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廣播中控系統

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廣播中控系統,多媒體系統,iDste嵌入式多媒體、廣播一體化中控——給用戶帶來耳目一新的實用效果。

  
現狀分析

  現代化教室中需要布置的多媒體設備越來越多,包括投影儀、電動屏幕、電腦、視頻展示台、音響等。為了使各種複雜的多媒體設備的操作變得簡單化、智能化,現有通行的做法是採用多媒體中央控制系統(中控)將這些設備連接起來,通過中控進行集中控制,比如,老師可以方便的切換話筒輸入還是播放電腦上的音頻資料,通過中控系統可以實現對各個教室中的多媒體設備進行遠程監控和管理。當然,這種網路到教室的便利也為提供其他應用打開了空間。

  另外,校園廣播也是學校中必備的系統之一。傳統的模擬校園廣播架設專門的廣播線路,將廣播信號引入教室后,送入功放進行功率放大,再送入音箱播放。這種廣播系統延時小,多個終端同步好。但是它使用的頻率低,容易受到干擾;需要架設專門廣播線路,成本高,影響校園美觀,系統擴展性差;聲音信號也難以做到高保真。

  傳統的教室中需要安裝兩套系統:中控系統,連接各種多媒體設備;廣播系統,包括音頻解碼器,功放,音箱。這兩套系統相互獨立,無法聯動,如果要在中控系統的音頻輸出和廣播系統的音頻輸出之間進行切換,則需要人工重新改變擴音設備的接線。這大大增加了教職人員的操作難度,同時也增加了管理和維護的難度。另外,音頻解碼器和網路中控需要各自分配IP地址,也造成網路資源的浪費。

  為了解決模擬廣播中的這些問題,利用TCP/IP網路技術,將音頻信號以IP包協議形式在網路上進行傳送的技術逐漸發展起來。iDste嵌入式多媒體、廣播一體化智能中控系統就是利用TCP/IP網路技術將MP3格式的音頻數據流發送出來,然後通過專門的解碼設備進行接收,解碼設備再對MP3音頻流進行解碼還原成語音信號,然後送入功放進行功率放大,再送入音箱播放。

  iDste嵌入式多媒體、廣播一體化中控——給用戶帶來耳目一新的實用效果

  

廣播中控系統安裝案例
iDste嵌入式網路多媒體、廣播一體化中控是一種集成數字廣播的中控系統。該系統可以直接從網路上接收音頻流然後進行解碼還原成語音信號,這樣就不再需要專門的解碼器了。這樣,不僅去掉了專門音頻解碼器,降低了成本,還將廣播信號接入了中控系統,達到了廣播信號僅僅作為中控的一種音頻輸入的效果,從而實現廣播和其他音頻輸入的聯動,方便切換。由於所有的音頻輸入都通過中控集中控制后再輸入,擴音設備也就可以固定接在中控的音頻輸出上了。由於中控系統和廣播系統合二為一,就可以用同一套系統對所有的設備進行管理、監控和維護,這無疑也減少了校園設備的管理和監控的難度,大大降低維護成本。相對於模擬廣播來說,集成的數字廣播還有很好的擴展性,可以隨意擴展到校園中任何有IP網路的地方。

  為了兼容傳統的模擬廣播,iDste多媒體、廣播一體化中控系統還允許將模擬廣播信號直接接入中控,從而實現模擬廣播與其他輸入到中控的音頻進行聯動的能力。這樣既保護了學校傳統的模擬廣播的投資,學校還可以將模擬廣播作用一種應急的備用設備使用,以便在網癱瘓的情況下仍然可以使用廣播。
iDste廣播構成

  iDste系統包括:集成廣播接收功能的中控設備,遠程控制台,和實時語音播放設備。所有設備通過乙太網口接入校園網, 構成基於區域網的數字廣播系統和中控管理系統。

  

廣播中控系統傳統中控向現代化中控發展
iDste的遠程控制台用於監控系統中所有設備的狀態。同時還負責管理和維護所有廣播會話的狀態。

  iDste 廣播授權採用USB加密形式(下圖),在學校任何一台接入校內網的電腦(包括接入校內網的可移動無線筆記本)上,管理員都可以通過USB加密授權給指定用戶進行廣播活動。使廣播不再受地域的限制。

  iDste嵌入式網路中控系統作為單獨的中控,通過視頻切換矩陣和音頻切換矩陣接入電腦,數字展台, 筆記本等各種多媒體設備的音視頻信號。並根據控制單元的指令,選擇所需的輸入源輸出到擴音設備和投影儀上。

  外置可編程電源控制模塊接收控制單元的指令,可對教室里電腦,投影儀,和其它設備的電源進行控制。同時,通過檢測電流的方式,檢測投影儀的工作狀態。

  控制面板的控制指令或來自網路介面的遠程控制指令,實現對各種教學設備的開啟和關閉,並進行音視頻信號的切換。同時,該設備也將通過網路介面可將教室內各種設備的狀態發送至控制台,以便進行遠程監視。

  
廣播中控系統拓撲圖
模擬廣播信號檢測電路用於檢測模擬廣播介面是否有輸入。檢測到模擬廣播信號后,CPU通知自動音頻切換矩陣輸出模擬廣播信號。若中控設備處於關機狀態,CPU將自動開啟功放,廣播信號結束后,CPU關閉音頻切換矩陣的輸出和功放。

  iDste嵌入式網路管理型中控設備採用軟體實現音頻解碼器,可以實現數字廣播信號系統的信號接收。當中控設備接收到廣播開始命令后,將打開音頻流的接收埠,然後實時地將接收到的音頻流進行解碼,通過音頻切換矩陣輸出至功放設備。

  廣播開始命令中含有用於接收廣播音頻流的組播地址和埠。中控接收到廣播開始命令后,將啟動音頻解碼線程。該線程將打開命令中指定的組播地址和埠接收音頻流數據。在本系統中,音頻流採用vorbis編碼進行壓縮。音頻解碼線程將從網路上接收到的vorbis壓縮數據解壓成PCM格式的音頻數據,然後送入音效卡進行D/A轉換。

  在音頻切換矩陣的各種輸入源中,廣播信號具有高優先極。即當接收到廣播開始命令后,控制單元將通知音頻切換矩陣關閉其它音頻的輸出, 轉而輸出廣播信號。

  當教室有廣播信號到來時,控制面板上面的廣播指示燈會提前閃動(下圖),以便提示正在講課的老師要有廣播進來。如果老師講課內容到了關鍵部分,暫時不想聽廣播,可以隨即暫停本教室廣播。

  若中控設備處於關機狀態,當接收到廣播命令后,將自動打開音頻切換矩陣的輸出,同時也將自動開啟功放設備,進行廣播信號的輸出。廣播結束后,將自動關閉相應設備。

  每個廣播會話具有不同的優先順序設置,若同時有兩條或多條會話需要對同一個中控設備進行廣播,則遠程控制台將通知該設備進入最高優先順序的會話。

  iDste的遠程控制台具備自動廣播的能力。檢測自動廣播的定時設置,在設定的時間內自動啟動廣播,然後以組播的形式發送音頻流數據至廣播接收節點。最大支持同時發送32路廣播。

  數字廣播音頻流的數據幀為為每隔23ms發送一幀。該數據幀包含採用Vorbis格式壓縮的語音,和一個自定義的數據包描述符。每幀數據含有23ms的語音數據,並且可單獨解碼。因此,較其它網路廣播系統具有更強的容錯性。

  iDste實時語音播放設備具有一路麥克風的輸入口和一路模擬音頻線路輸入口。用於接入麥克風的實時語音或其它的模擬音源(調音台, CD或卡座)。

  iDste實時語音播放設備帶有控制面板,通過控制面板,用戶可以發起一個廣播會話請求。控制台響應此請求,並建立廣播會話后,將向實時語音播放設備和參與此會話的中控設備發送廣播開始命令。
具體實施方式

  以下結合實施例對iDste多媒體、廣播一體化中控做進一步功能描述。

  圖為iDste廣播中控實施的系統結構圖。集成數字廣播的中控系統由遠程控制台,播放節點和多媒體教室(廣播接收節點)構成。

廣播中控系統廣播拓撲圖
遠程控制台為運行在Windows XP系統上的伺服器軟體。其主要功能為:

  1. 音頻媒體文件的管理。

  2. 對廣播接收節點進行分區。

  3. 對中控設備的狀態監視和遠程控制。

  4. 設置廣播的播放列表,廣播的接收分區,廣播的播放時間。

  5. 檢測自動廣播的定時設置,在設定的時間內自動啟動廣播,然後以組播的形式發送音頻流數據至廣播接收節點。最大支持同時發送32路自動廣播。

  6. 控制和維護系統內所有廣播會話的狀態。

  實時語音播放設備構成系統的廣播發送節點,可進行實時講話的廣播, 也可接入各種模擬設備,將其輸出的模擬音頻信號通過數字廣播系統發送至多媒體教室。

  中控設備是多媒體教室的中樞。可接入電腦, 筆記本,數字展台等多媒體教學設備。具有以下特點:

  1. 具有電腦,筆記本,和數字展台3個視頻輸入口,和一個投影儀視頻輸出口。

  2. 具有電腦,筆記本,擴展音頻和模擬廣播4個音頻輸入口。

  3. 其內置功放,可將教室內的各種音源放大后直接輸出至音箱。

  4. 由軟體實現數字廣播的解碼功能,解碼后, 通過內置功放可直接驅動音箱進行播放。

  5. 自動協調數字廣播,模擬廣播和各種本地音頻。有效地避免了各個信號源同時播放時的干擾問題。

  中控設備每當設備狀態發生改變,主動將更新后的狀態上報給遠程控制台。
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