校園廣播系統應用解決方案

前言：
    根據當前學校對廣播系統功能的要求不斷增加開發新的智能校園廣播系統，整個系統本著先進性、穩定性、實用性、經濟性、兼容性、靈活性的設計思想，可靠實用的背景音樂公共（緊急）校園廣播系統。成了學校弱電系統不可缺少的基礎設施之一，智能校園廣播系統仍以它的實用性、經濟性、便捷性被各學校所應用。我國現有的各類學校基本上都采用智能公共學校廣播系統。根據學校不同的域，不同的廣播功能要求，設計不同的廣播實現方式，最后廣播控制室通過主控簡明操作臺，根據學校各個區域，各個時段的不同廣播需求。

第一章 項目概述

一.1  項目概況
    學校內有各種藝術內教學樓，為了給校園營造一個更好的學習環境，安裝一套校園背景音樂系統，讓校園有上下課打鈴、音樂播放等功能。

一.2  項目需求

學校的公共廣播主要作用是滿足學校上下課鈴聲播放、多媒體教學、以及課余時間播放校園節目，豐富學生課外活動。同時滿足中、高考時英語聽力考試要求，具體需求如下：

1、背景音樂播放，上下課打鈴：

可通過系統設置實現不同時間播放不同的上下課音樂打鈴，讓學生在課間不同的區域聽到輕松的音樂，不僅可以放松緊張的情緒，并可陶冶情操，使學生德、智、體全面發展，大大豐富學生校園文化生活。

2、多音源播放

學校可根據實際需要對指定區域同時播放不同的音樂或廣播通知，比如同一時間，在教學區播放眼保鍵操，在運動場區域播放廣播體操，在相應教室播放英語聽力測試等，可以靈活設置要播放的區域。

3、點對點廣播播放功能

每個教室安裝一套壁掛式終端，每個教室可以單獨播放本地的音源，本地講話，各個教室之間互不干擾。

4、校園廣播站

管理人員和領導無需到機房，在校園廣播站通過登錄廣播系統管理頁面，對校園進行音樂播放，通知發布和統一管理；

第二章 整體設計

二.1 設計原則及依據

從投資合理、外觀美觀、設計規范的思想出發，日常廣播和緊急廣播二個系統的設計，在功能上互相獨立，在設備及器材上有機結合。根據規范要求，緊急廣播的控制具有最高優先權，并采用智能的聯動和自動火災報警廣播方案。

設計原則：

1. 實用性：系統設備立足于用戶對整個系統的具體需求，最大限度地發揮投資的效益；

2. 先進性：系統的結構和功能應具有先進性和成熟性，避免了因技術陳舊造成整個系統性能不高和過早被淘汰；

3. 可靠性：保證系統運行的穩定性和安全性。保證重要信息不致破壞和丟失；

4. 開放性：系統應具有良好的開放性，并提供標準接口，可以根據用戶需求對系統進行擴展和升級；

5. 兼容性：系統設備的選擇要以先進性和成熟性為基礎，同時考慮兼容性，避免因兼容性造成系統難以升級和擴展；

6. 標準化：進行設備選擇時，應符合國際、國內標準設計，避免因新技術不支持而造成設備淘汰；

設計依據：

系統規劃設計必須按照國際、國家和本地區的有關標準和規范進行。本設計將依據和參照以下的設計規范和要求進行：

《公共廣播系統工程技術規范》（GB 50526-2010）

《有線電視廣播系統技術規范》（GY/T 106-1999）

《建筑設計防火規范》（GB5001-2014）

《建筑防雷設計規范》 （GB50057-2010）

《火災自動報警系統設計規范》（ GB 50116-2013）

《火災自動報警系統施工及驗收規范》（ GB 50166-2016）

《智能建筑設計標準》（GB∕T50314-2015）

《智能建筑工程質量驗收規范》（ GB 50339-2013）

《綜合布線系統工程驗收規范》（ GB 50312-2016）

《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）

《城市住宅建筑綜合布線系統工程設計規范》（CECS 119-2016）

《電氣安裝工程接地裝置施工及驗收規范》（GB-50169-2016）

《電氣安裝工程低壓電器施工及驗收規范》（GB-50254-2014）

《 建筑電氣工程施工質量驗收規范》》（GB 50303-2015 ）

《建筑與建筑群綜合布線工程設計規范》（GB/T50311-2000）

《建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范》（GB/T50312-2007）

《全國應急廣播體系建設總體規劃》

《教育建筑電氣設計規范》(JGJ 310-2013)

二.2 設計思路

由于校園面積比較大，廣播設計范圍涉及到單元比較多，同時通過業主了解到，校園廣播系統要在能夠與校園其他系統兼容，利用校園網絡進行傳輸；組成一套數字化、智能化的校園信息系統，作為現代化校園，整個校園數字化教學系統具有信息數字化、網絡化、共享化等特點，數字化校園網絡為基礎，利用先進的信息化手段和工具，實現從環境（包括設備、教室等）、資源（如圖書、講義、課件等）到活動（包括教、學、管理、服務、辦公等）的數字化，在傳統校園的基礎上，構建一個數字空間，拓展現實校園的時間和空間維度，提升傳統校園的效率，擴展傳統校園的功能，最終實現教育過程的全面數字化，從而提高教學質量、科研和管理水平。為此在設計校園廣播時，我們對比各種解決方案，最后選擇我們用數字IP網絡廣播系統進行設計廣播；設計一套基于校園網絡傳輸的全數字網絡廣播系統；為什么要選擇數字IP網絡廣播系統，數字網絡廣播系統有那方面的使用優勢，這些本次設計的重要說明的一點，為此我們對數字IP網絡廣播系統與傳統廣播系統進行分析；

傳統的廣播，普遍采用音頻或調頻方式。音頻廣播受到電壓、功率、阻抗等因素影響，傳輸距離短，頻率低，容易受干擾，系統擴展性差。調頻廣播在調制解調中引入噪聲，設備老化、頻點偏移也會導致信號失真。基于音頻和調頻傳輸的可控制的智能廣播，受傳輸方式的限制，也只能以分區、分組的方式實現控制。缺乏獨立的節目源，導致廣播功能不能滿足個性化的應用需求。IP網絡廣播解決了傳統廣播系統存在的傳輸距離短，音質不佳，維護管理復雜，互動性能差等問題。

數字IP網絡廣播系統采用當今世界廣泛使用的TCP/IP網絡技術，將音頻信號以IP包協議形式在局域網和廣域網上進行傳送，徹底解決了傳統廣播系統存在的音質不佳，維護管理復雜，互動性能差等問題。該系統設備使用簡單，安裝擴展方便――只需將數字廣播終端接入計算機網絡即可構成功能強大的數字化廣播系統。

功能方面：可獨立控制每個終端播放不同的聲音。不僅能夠完全實現傳統廣播系統的基本功能，如定時打鈴、分區播放、喊操、消防報警等基本要求，而且還具備音頻自由點播、教師安排節目播放等功能；

傳輸方面：音頻傳輸距離無限延伸，輕松實現分校區廣播和領導校外遠程廣播。即使遠在國外，聲音也能清晰流暢，猶如現場親聽。非傳統模擬廣播系統所企及，具有絕對優勢；

音質方面：達到立體聲和CD級，適合于教室里的日常外語聽力訓練，每個發音都可以清晰可辨。特別是應用在英語俱樂部和遠程視頻播放中，可以有效提高學生聽力，不再為含混不清的聲音所困擾。

節目播放方面：各個區域要求能同時播放不同的節目，采用傳統廣播系統很難滿足實際使用需要，IP網絡廣播系統內置強大的服務器，服務器可以存儲上萬首歌曲，可滿足至少上千套節目同時播放；

二.3 設計目標

學校的公共廣播主要作用是滿足學校上下課鈴聲播放、開展多媒體教學、課余時間播放校園節目，豐富學生課外活動；整個校園廣播設計有以下目標：

實現集中式及分布式控制功能

系統架構采用TCP/IP網絡模式，終端設備可集中放置于機房也可以分布放置于前端，終端受控設備接入校園原局域網即可，使系統布線簡單，施工成本降低，系統更具性價比。

自動音樂播放
    不同分區的網絡適配器，通過系統軟件設置，可以實現無人值守、設定不同分區播放不同音樂。如：可通過系統設置實現不同時間播放不同的上下課音樂打鈴，讓學生在課間不同的區域聽到輕松的音樂，不僅可以放松緊張的情緒，并可陶冶情操，使學生德、智、體全面發展，大大豐富學生校園文化生活。

廣播尋呼功能

廣播系統支持各級領導網上講話,領導無需到專門的廣播中心，只需要通過辦公電腦，便可使用網絡尋呼話筒對全校或對權限范圍內任何一個年級、班級、教師辦公室進行遠程尋呼、開會、講課等。

點對點廣播播放功能

每個教室安裝一套壁掛式終端，每個教室可以單獨播放本地的音源，本地講話，各個教室之間互不干擾。

5、多音源播放

學校IP網絡廣播系統可根據實際需要對指定區域同時播放不同的音樂或廣播通知，比如同一時間，在教學區播放眼保鍵操，在運動場區域播放廣播體操，在相應教室播放英語聽力測試等，可以靈活設置要播放的區域。

6、校園廣播站

管理人員和領導無需到機房，在校園廣播站通過登錄廣播系統管理頁面，對校園進行音樂播放，通知發布和統一管理；

第三章  系統設計

三.1 系統概述

數字IP網絡廣播，利用網絡通信TCP/IP協議的優點，采用基于現有的LAN/WAN網絡來建設，安裝時無需單獨布線。基于IP網絡的節目傳送，解決了傳統廣播系統存在的線路功率損耗、節目單一、控制方式落后、廣播信號傳播單向性等弱點，作為IP網絡廣播系統，通過基于網絡的通信，單獨設置系統服務器和通信終端，通信終端通過網絡與系統服務器連接，采用基于網絡傳輸的數字TCP/IP通信協議，基于網絡數字音頻技術, 將音頻信號以數據包形式在局域網和廣域網上進行傳送，再加上獨有的核心處理服務器，結合人性化的操作硬件，組成一套純數字傳輸的遠程數字IP廣播系統。解決了傳輸區域大 、傳輸難、音頻信號損耗高等問題，保證系統傳輸質量更好，系統更穩定；系統采用多級服務器管理，減少網絡帶寬影響，滿足工程中多點控制、多級控制、終端數量多等使用需求，整個系統最大支持上千個一級服務器、上百個二級服務器以及高達上萬個的遠程音頻終端，該系統結構清晰, 只需將終端接入計算機網絡即可構成功能強大的數字化通訊系統，系統采用嵌入是數字服務運行，采用基于WINDOWS數據庫的運行數據，后臺數據庫運行，不受病毒數據破壞，保證系統穩定、可靠運行；系統實現每個接入點無需單獨布線，輕松實現計算機網絡、數字視頻監控、電話通信的多網合一。

數字IP網絡廣播系統采用獨立的系統服務器，在整個網絡傳輸只借助網絡硬件設備；數字IP網絡廣播系統還可以與監控、門禁、消防系統、信息發布系統等融為一體，解決多套系統合為一起，方便使用和操控，達到多個系統合為一體；以上功能在傳統廣播和智能廣播是不存在；IP網絡廣播系統采用數字壓縮技術，每套音樂節目占用帶寬約為128K左右，每套對講節目占用帶寬約為35K左右；在一百套節目同時播放時最多占用帶寬不大于10M，對于上千兆的網絡沒有任何影響。

三.2 系統優勢

1、音質一流、延時小

l 音質一流：網絡傳輸節目音頻音質接近CD級；

l 延時小：套節目占用帶寬小，音頻網絡傳輸延時小；

2、系統穩定可靠

l 支持廣播服務器雙機熱備功能，備服務器實時檢測主服務器的工作狀態

l 實現主/備服務器間故障自動切換，備服務器可完整代理主服務器的管理控制功能

3、傳輸距離遠，減少信號衰減

l 利用網絡傳輸，音頻傳輸距離無限制；

l 解決傳統廣播系統傳輸距離遠，音頻信號損失大，音質變差等問題；

4、施工布線簡單、擴展方便

l 無需獨立另外組建網絡，可與視頻監控網絡、計算機網絡、等多系統共網，減少施工成本；

l 采用基于網絡擴展架構，系統升級非常簡單，只需增加網絡適配器和功放設備接入網絡，通過服務器的配置即可輕松擴展；

5、操作人性化，觸屏操作，簡單易學

l 圖形化操作界面，簡單易學；

l 采用觸屏操作，使用方便，同時也可外接鼠標、鍵盤；

6、任務優先級自定義

l 系統支持用戶自定義任務優先級；

l 可對終端本地信息優先級、廣播對講優先級、音樂與定時優先級等，靈活匹配各種應用場所的應用需求；

7、無限任意分區

l 數字廣播系統可實現無限的分區，不會受到分區數量的限制，方便區域與功能擴展；

8、文本轉語音功能

l 內置TTS文本轉語音功能,并可調語速快慢、設置男聲/女聲

9、聽力考試備份延時低

l 終端斷電切換，終端斷網切換。可以真正做到斷網斷電秒切備份，無延時，無掉字，為每一場聽力考試保駕護航。

10、平臺整合、二次開發

l 提供 二次開發對接協議，每種協議都提供了詳細的說明文檔，方便二次開發，降低開發難度。

l 實現與其他系統平臺整合（例如樓宇訪客系統、監控視頻系統等），擴展性強。

三.3 系統配置

本次學校公共廣播系統是一套純數字音頻廣播系統，中心校區公共廣播系統要求嚴格按照中心校區公共廣播的設計要求，結合相關設計標準和建設圖紙進行設計，公共廣播系統設計要求主要滿足中心校區的背景音樂播放、信息廣播、廣播通知、聽力考試等使用需求，公共廣播系統的總服務器設備設于消防監控室，在消防監控室安裝系統的總主控設備、音源設備、消防緊急聯動設備、廣播呼叫設備、周邊設備等，消防監控室的系統服務器是整個系統的總服務器，承擔整個系統的運行通信，對整個系統進行廣播尋呼控制，背景音樂播放控制，支持廣播系統數據和音頻的傳輸，支持系統定時播放、終端點播、臨時插播、消防緊急廣播等系統服務器功能；同時提供高品質的背景音樂，背景音樂包括有CD播放器，數字調諧器，PC播放器等。在中心校區各個樓層的弱電井設置安裝IP網絡適配器功放，IP網絡適配器通過網絡交換機與消防監控室IP網絡廣播系統服務器連接，音頻IP網絡音頻解碼終端主要對來自服務器的控制信號和音頻信號進行實時解碼和播放，把數字音頻信號轉換成模擬音頻信號傳輸給功率放大器，最后傳輸到前端音箱，由音箱放聲；整個學校廣播具體配置如下：

三.3.1 廣播中心配置

廣播中心設置于學校項目的控制室，學校項目廣播系統廣播機房設備主要由服務器、音源設備、話筒、消防聯動設備以及周邊設備組成：

1.IP網絡廣播中控主機是系統的核心。采用觸摸屏顯示操作，內置功能強大的IP網絡廣播控制軟件、常用節目素材、大容量節目源空間，用戶可以根據自己需求下載或制作錄制節目。負責音頻流點播服務、計劃任務處理、終端管理和權限管理等功能。管理節目庫資源，為所有網絡終端提供定時點播和實時媒體服務，響應各網絡終端的請求，為各音頻工作站提供數據接口服務。全數字化傳輸，以局域網或具有獨立IP的互聯網為主要傳輸媒介，支持專用百兆網傳輸，傳輸距離不受限制，可達幾十套或上百套節目源，并實現了多網合一。

2. 音源設備主要有CD播放器HM-CD32、收音機HM-FM32組成，作為系統輔助音源，CD播放器、收音機通過軟件的采播，可以播放到部分分區或所有分區， AM-12調音臺用于音頻信號放大和混合，把音頻信號輸出給系統服務器，用于采集播放節目。

3. 話筒設備主要由IP網絡尋呼器HM-02DJ、尋呼話筒HM-MI2S組成,桌面式IP網絡尋呼站可以進行對各個區域進行廣播，廣播方式可以采用單個區域或多個區域的廣播，廣播話筒HM-MI2S用于緊急廣播，在緊急情況下進行廣播講話，或校園廣播站廣播。

4. 電源源時序器HM-V21S，用于控制設備電源打開和關閉。配置IP網絡有源監聽音箱HM-904D，通過服務器軟件的控制，可以利用有源監聽音箱監聽到前端各個區域的節目播放內容和播放音量大小。

三.3.2 教學樓

1. 在學校教學樓的教室區域設計獨立的網絡音箱HM-904DB 1只，足夠校園日常多媒體教學、英語聽力考試等使用功能。

2. 在教學樓公共走道區域設計壁掛揚聲器，揚聲器選用HM-12壁掛音箱，采用RVV2*1.5喇叭線引入到弱電間，整棟教學按照每層樓公共走道作為1個廣播分區，滿足上下課打鈴和校園廣播。

三.3.3 校園室外區域

1.在校園室外主干道設計音箱覆蓋整個校園室外區域，音箱選用HM-B430室外防水音柱，音箱采用立桿或樓宇外墻安裝方式，采用RVV2*2.5喇叭線引入到就盡弱電間，根據校園廣播室外面積和布線，分區按照片區進行分區。

2.在校園室外主干道設計音箱覆蓋整個校園室外操場區域，音箱選用HM-820室外防水音柱，音箱采用立桿或樓宇外墻安裝方式，采用RVV2*2.5喇叭線引入到就盡弱電間，根據校園廣播室外操場進行分區。

三.3.4 宿舍區域

1. 在宿舍公共走道區域設計壁掛揚聲器，揚聲器選用HM-12壁掛音箱，采用RVV2*1.5喇叭線引入到弱電間，整棟宿舍按照每層樓公共走道作為1個廣播分區，滿足作息打鈴和校園廣播。

三.3.5 學生食堂區域

1. 在食堂公共區域設計吸頂揚聲器，揚聲器選用HM-305T吸頂喇叭，采用RVV2*1.5喇叭線引入到弱電間，整棟食堂公共區域作為1個廣播分區，滿足定時播放背景音樂和校園廣播。

三.4 系統功能

學校的公共廣播主要作用是滿足學校上下課鈴聲播放、開展多媒體教學、開展學校節目等使用，滿足學校開展校園廣播、多媒體教學等，課余時間播放校園節目，豐富學生課外活動；整個校園廣播設計滿足以下功能：

Ø 點對點廣播播放功能

每個教室安裝一套壁掛式終端，每個教室可以單獨播放本地的音源，本地講話，各個教室之間互不干擾。

Ø 網絡廣播

將外接音頻（CD、收音機、話筒等）信號接入采播工作站實時壓縮成高音質數據流，通過校園網絡發送廣播數據，傳送到安裝在不同教室的以及校園不同的區域進行廣播。

Ø 領導網上講話（直播）

系統支持各級領導網上講話,領導無需到專門的廣播中心，只需要通過辦公電腦，便可使用麥克風對全校或對權限范圍內任何一個年級、班級、教師辦公室進行遠程尋呼、開會、講課等。

Ø 背景音樂播放，上下課打鈴：

不同分區的網絡適配器，通過系統軟件設置，可以實現無人值守、設定不同分區播放不同音樂。如：可通過系統設置實現不同時間播放不同的上下課音樂打鈴，讓學生在課間不同的區域聽到輕松的音樂，不僅可以放松緊張的情緒，并可陶冶情操，使學生德、智、體全面發展，大大豐富學生校園文化生活。

Ø 多音源播放

學校可根據實際需要對指定區域同時播放不同的音樂或廣播通知，比如同一時間，在教學區播放眼保鍵操，在運動場區域播放廣播體操，在相應教室播放英語聽力測試等，可以靈活設置要播放的區域。

Ø 校園廣播站：

在校園廣播站設置分控點，方便學生、校領導就近操作，無需每次到機房，大大的提高工作效率。

Ø 支持高考聽力備份（如有選配）。

可以真正做到斷網斷電秒切備份，無延時，無掉字，為每一場聽力考試保駕護航。