xiàn)現(xiàn)代化智能化，具有兼容性；

建設的校園廣播及外語電臺自動播控系統(tǒng)，均應采用數(shù)字化音源播放，可按設置定時播放，在管理上實現(xiàn)真正智能化無人值守。

根據(jù)學院的建設校園廣播及外語電臺的具體需求，結合校園廣播現(xiàn)狀與發(fā)展方向，經過實際勘察，并進行深入技術論證，最終決定采用北京恒星科通HX-2000無線可尋址智能調頻廣播系統(tǒng)及HX-8000大學外語電臺自動播出與智能控制系統(tǒng)來架設某學院的校園廣播系統(tǒng)。

HX-2000無線可尋址智能調頻廣播系統(tǒng)是采用微電腦鎖相、數(shù)碼糾錯、閃速存貯、SCA遙控編碼、VB軟件編程等先進技術、設計的一套具有國內領先技術水平的全數(shù)字智能校園廣播系統(tǒng)。系統(tǒng)采用FM-SCA副載波編碼遙控技術，使用一個無線電頻率，利用音頻載波以外的副載波傳輸編碼控制信號，無需申請控制頻率，既節(jié)約了頻率資源，又實現(xiàn)了對終端點的控制，而且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

HX-8000大學外語電臺自動播出與智能控制系統(tǒng)采用微電腦鎖相環(huán)發(fā)射機確保發(fā)射頻率穩(wěn)定可靠無頻漂；HX-8000數(shù)字硬盤自動播出軟件實現(xiàn)數(shù)字化音源可按年月周日設置定時自動播放列表，每天自動播放自動開關機；HX-7000多路廣播智能管理控制器實現(xiàn)對調頻廣播發(fā)射機的智能管理控制，實現(xiàn)播出與控制的真正無人值守。

技術方案部分

（一） 設計依據(jù)

工程方案的制定、設計，依照國家有關文件、標準和規(guī)定，主要有：

國標《GB-4311 1-84調頻廣播發(fā)射機校準》

廣電部標《GY15-84調頻接收機標準》

《大樓通訊綜合布線標準》（YD/T926-1997）

《民用建筑電氣設計規(guī)范》GBJ/T16-1992。

國際電聯(lián) ITU - T有關標準。

建筑、通信有關行業(yè)標準。

《專業(yè)錄播結構標準》

（二） 設計原則

進行系統(tǒng)設計時，本著“先進性、科學性、穩(wěn)定性、經濟性”相統(tǒng)一的原則進行設計。

1、先進性：系統(tǒng)采用國內最先進FM-SCA的調頻廣播技術，全固態(tài)發(fā)射機采用最新的微電腦PLL鎖相技術，確保無頻率漂移現(xiàn)象，遙控音箱開關機準確可靠，可針對不同區(qū)域實現(xiàn)分區(qū)控制。發(fā)射機無線指標嚴格符合國家無線電管理委員會頒布的相關要求標準。

2、科學性：系統(tǒng)設計科學可靠，系統(tǒng)將保證無線頻率的獨立性，不會與其他校園內外的無線電波源發(fā)生相互干擾現(xiàn)象，遙控音箱接收頻點靈活可調，同時保證音箱不會發(fā)生干擾現(xiàn)象。此外，系統(tǒng)保證可維護性強，同時具有充分的可擴展性，目前只是學院考慮室外的廣播功能，以后如果需要室內廣播，通過在室內再安裝遙控音箱即可非常方便實現(xiàn)室內的廣播功能。

3、穩(wěn)定性：由于系統(tǒng)采用無線調頻廣播方式，省去了大量的布線系統(tǒng)，所以也就消除了作為廣播系統(tǒng)中最可能發(fā)生問題的線路故障所引發(fā)的廣播系統(tǒng)線路故障現(xiàn)象；同時設備采用FM-SCA副載波編碼控制技術，干擾信號無法打開音箱，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；由于發(fā)射機采用國內先進微電腦鎖相技術使頻率發(fā)射穩(wěn)定無漂移。

4、經濟性：無線廣播系統(tǒng)的經濟性有目共睹，在建設期可省去大量的傳輸線材和線路鋪設費用，在使用過程中則可省去大量的線路檢修工作，節(jié)省了大量的維護費用。外語教學電臺智能控制管理，節(jié)省電源，大大減輕工作量。

（三） 系統(tǒng)原理及組成

系統(tǒng)采用“數(shù)字編輯播出、無線調頻傳輸、尋址編碼接收、智能管理播控”的全新理念搭建數(shù)字化校園智能廣播平臺。

系統(tǒng)播出音源由音頻工作站采集、編輯、制作，經過處理的音源通過網(wǎng)絡交換機傳輸?shù)綌?shù)字硬盤多路音頻自動播出主機。由數(shù)字節(jié)目源或模擬節(jié)目源輸出單路或多路音頻信號，經VAS音頻矩陣切換器切換輸出，送給調頻廣播發(fā)射機進行校園廣播或廣播電臺節(jié)目發(fā)射。同時控制信號由主控計算機通過RS-232串口與HX-5000編碼控制器通訊，編碼控制器SCA副載波通道將控制信號調制到87—108MHz調頻副載波上，與音頻信號共纜傳輸。無線調頻發(fā)射尋址校園廣播，大學外語電臺自動播控。主要設備有數(shù)字音頻工作站、全數(shù)字硬盤多路自動播出主機、網(wǎng)絡交換機（專用工控機PC）、主控與數(shù)字硬盤多路播出軟件、調頻廣播發(fā)射機、SCA可尋址編碼板、電源智能管理控制器、無線調頻音柱、室外無線收擴機、草坪音箱等組成。

（四） 設計方案

本方案分為音源及切換單元、音頻采集單元、無線可尋址智能廣播單元三部分來進行介紹。

1、音源及主控切換單元

音源由數(shù)字節(jié)目源主控計算機及HX-8000多路數(shù)字播放軟件；模擬節(jié)目源VCD、錄音卡座、收音頭、調音臺、麥克風等組成。學院可根據(jù)實際使用情況選擇卡座1-3臺，用于播放磁帶節(jié)目；配置VCD一臺，用于播放VCD、CD、MP3光盤節(jié)目；收音頭TU313一臺轉收當?shù)貜V播電臺節(jié)目；配置調音臺一臺用于播音員播送自辦節(jié)目，也可在外語考試時對磁帶音色進行修正，對音量進行調節(jié)，以達到最好的聽覺效果。

主控及切換由音頻矩陣切換器、HX-5000 SCA可尋址編碼控制主機、HX-5000 系統(tǒng)播控軟件、HX-8000數(shù)字硬盤多路音頻自動播出軟件等組成。音頻矩陣切換器將音源播出的音頻信號選擇切換給校園廣播或外語電臺的發(fā)射機上。HX-5000 SCA可尋址編碼控制器，可接收主控計算機RS-232通訊，指定用戶通過對主控計算機的操作，實現(xiàn)自動或手動尋址編碼智能控制終端設備開關。

2、數(shù)字音頻采編單元

數(shù)字音頻采編單元是專業(yè)音頻采集及編輯制作系統(tǒng)，采用專業(yè)音頻處理軟件，可將卡座、VCD、數(shù)字調諧器等輸出的模擬音源進行高采樣率錄音，并對其混音、合成、鑲邊、剪切、拷貝等進行非線形編輯處理操作，轉換為數(shù)字音頻格式，可采用主控或數(shù)字硬盤多路音頻自動播出軟件定時自動播出。

在1號教學樓設置音頻編輯工作室，對音頻進行采編，完成后輸出到播放主機進行播放。

GB2000數(shù)字音頻采編系統(tǒng)是集專業(yè)數(shù)碼錄音與多種效果合成處理于一體的音頻處理軟件，用于模擬音源高品質數(shù)碼錄入及音頻編輯處理與效果合成，或對數(shù)碼音頻進行編輯處理并轉換文件格式。此軟件可將卡座、CD機、收音頭、人聲等音頻數(shù)碼錄入計算機，并以數(shù)字格式存儲到計算機中。對采集或已有音頻文件進行多種聲音效果處理，如倒轉、回音、淡入、淡出、鑲邊、扭曲、插入、刪除、移動等操作，為原本單調干澀的音頻添加背景音樂加入各種音效，使音頻多樣化、風格化、特色化；為播出曲目加入注釋、解說使音頻更能讓人理解接收；對音頻文件進行格式轉換，節(jié)省所占硬盤空間。除此之外，支持SCSI CDROM不經聲卡輸出直接抽取音頻文件并進行錄制編輯。

功能特點：支持各種輸入音頻進行高品質數(shù)碼錄音；支持多種格式音頻編輯效果合成處理；支持各種音頻文件格式轉換，具有批處理功能；支持各種聲卡及多種專業(yè)音頻編輯卡錄入輸出；支持精密的過濾器修復聲音文件；支持雙聲道聲音文件合成處理；可廣泛用于各種音頻編輯工作站對音頻進行修飾。

MAYA系列專業(yè)音頻采集卡是一款專業(yè)數(shù)碼錄音采集卡，以其清澈音質、工作穩(wěn)定等優(yōu)秀品質和性能深得音樂愛好者所鐘愛，采用DirectWire、音頻編解碼、貼片等先進技術，實現(xiàn)了軟件間無損失音頻數(shù)據(jù)傳輸；多任務支持，音頻通道可選擇所安裝的任意驅動；音頻左、右通道有效隔離，分別播放輸出不同立體聲音頻，且互不干擾等功能，是院校外語聽力錄音的最佳選擇。

3、無線可尋址智能調頻廣播單元

本單元是專為學校建設校園廣播開發(fā)的數(shù)字化無線可尋址智能廣播系統(tǒng)設備，具有傳統(tǒng)定壓廣播不具備的獨特功能、不可比擬的優(yōu)點，具體功能及特點如下。

3.1．系統(tǒng)功能：

自動播放功能：系統(tǒng)由一臺工控專用PC主機作為主控計算機，并兼做數(shù)字節(jié)目源，通過系統(tǒng)播放和控制軟件可實現(xiàn)手動、自動定時播放?？蓪⑿@音樂、校園鈴聲、輕音樂等常用曲目，存儲在硬盤上，實現(xiàn)全自動非線性播出。可預先設置每周一至周日播放工作列表，自動定點定時播出校園鈴聲、校園音樂、輕音樂等，無需人工干預，即可根據(jù)定時自動播放。

音樂打鈴功能、背景音樂功能：系統(tǒng)內置2000多首歌曲及音樂，悠揚的音樂代替高達90分貝刺耳單調的電鈴聲，上下班響起悅耳的音樂，休息時間響起動人的歌聲；讓背景音樂自動或手動播放到指定區(qū)域，使員工不再承受噪音干擾，使學院氛圍更加輕松和諧，使員工在輕松的環(huán)境中工作生活，既陶冶了情操，又接受了良好的音樂藝術的熏陶。

3.2系統(tǒng)特點：

數(shù)字音頻編輯：

采用先進的數(shù)字音頻編輯工作站，配備專業(yè)級的音頻采集卡，對音頻信號（話筒、錄音、線路信號）進行數(shù)字化采集，同時與Media、CD、MP3及硬盤中的各種格式的數(shù)字信號兼容，根據(jù)節(jié)目的要求編輯成完整的高質量的廣播節(jié)目。編輯系統(tǒng)具有錄制、剪輯、混播、音色調整、強度調節(jié)、淡入淡出、節(jié)目長度壓擴、音色修飾等編輯功能。

智能控制播放：

播控系統(tǒng)可對各種外設（如錄音機、CD、Media、收轉機及數(shù)字音頻硬盤等）進行智能化控制，可依據(jù)學院的要求對節(jié)目內容、節(jié)目長度、播出時間預先進行設置，電腦能自動管理廣播的全過程，按設置的程序自動播出，確保節(jié)目的完整性、準確性、準時性，從而杜絕無故中斷廣播的現(xiàn)象。對于學院常規(guī)性的廣播節(jié)目，如輕音樂、音樂打鈴等可全自動實現(xiàn)播出的無人值守播放。系統(tǒng)具有非常高的可靠性，系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡中無功率匹配與電壓匹配的要求，單只音箱的故障不影響系統(tǒng)工作，整機在沒有信號的情況下自動處于關閉狀態(tài)，待有啟動信號或接收到開機指令后音箱自動啟動，無需人員的控制。

HX-2000多路調頻廣播發(fā)射機采用SCA副載波傳輸控制信號，可同時發(fā)射1套廣播節(jié)目和SCA控制信號，使控制信號傳輸不用再申請頻率，而且控制由于采用副載波傳輸，使控制穩(wěn)定可靠。

無線調頻發(fā)射：

根據(jù)學院面積和其建筑物分布情況，可在學院內暫時選取1號教學樓作為信號發(fā)射點，根據(jù)廣場面積的大小選定采用功率為30W的調頻廣播發(fā)射機，同時選定本棟建筑內一房間作為廣播室，實現(xiàn)廣場的無盲區(qū)廣播覆蓋，廣播室離發(fā)射天線的距離應保證在25米之內。

中心控制室的數(shù)字模擬音頻信號源，播音員現(xiàn)場人聲信號通過調音臺處理切換送至調頻廣播發(fā)射機，經雙層十字天線發(fā)射出去。廣場內各廣播點的音箱開關由播音員現(xiàn)場通過電腦進行無線遙控，實現(xiàn)學院定時定點分區(qū)廣播。

接收部分：

在每個教學樓內安裝4只高品質無線調頻音柱，使教學樓聲場均勻宏亮。每只音箱有一個獨立地址，可根據(jù)需要尋址控制播放，根據(jù)控制信號智能開關，不播音時處于待機狀態(tài)，沒有任何靜噪。

在教學樓周圍和室外草坪根據(jù)實際需要安裝無線調頻音柱或室外收擴機+草坪音箱，保證師生在教學樓周圍或草坪散步能聽到優(yōu)美動聽的音樂；

在宿舍樓安裝調頻音柱，以使學生在業(yè)余時間收聽校園廣播，在需要維護日常秩序時收聽到校園鈴聲；

在學校主要道路和環(huán)行路燈桿上安裝無線調頻音柱，以實現(xiàn)校園廣播的播放；

在露天操場附近燈桿上安裝無線調頻音柱，以實現(xiàn)運動區(qū)校園廣播的播放；

在食堂配置FM3210無線多功能調頻接收控制器一臺，用于接收校園廣播信號。

3.3選用主要設備介紹：

HX-5000 SCA編碼控制板是控制信號SCA調制設備，RS232信號經過編碼控制器調制到調頻副載波，使控制信號能夠在同軸電纜中傳輸，而且傳輸穩(wěn)定可靠，不丟包、不受其他頻率干擾。

HX-5000 主控軟件是針對大中小學開發(fā)的數(shù)字智能廣播軟件，系統(tǒng)涵括了廣播曲目的增加．刪除、編輯和試聽等功能。廣播曲目的自動播放，多達1024個分區(qū)控制，可實現(xiàn)全自動定時播放、自動開關機、自動分區(qū)分組播放，特別適合學校廣播智能化自動化的發(fā)展需求。本軟件可廣泛應用于學校維護日常秩序、播放音樂鈴聲、播放背景音樂、新聞廣播等音頻節(jié)目的背景音樂自動播放。

在預裝HX-5000 數(shù)字化社區(qū)廣播系統(tǒng)同時，已為客戶免費贈送2000余首曲目、7.6GB的社區(qū)廣播素材庫，內置了音樂鈴聲、普通禮儀曲、中國民樂、西洋樂曲、世界名曲、文學欣賞、最新華語144首mp3歌曲等常用素材，基本是以MP3、WAV數(shù)字格式保存，按曲目類型進行分類，十分適合社區(qū)智能廣播檢索調用與自動播放。

HX-8100數(shù)字硬盤多路播放主機采用19”5U標準工控機箱，機架式安裝；高可靠性冗余電源設計，自動喚醒開機，軟件自動關機，自動執(zhí)行廣播任務；內置超大容量校園廣播曲目庫。

VAS矩陣切換器是專為院校廣播系統(tǒng)設計的音頻輸入輸出切換設備，該設備采用國際流行貼片、IC芯片、單片機電路，專業(yè)造型設計，特別適合應用于各種廣播系統(tǒng)多路音頻切換場合。音頻矩陣切換器分三種規(guī)格（8入4出、8入8出、16入8出）可根據(jù)音源切換的路數(shù)選擇使用。

HX-2000 調頻廣播發(fā)射機為國內最先進的FM調頻廣播發(fā)射機，全固態(tài)發(fā)射模塊采用最新的微電腦PLL鎖相技術，可根據(jù)需要手動捷變搜索頻率，鎖頻穩(wěn)定可靠，無頻率漂移現(xiàn)象，發(fā)射機無線指標嚴格符合國家無線電管理委員會頒布的相關要求標準。采用主載波發(fā)射音頻信號，SCA副載波發(fā)射控制信號，使控制信號發(fā)射穩(wěn)定，技術指標高，不用在申請頻率。

無線調頻音箱是調頻共纜傳輸系統(tǒng)的終端設備。它的性能直接影響到整個系統(tǒng)的正常運行。由于普通調頻音箱存在著諸多問題：如頻率漂移，鏡像干擾，靜噪不靈等，用戶在使用中深感不便，從而阻礙了調頻共纜傳輸系統(tǒng)的普及和發(fā)展。

我公司針對這些不足之處，以全新的思路解決了這些弊端，我們采用了特制晶振作為本振電路，由于石英晶體穩(wěn)定度很高，因而不再存在頻率漂移問題，該調頻音柱能夠在-30℃—+70℃溫度范圍內正常工作而不會出現(xiàn)頻漂或停振現(xiàn)象。同時我們在電路上采取了許多頻率鎖相和專業(yè)人聲處理的技術，使得自動開關機非?？煽浚妷哼m應范圍很廣。

FM3210調頻接收控制器采用晶振穩(wěn)頻技術，結合SONY最新解調IC，具有頻率穩(wěn)定度高，音頻指標佳，操作方便等優(yōu)點?？蓮V泛適用于校園廣播室，解調來自廣播室的調頻信號。

功能特點：無線調頻接收具有自動開關機輸出控制功能，能自動或手動輸出電源控制信號，供調制器或功放使用；具有三路調音功能，可兼作話筒或線路前置放大器；采用19英寸標準機箱，1U高度，帶收音監(jiān)聽功能。

FM3310B室外收擴機采用晶振穩(wěn)頻技術，結合SONY最新解調IC等先進技術，解調校園廣播音頻信號并輸出定壓信號給室外造型草坪音箱，解調控制信號實現(xiàn)根據(jù)主控設置智能控制自動開關機，標準輸出功率為75W 。

室外造型草坪音箱采用樹脂合成材料制作的草坪音箱造型奇特，巧奪天工，具有防雨、防潮性能，音質好，音色美，使人在收聽音樂時，欣賞動人的動物植物形象。
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