校园广播解决方案

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HX-3000外语听力无线转发系统方案

2012-04-06 16:48 来源:恒星科通企划部

一、需求分析
       
随着计算机技术、网络技术及数字音频技术的飞速发展及在教育领域的广泛应用,教育信息化建设步伐加快,教学方式日新月异逐步与现代科技发展相交融。进入二十一世纪以来,中国加入WTO,国民经济继续持续高增长率引起世人瞩目,国际交往日益频繁,因而对外语人才的素质提出了更高的要求。外语口语教学是进行外语听力训练与四、六级考试的重要手段,也是提高高校学生外语素质最有效的途径,在全国掀起外语学习热潮,提高外语教学质量中起着举足轻重的作用。传统的外语教学在技术、应用上存在严重的滞后性,无法与现代信息化建设接轨,建设数字化、网络化、智能化的外语电台成为各大高校外语教学的迫切要求。
        1、 外语教学基础设施滞后;
        2、 外语听力教学方式不灵活,好多学校只是利用语音室;
        3、 不能在基础教学阶段让学生从小养成良好的英语习惯;
        4、 学校不能给学生创造一个公开与自由选择相结合的语言学习环境;
        5、 外语教师的口语水平参差不齐,导致以误传误;
        以上各因素造成我国大中小学生普遍“只识其字,不知其音”的哑巴英语现象,这种现象严重影响了我国外语教学水平的提高进而阻碍了高素质外语人才的培养。
        我公司根据我国目前大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专门设计了用于一套改善我国外语听力现状的校园多路播放无线转发智能广播系统。本系统采用有线传输、无线接听的方式,既不用申请频点又做到了可选择自由收听,灵活可靠,学生可整天在外语环境中渐渐养成外语思维和习惯,逐步解决听力难题。以其自由新颖的构思和巧妙的组合,受到教育同仁的赞誉和好评。
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。
        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”相统一的原则进行设计。
四、设计简要
1、系统整体规划:
       
系统整体规划为“音源数字化、播放自动化、管理智能化、收听自由化”的校园多路播放无线转发智能广播系统,采用计算机技术、VC编程技术、FM调频频分复用技术、微功率
无线发射技术有机结合,从主控室有线传输多路(多达10路)调频广播节目到教室,采用宽频无线转发器把接收到的广播信号进行微功率无线发射,使调频信号在教室空间传输,学生采用无线调频耳机、收音机收听。
2、前端及信号源部分:
       
前端由数字节目源(HX-8000多路音频自动播出系统)、模拟节目源(VCD、录音卡座、收音头)、FM1500调频调制器、音频矩阵切换器、多路广播智能播出控制器、频分复用混合器、干线放大器、宽频无线转发器等组成。
3、传输方式:
        共缆传输方式:系统采用学校原有有线电视(闭路双控)同轴电缆共缆传输方式进行信号传输。电视、广播 “一线通”,只需在原校园广播基础上进行改造,无需重新布线。
        无线转发方式收听:信号到HX-3000宽频无线转发器把接收到的多路广播信号进行微功率无线发射,实现教学区无盲区覆盖。
4、终端接收设备及收听方式:学生采用无线调频耳机或收音机流动收听。
五、系统原理及组成
       
系统采用“数字播出、共缆传输、无线转发、调频接收”的工作方式,由数字硬盘播出主机(专用工控机PC)及
HX-8000数字硬盘多路自动播放软件、FM调制器、多频混合器、宽频转发器、调频接收收音机、数显调频耳机组成。
六、系统功能及特点
        系统是专为学校开发的 校园多路播放无线转发外语听力教学专业设备,具有传统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、多路音频自动播放功能
        系统由数字硬盘多路播出主机作为数字节目源,可通过数字硬盘多路音频自动播出软件播出1—8套不同的数字节目。每套节目都能根据外语听力需要设置年、月、周、日播放列表,多路音频根据定时自动无人值守播放。这就使WAVE、MP3、MIDI、CD等多种现在流行格式的音频可以自动播出,而不仅拘泥于模拟音频的播放。
2、多路音源共缆传输功能
        系统最多可达10余套节目同时传输,完全满足外语听力教学和自由收听需要,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、采用一根同轴电缆共缆传输。
3、设备智能管理控制功能
        系统采用HX-7000 多路广播智能播出控制器根据
HX-8000数字硬盘多路播放软件节目定时自动控制调频调制器电源,使外设管理与软件定时有机结合到一起,实现了外语听力设备管理无人值守。
4、宽频无线转发功能
        系统利用闭路电视线路有线传输多路外语听力节目,教室终端采用宽频无线宽频转发技术同时把音频信号无线空间发射,使学校可不用申请频率,拥有10个无线广播电台。
5、自主选择收听功能
        在接收终端采用无线宽频转发方式,学生可通过数显调频耳机自由选择收听频率,自主收听。完全解除广播式被动收听模式,给无暇收听广播的学生带来的学习选择空间。
6、发射频段独特功能
        对于调频广播来说,88~108MHz为调频广播的公用频段,为了使外语听力节目清晰稳定,不受外界频率干扰,系统采用75~85MHz作为发射频率,大大提高了发射频率的稳定性能。
7、发射频率灵活可调功能
        由于宽频无线转发器转发频率为调制器调制频率,而调制器频率可以手动捷变频调节,发射频率灵活可调,完全摈弃发射频率固定易受干扰的缺陷。
七、方案详细介绍
1、 音频播放与切换

        学校外语听力训练与考试在外语教学中非常重要,尤其近年来外语学习升温,使外语听力更加显现出来。音频播放与切换部分作为外语听力系统的核心部分,对台站广播的音质效果起者至关重要的作用。音源的选择将直接影响播出质量与收听效果,因此选择好的音源及智能播出系统成为建设外语广播听力系统需考虑的首要问题。
        本方案采用经多次调研考察根据实际需要开发的
HX-8000数字硬盘多路音频自动播出系统及VAS音频矩阵切换器作为外语广播听力系统的音源及切换设备。该组合使音频无损失传输,实现了多路音频定时自动播放与切换输出,达到了音频播放的数字化、智能化和自动化,使播出音频音质清晰,保证了广播听力系统播出音频的质量。下面是所用设备及软件介绍:
HX-8100数字硬盘多路播出主机
        HX-8100数字硬盘多路播出主机为数字音频播放的硬件设备,此设备由P4处理器、256ROM内存、80GB大容量硬盘、大功率高可靠冗余电源所构成以保证系统长时间正常运行;采用专业音频卡,利用软件进行左右声道分离,使一卡可输出4路音源,所输出为立体声,音质优美动听;采用标准工控机箱,散热性能好,使系统处于常温工作,稳定可靠,不会因机箱内温度过高而死机;硬盘内置2000多首曲目及常用音频素材库。
 
HX-8000数字硬盘多路音频自动播出软件
      ①概述
       
HX-8000数字硬盘多路音频自动播出软件是应高校外语听力教学的实际需求开发的集数字音频多路播放与外设智能管理控制为一体的数字音频播放系统。采用全数字方式存储和播放音频信号,用来代替传统的磁带卡座、CD等模拟音频播放设备。并可通过局域网络组建大型智能化播音系统,建成“数字高品质录音、数字非线性编辑、数字全自动播出”的“数字化、网络化”音频播出系统。也可通过软件及串口控制外设,如调频调制器、定压功放、调频发射机等。可广泛应用于学校、小区、超市、公园、商场、广场、车站、码头、工矿企业、酒店、宾馆、医院、部队等音频自动播放场合。
      ②系统运行环境
        硬件要求:586以上电脑,32M以上内存。
        操作系统: Windows95/98/2000/NT/XP或更高版本。
      ③本软件特点
        支持一台主机八路音源定时自动或手动播放;
        支持自动定时、手动播放切换和全呼广播;
        支持各路按日、周、月、年的设定定时播放列表;
        支持八路外设电源自动控制和手动控制管理;
        支持多通道声卡左右声道隔离,输出立体声;
        支持各路整点报时功能;
        支持每天自动开关机。
      ◆VAS音频矩阵切换器
         VAS系列音频矩阵切换器是专为院校广播系统设计的音频输入输出切换设备,该设备采用国际流行贴片、IC芯片、单片机电路,专业造型设计,特别适合应用于各种广播系统多路音频切换场合。音频矩阵切换器分三种规格(8入4出、8入8出、16入8出)可根据音源切换的路数选择使用。
功能特点
        轻触按键设计,操作方便;
        专业 IC芯片,单片机控制,广播级指标;
        输入 RCA 接口( 1.0Vp _p),输入阻抗600Ω;
        输出 RCA 接口( 1.0Vp _p),输出阻抗600Ω;
        外形尺寸 19 英寸标准机箱( 2U/4U );
        电源 交流 220V/50Hz。
2、 音频编辑单元
        有些音频素材需录入或编辑处理,如进行考试时所选素材需添加说明、注释,外语考试老师录音等,都要专业音频编辑系统来实现。GB2000数字音频编辑软件及MAYA PRO音频采集卡是进行音频编辑与录入的强强组合,使录入音频音质清晰,编辑效果具有多样性,专业性。
GB2000数字音频编辑软件
        GB2000数字音频编辑软件是集专业数码录音与多种效果合成处理于一体的音频处理软件,用于模拟音源高品质数码录入及音频编辑处理与效果合成,或对数码音频进行编辑处理并转换文件格式。此软件可将卡座、CD机、收音头、人声等音频数码录入计算机,并以数字格式存储到计算机中。对采集或已有音频文件进行多种声音效果处理,如倒转、回音、淡入、淡出、镶边、扭曲、插入、删除、移动等操作,为原本单调干涩的音频添加背景音乐加入各种音效,使音频多样化、风格化、特色化;为播出曲目加入注释、解说使音频更能让人理解接收;对音频文件进行格式转换,节省所占硬盘空间。除此之外,支持SCSI CDROM不经声卡输出直接抽取音频文件并进行录制编辑。
        系统运行环境
        硬件要求:586以上电脑,32M以上内存。
        操作系统: Windows95/98/2000/NT/XP或更高版本。
        本软件特点
        支持各种输入音频进行高品质数码录音;
        支持多种格式音频编辑效果合成处理;
        支持各种音频文件格式转换,具有批处理功能;
        支持各种声卡及多种专业音频编辑卡录入输出;
        支持精密的过滤器修复声音文件;
        支持双声道声音文件合成处理;
        可广泛用于各种音频编辑工作站对音频进行修饰;
MAYAPRO采集卡
        MAYAPRO是一款专业数码录音采集卡,以其清澈音质、工作稳定等优秀品质和性能深得音乐爱好者所钟爱,采用DirectWire、音频编解码、贴片等先进技术,实现了软件间无损失音频数据传输;多任务支持,音频通道可选择所安装的任意驱动;音频左、右通道有效隔离,分别播放输出不同立体声音频,且互不干扰等功能,是院校外语听力录音的最佳选择。
技术指标
        可广泛用于各种音频编辑工作站对音频进行修饰;
        20bit/48kHz的专业音频指标
        动态范围90 Db
        2路模拟输入接口
        2路模拟输出接口
        一个带有电容话筒供电功能的话筒输入接口
        SPDIF格式的数字输出接口(同轴)
        支持DirectWire技术
      驱动程序:革命性的E-WDM驱动程序,兼容Windows95/98/ME/2000/XP,GSIF/ASIO
3、 外设电源智能管理控制单元
        外语听力系统外设集中控制管理一直是困绕外语听力系统管理的难题,虽然有些设备能利用单片机定时控制开关,但不能与计算机播出音频有效衔接实现对外设的智能管理控制,使设备间协同工作而节省电源。HX-7000电源智能管理控制器是把多媒体播放与外设控制结合的经典之作,实现了数字媒体播放与外设控制管理的有效融合及对外设的集中智能控制管理。
HX-7000多路广播智能播出控制器
        
HX-7000多路广播智能播出控制器为结合HX-8000数字硬盘多路音频播出软件开发的电源智能控制设备,该设备可通过HX-8000软件设置的自动播放时间定时开关八路外设电源,又可手动控制各路设备的电源,可广泛应用于音频播放无人值守场合。该设备以独特的设计使多路音频播放与自动控制外设有机结合,实现了外设电源集中智能控制管理。
功能特点:
        可通过软件设置的定时播放节目,智能自动控制外设电源的开启、关闭;
        可通过软件设置开启设备提前时间和关闭设备延时时间量;
        同时可自动控件八路外设电源;
        支持 RS-232、RS-485两种信号控制;
        可手动开关各路外设电源;
        可通过交流触发器控制大功率外设。
4、音频调制单元
FM-1500调频调制器
(1)概述
        FM-1500微电脑控制数字频率合成调制器是专为校园、乡镇、社区商场等场所有线电视系统共缆传送调频广播信号而设计的高品质调制设备。本调制器能将音频信号调制成立体声调频载波信号,通过有线电视共缆系统传送到终端。
本调制器频率稳定度高、调制音质佳,带外抑制度高,完全满足邻频有线电视共缆传送多点调频信号的要求。广泛适用于校园调频智能广播、乡镇广播、小区调频广播、商场背景音乐等系统,传输调频广播信号。
(2)特点
        采用数字频率合成技术,载频率PLL同步锁相,绝不跑频;
        可任意预置并记忆频点,高亮度数码管同步显示输出频率;
        音频信号独具AGC功能,调制度自动控制;
        电平达110DB;
(3)、规格
        频率范围:87-108MHz频率连续可调,步进0.1MHz频率合成
        频率准确度:  优于1.0 * 10-6
        输出反射损耗:≥16DB
        输出阻抗: 75
        音频输入电平:-20dBm—4dBm自动AGC控制
        频率响应:   100MHz—12KHz±5dB
        音频预加重: 50Us
        信噪比S/N:  ≥60DB
        射频输出电平: 115 DBv最大(-20 DB)可调
        电源:      AC220V±10%      50Hz     ≤ 10W 
        工作条件:  温度0℃-- +40℃     连续工作
        外型尺寸:  430(W) ×218(D) ×44(H)mm
5、无线宽频转发单元
        HX-3000宽频无线转发器

        HX-3000宽频无线转发器是采用微功率多点蜂窝无线通信的模式,针对大学外语听力教学多年级、多语种教学要求开发的外语听力训练设备。该设备采用频分复用、频率锁相、载波发射等先进技术,通过带通滤波器检出同轴电缆中下行传输的75~85MHz 调频广播信号,并对其中的信号进行滤波、线性放大,以使由主控室传输的多路外语听力节目可以转换为电磁波并发射到空中传输,学生可以通过收音机、无线耳机自由选择收听。该转发器具有具有带外抑制度高、带内平坦度好、温度特性稳定等特点。工作稳定、指标高、音频清晰,各载波音频之间不会产生互扰,非常适合大学外语听力系统的建设和改造。
        性能特点:
        可利用闭路电视线缆同时传输多达十路外语听力节目,互不干扰;
        将音频调制到FM调频载波传输,提高系统稳定可靠性,抗干扰能力强;
        各音频信号间隔离度高,稳频性能好,没有频漂;
        采用100mw微功率教室宽频转发,不用申请频率;
        发射频率可由主控室捷变频调节,完全解除受外界无线频率干扰困绕。
        技术指标:
        输入阻抗75Ω
        输出阻抗50Ω
        增益:46-50dB
        输入电平范围:72-83dB
        输出功率范围: 10~100mw(当输入为72~83db时)
        频率范围:75-85MHz
        带外抑制:-50db(75~85MHz)±25MHz
        电源电压:220V
        重量:0.85Kg
        环境温度:0~+50℃
        外形尺寸:166×148×48(长×宽×高)
       校园之星多波段调频耳机
        产品型号: EDT-2100调频耳机;
        频率范围:70-108MHz(可按客户要求设置固定频率)
        规格:568×543×502MM
        灵敏度:<20uv
        输出功率:≥100mw 
八、工程施工及验收
       一项系统工程的整体质量,不仅取决于设备质量,而且和工程安装施工质量有密切的关系,只有经过工程培训、并且持有相关行业许可证的人员才能进入工程现场,系统工程施工严格按照《设计方案》施工图纸及国家有关标准执行。系统技术含量高、专业化强,公司将派出具有专业水平的技术人员进行技术指导及施工,同时按照公司技术标准及北京恒星科通科技发展有限公司质量保证体系严格控制工程质量。
      (一)工程施工安装
        组织人员、了解现场、熟悉图纸资料,由施工单位和工程人员协同处理,然后设计人员进行设计交底,完成设计工作。现场人员应具备电气专业施工、安装技能与知识,能在各自的工作岗位上保证工程质量,完成各自的任务,同时现场人员要对用户负责。
管道埋设与管道布线应符合国家现行的《电气装置安装工程施工及验收规范》及综合布线的规定。导线敷设后应用500V的兆欧表测其对地绝缘电阻应不小于20MΩ,探测器的安装应符合设计图纸和产品使用安装说明上的要求。
系统接地:中心室至接地体的工作接地点在过墙处应穿入坚固的保护套管,工作接地与保护接地必须分开。
      (二)工程验收
        工程施工结束后,北京恒星科通科技发展有限公司的工程人员与用户一起对整个系统的性能进行全面测试,并向用户提交详细的测试报告。
        为了方便用户的管理,北京恒星科通科技发展有限公司将在工程施工结束后,向用户提供完整的系统文档,包括:
        设计方案;
        系统竣工图;
        测试报告;
        系统使用说明书;
        其他有关的设计和施工说明

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