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数字网络广播系统方案

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2020年4月19日
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背景音乐＆消防报警
数字广播系统工程

设
计
方
案

一、产品简介
美迪声数字网络广播系统采用当今世界最广泛使用的以太网络技术，将音频信号以TCP/IP协议形式在校园网上进行传送，彻底解决了传统广播系统存在的音质不佳，维护管理复杂，互动性能差等问题。该系统设备简单，安装方便――只需将数字广播终端接入局域网络即可构成功能强大的数字化广播系统。
在功能上，不但能够完全实现传统广播系统的基本功能，如定时播放、分区播放、喊操等基本功能，而且还具备互动点播、教师排课等功能；
在音质上，实现了飞跃，达到CD级别(44.1K,16位,立体声)，每个发音都能够清晰可辨。特别是应用在中考、高考、大学四六级听力播放中，能够有效提高学生听力部分成绩，不再为含混不清的声音所困扰。

二、功能介绍
l 涵盖传统广播系统所有功能
包括自动打铃、音乐播放、领导讲话、播送通知和转播电台节目等
l 系统基于以太网、TCP/IP协议
一线多用，充分利用局域网络资源，避免重复架设线路，有以太网接口的地方就能够接数字广播终端，真正实现广播、计算机网络的多网合一。
l 领导网上讲话
领导经过局域网上的任意一台计算机，接上话筒，即能实现广播讲话，可指定全体广播或局部广播
l 自由点播（应用于校园广播）
教师经过遥控器控制分布在每个教室的数字广播终端完成音频服务器中数据库的任意点播。操作简单方便。可彻底“摒弃上外语课带录音机到教室的教学方法”，教师只需要用遥控器选择相应的课程内容，按一下播放即可！无需倒带、换面等繁琐的操作。
l 网络广播
将外接音频（卡座、CD、收音机、话筒等）接入音频服务器实时压缩成高音质数据流，并经过局域网络发送广播数据，安装在不同区域的数字广播终端可实时接收并经过自带音箱进行播放。
l 个性定时播音
数字广播终端具有独立IP地址，能够单独接收服务器的个性化定时播放节目。管理人员将需要播放的内容存储在服务器硬盘上，并使用专门软件编制播放计划，系统将按任务计划实现全自动播出。
l 多路分区播音
系统可设定任意多个组播放制定的音频节目，或对任意指定的区域进行广播讲话；服务软件可远程控制每台终端的播放内容（划定区域播放）和音量等
l 教室音频扩音
数字广播终端提供音频输入功能。在没有广播信号的时候，教学计算机的音频输出可接入语音终端，经扩音播出。终端能够根据语音信号的有无，自动切换功放音箱的电源。
l 紧急消防广播
系统可接入消防报警信号，实现消防联动，并支持邻层报警。
l 终端内置交换机(选配)
数字广播终端内置4口100M交换机模块,能够有效解决终端占用了原有网络端口问题,而且还能适当串接1到2个终端, 节省布线投资.
l 终端网络供电(选配)
数字广播终端支持经过标准网络线供电，适合没有220V交流供电的区域使用
l 音频素材制作
可实现数字素材的剪辑、混音、淡入淡出、噪声消除、变速不变调等功能。
系统资源服务器可存储数千小时以上的音乐节目或语音节目。用户能够根据实际情况扩充存储空间或更换服务器，或增加磁盘阵列等设备提升系统性能。

三、传统广播系统存在的问题
1．技术落后，兼容性、扩展性不佳
现有校园广播基本都是采用模拟传输，人工管理的工作方式，系统易受环境干扰，多路广播时容易产生串音。无法实现数字格式（MP3）音频檔在终端直接播放，无法与校园网连接，以真正实现音源数字化、播放管理自动化。
2. 音质差、功能单一
当前校园广播设备只能用于广播体操、眼保健操、广播通知等少数教学与管理活动，无法满足现代教育的外语听力训练、考试、课间音乐音质要求。
3. 安装复杂、维护不便、故障率高
由于定压有线广播是严格按照阻抗与功率匹配的原则进行配置，往往因一台变压器或音箱故障而烧坏功放，影响整个广播。
4. 可管理性差、无法进行远程控制
由于只能以专用播放设备（磁带、唱片、CD机等）和储存了MP3文件的计算机作为音源，需要专人在专门地点管理广播内容，因此无法使用现代技术对广播音源进行有效管理，更无法进行远程播放控制，不利于校园广播系统的灵活应用，造成资源浪费。
 5. 语音教学设备昂贵、使用不便，难以普及
语音教室和多媒体教室，虽然具备很好的教学效果，可是由于其设备昂贵，学校往往只能装备极少的几个教室。教师如果需要使用专用教室还需提前预约，在使用过程中还经常会由于学生或设备原因出现诸多故障影响教学进度，因此多数老师还是选择了使用录音机来完成语音教学。
 6. 操作麻烦、普通教师无法应用于课堂教学
在中国的许多院校里都已经有了各自独立的音频广播系统，可是多数院校仅将此系统运用于大学英语四、六级考试。由于其音源为录音带，因此需要有专人按照各年级老师的要求转录编辑，工作效率很低，往往是制作一次节目至少要播上一个礼拜。

四、数字广播系统的优势
l 更强的功能
纯数字广播系统，涵盖了传统校园广播系统的所有功能。并实现了音频点播的功能（AOD）。并充分利用了校园网络的资源，可随时随地获取网络上的音频资源。由于每个终端有独立的IP地址，因而能够控制任意一个终端播放不同的节目
l 更好的音质
由于采用了网络传输技术，使音频信号无传输干扰及失真。采用了MP3压缩算法占用网络带宽低(8k-128k)又能保证音质保真度，经测试采用44.1khz 16bit采样128kbps速率压缩 通频带(线路输出) 20-16khz ，失真度 ≤ 3%
l 更高的可靠性
广播系统的不稳定因素主要取决传输线路的质量，不合理的传输线路或造成不稳定甚至烧毁大功率的定压功率放大器。纯数字广播系统由于借助于成熟的以太网络通讯技术，每一个终端设备相当于一台联入局域网络的简易计算机。用户只需要保证网络的畅通，无需增加其它的维护。
l 更简单的安装
安装简单。只要教室具备以下三个条件：有一个交流220V插座，有一个标准以太网络接入插座（RJ45）和一个摆下数字广播终端（一个音箱的体积）的位置。

五、数字广播系统连接拓扑图

六、系统主要部件
美迪声数字校园网络广播系统由系统音频服务器、领导工作站、编辑工作站、数字广播终端和红外遥控器组成。
1）系统音频服务器 (MA-7000)
系统音频服务器(MA-7000)，是数字校园广播系统的核心，负责音频流点播服务、计划任务处理、终端管理和权限管理等功能。管理节目库资源，为所有语音终端提供定时播放和实时点播媒体服务，响应各播控器的播放请求。为各工作站提供数据接口服务。
完成音频实时采播、节目资源制作功能。经过调音台，接入卡座、DVD、收音机、MP3播放器、话筒等模拟音频信号，实时采集压缩后直播到各网络语音终端。还能够将软件接收的网上电台节目，对网络语音终端实时播放，使每一个语音终端都能够收听到网上纯正的语言电台节目；音频服务器软件能够将传统的音频课件，如磁带、录像带、CD等，经过采集压缩，转换成数字节目存储到系统服务器中。保护学校现有的课件资源，减少教师课件制作的工作量，方便重复利用和同时使用。
无线遥控播放，中小学在升旗、做操时，由于自动播放和学生行动配合不紧密，经常出现学生还没整好队音乐就播放出来的尴尬情况。使用无线遥控器就可解决这个问题，它的有效距离500米，能够在操场上灵活的开关当前播放的节目，不需回到主控室操作。

2）领导工作站
领导工作站(MA-7000系统软件包之一)，实现领导在网上对校园直播的功能。校长及各级领导，在办公室的计算机或者出差携带的笔记本上，直接讲话。能够单独对部分区域讲话，直接在网上选择和屏蔽播放区域，操作简便，不需广播主控室人工干预。

领导工作站软件
3）编辑工作站
编辑工作站（MA-7000系统软件包之一），主要提供给管理人员使用, 能完成节目编排和定时播放编排功能。管理人员能够经过编辑工作站软件把音频数据从声卡录入自己的工作计算机，压缩制作成课件，把课件上传到系统服务器。授课教师还能够经过网络预先设定各自授课班级的定时播放内容。能够安排早晚自习定时收听教材同步的语音内容，也能够安排收听与自己授课班级水平相当或稍有提高的真实场景内容。每一个班级都能够有自己个性化的定时播放内容。

编辑工作站软件
4）数字广播终端及遥控器（MA-7001/MA-7002/MA-7003）
数字广播终端，完成网络MP3音频流的接收及音频解压，音频质量达到CD级。基于高性能嵌入式计算机的网络语音终端，能够处理高速网络信号。
自动执行定时任务（音乐打铃、教师排课），时间精确到秒。
经过液晶显示模块，满足交互需求，显示点播菜单、播放进度、音量值等信息。
七、终端结构
数字广播终端（MA-7001/MA-7002/MA-7003）内置了数字核心模块、液晶显示模块、变压器、功放和配线。并具有以下接口：
l RJ45网络接口：连接校园网，接收控制信号和音频编码流；
l 220V电源埠：终端电源输入；
l 音频输入口：可接入外部模拟音频（计算机、录音机、MP3播放器），经过数字广播终端送入有源音箱播放。教师按遥控器切换使用，可做为网络数据传输故障时紧急备用；
l 音频输出口：数字广播终端将MP3数据译码后转换成模拟音频，功放输出，播放音频的前两秒钟自动打开功放，播放结束后自动关闭有源音箱，避免功放长时间通电；
l 液晶显示口：接液晶显示模块，提供用户操作节目，如显示音量、点播菜单；