概 述
广播作为监狱信息传播的一种工具，经历了几十年的历史，随着科学技术的发展，从电子管到集成电路，从留声机到CD，经过了数次革命，但其设备技术水平及档次参差不齐，在实际使用及工作中存在着不少缺陷。特别是近年来信息化建设步伐加快，互联网、多媒体等一批高新技术应用到了管理及教育实践中，使传统管理及教育方式发生了根本变化。现有广播系统的这种状况，显然已不能与其它现代教育技术系统相配套，远远不能满足现代教育发展的需要，其集中表现在以下几个方面。
1、技术落后，兼容性、扩展性差：现有广播基本都是采用模拟音源，人工播放、人工管理的工作方式，无法播放现代数字格式（MP3、WAV）的音频文件，无法与计算机室外网连接，无法实现音源数字化、播放管理自动化。
2、音质差、功能单一：目前广播设备所应用的技术落后，音质较差，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、布线繁锁、分区固定、不能控制终端：由于定压广播每根线只能传输一套音源，分区采用分区定压输出方式传送音源，极大限制了终端接听节目的数量。另外每个终端只能每区统一控制，极大限制了单个收听音箱进行听力的需求
因上述原因普遍存在，极大地限制了监狱广播在教育教学实践与管理中的应用。
随着我国教育信息化建设浪潮的推进，近几年来，闭路电视、宽带网络、计算机多媒体及互联网在室外被广泛应用，并逐步走进教学与教务管理。这就为开发性能更高，功能更强，使用更方便的新一代监狱数字智能调频广播系统成为可能。
技术方案
一、用户需求分析
随着现代科学技术与信息技术的飞速发展，互联网与多媒体技术的出现，一个“全球一体化、信息化”的知识经济时代即将到来，特别是中国加入WTO以后国际间交往越来越密切，中国逐渐同世界接轨，对监狱教育与管理的提出要求。如何营造监狱更方便管理环境，为罪犯创造更好的改良环境成为急需解决的问题。
恒星科通根据我国目前外语听力考试及训练要求，结合监狱广播现状与发展方向，采用CATV+ FM频分复用技术、单片机编解码技术、VB软件编程技术等有机结合，开发出一套具有自主知识产权的监狱数字智能调频广播系统。HX-2000 、HX-6000、HX-8000 系列监狱数字智能调频广播系统以其“优质、经济、稳定、实用”等特点，已经得到了全国众多室外的认可，是集外管理与教育为一体的新一代监狱智能广播系统，是监狱建设监狱广播系统的最佳解决方案。
二、设计依据
监狱智能调频广播系统工程方案的制定、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。
● 国际电联 ITU T有关标准。
● 建筑、通信有关行业标准。
三、设计原则
根据监狱提出的有关建设监狱广播系统的要求，我们经过实地勘察，结合我公司HX-5000共缆可寻址智能调频广播系统的特点，我们将本着“先进性、科学性、稳定性、经济性”相统一的原则对贵校监狱广播系统进行设计。
四、系统原理及组成
该系统采用“数字播出、共缆传输、编码控制、调频接收”的全新理念搭建数字化监狱智能广播平台。由数字节目源或模拟节目源输出单路或多路音频信号，经VAS-0808音频矩阵切换器切换输出，送给FM1500调频调制器调到不同的调频载波上，再经频率复用混合器合成射频信号至一根同轴电缆送到终端音箱。同时控制信号由主控计算机通过RS-232串口与编码控制器通讯，编码控制器SCA副载波通道将控制信号调制到87—108MHz调频副载波上，与音频信号共缆传输。主要设备有全数字硬盘多路自动播出主机（专用工控机PC）及软件、FM调制器、SCA可寻址编码控制器、可寻址编码控制软件、频率复用混合器、调频多功能接收控制器、可寻址编码调频音箱组成。
五、系统方案
系统整体规划为“音源数字化、播放自动化、管理智能化、扩展自由化”的可寻址监狱智能广播系统，采用FM调频频分复用技术，SCA副载波数字编码控制技术，有线调频传输7路监狱广播节目。
1. 前端及信号源部分：
系统前端由音源单元、主控与信号切换控制单元、音频信号调制与放大单元组成，所有设备均布置在主机房。
1.1音源单元：由数字节目源 HX-8100 主控计算机及HX-8000 多路数字播放软件；模拟节目源VCD、录音卡座、收音头、调音台、麦克风等组成。监狱可根据实际使用情况选择卡座1台，用于播放磁带节目；配置VCD一台，用于播放VCD、CD、MP3光盘节目；收音头T313一台转收当地广播电台节目；配置S-8调音台一台用于播音员播送自办节目，来实现：可播放模拟及计算机可识别的任意音频内容。
1.2主控与信号切换控制单元：由HX-5000 SCA可寻址编码控制主机、HX-5000系统播控软件、VAS-0808音频矩阵切换器等组成，实现了广播系统的无人值守定时自动播放。音频矩阵切换器将音源播出的音频信号选择切换给不同频率的调制器，用于分配给不同区域选择相同或不同的音源。HX-5000 SCA可寻址编码控制器，可接收主控计算机RS-232通讯，指定用户通过对主控计算机的操作，实现自动或手动寻址编码控制，全数字硬盘自动播放。
1.3音频信号调制与放大单元：由FM1500调频调制器、频率复用混合器、放大器等组成。根据监狱功能区域的数量，选择FM1500调频调制器的数量，一般一个区域传输一套节目，一套节目需要1台调制器，以满足不同区域同时播放不同节目的要求。所有调制信号经混合器混合放大器放大后，输出到主干分支分配网络传送到各个监室终端。
2．信号传输与分配系统部分：
系统采用同轴电缆共缆传输方式传输音频载波信号、SCA寻址编码控制信号，可与闭路电视信号共缆传输，电视、广播、寻址控制信号“一线通”。只需在原有线电视闭路电视的基础上进行改造即可，无需重新布线。采用有线电视分支分配器，按照满足电平的原则进行信号分配，满足终端电平55dB±5dB即可，添加本广播系统，既方便快捷，又省却布线和维护带来的不便，且广播及控制信号与有线电视信号在不同信道传输互不干扰，而且扩充容易，无需考虑功率匹配问题。
3．会见楼、严管队、综合楼、罪犯伙房和监室广播：
安装FM30B-5W1F单频点可寻址调频音箱一只，接收来自主控室的广播和控制信号，为监狱教育及管理广播的接收终端。此音箱为监狱专用型，受主控室电脑自动控制智能开关，不播音时音箱处于省电模式，没有任何噪声；方便教育和管理使用；音箱控制可靠，音质佳、音色美。
4、医院广播
医院采用FM3310调频转定压方式，定压输出给壁挂音箱，来收听监狱广播。
5、指挥中心广播
指挥中心采用FM3210调频接收控制器+功放+定压音箱调频转定压方式，平常可由主控室自动定时播放监狱广播，举办集体活动或开运动会时可实现现场插播。指挥中心插播系统原理，FM3210调频接收控制器将调频信号解调还原成为音频信号，由定压功放进行功率放大，推动室内音箱，定压功放电源受FM3210控制，FM3210调频接收控制器有手动插播和自动控制双重功能。自动状态下可由广播主控室进行寻址控制，播放铃声、广播音乐，手动状态时可实现现场插播，播送现场卡座音频信号、麦克风音频信号，用于楼内本地插播控制。
6、监狱大门及厂区广播
采用FM65B-35W无线调频音柱收听，采用全铝合金结构，防雨、防风、防尘，每个音箱可单独作为一个区接收主控控制。
六、系统功能及特点
数字化可寻址监狱智能广播系统是专为监狱开发的融合当今前沿计算机、多媒体、单片机技术的新一代监狱广播系统，具有传统定压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．系统功能：
多路广播功能：
系统最多可达60余套节目同时传输，完全满足广播多套音源传输要求，采用CATV +FM1+FM2+……FMn的频分复用共缆传输方式。闭路电视、监狱广播、SCA可寻址控制信号采用一根同轴电缆进行共缆传输。除具有传统广播的全部功能外，每个功能区域还可拥有自己的频道，同时播放各区域不同的内容且互不干扰。
自动播放功能：
系统由一台工控专用PC主机作为主控计算机，同时兼做数字节目源，即一台主机同时对多个功能区域播出8套不同的数字节目，通过系统播放和控制软件可实现手动、自动定时播放。监狱可将歌曲、教育信息等常用曲目，存储在硬盘上，实现全自动非线性播出。也可预先设置每周一至周日播放工作列表，自动定点定时播出放风铃声、音乐、歌曲等，无需人工干预，即可自动播放，实现了真正无人值守。
可寻址功能：
HX-5000SCA可寻址编码器及控制软件操作简单、界面醒目、功能强大、性能稳定、最多可实现1024分区（分点）控制。通过对主控计算机的操作，可进行按功能区域单点广播、分组广播、分区域广播（如指挥中心、监管大队，会见楼）。各区域可做到单独控制，如对某一功能区域播放该功能区域节目内容，也可进行全狱广播，操作方便，真正实现了可寻址到点控制。
自动音乐铃声、背景音乐功能：
系统内置2000多首歌曲及音乐，悠扬的音乐代替高达90分贝刺耳的电铃声，放风时响起悦耳的音乐，响起动人的歌声；让背景音乐自动或手动播放到指定区域，使罪犯不再承受噪音干扰，使监狱氛围更加轻松和谐，使罪犯在轻松的环境中改造，既陶冶了情操，又接受了艺术的熏陶。
2．系统特点：
数字化高品质的多通道硬盘自动播出系统：一台PC主机同时对多个功能区域播出不同的数字节目，兼容WAV、MP3、Media等不同格式同时输出，彻底抛弃了传统的模拟节目源（卡座、VCD等），使监狱广播节目音质发生了质的飞跃。同时可实现手动、自动定时播放，监狱可将监狱歌曲、广播体操、眼保健操等常用曲目存储在硬盘上，实现全自动非线性播出。
独特的频分复用技术与多频点可寻址编码音箱：闭路电视信号、SCA编码控制信号采用同一根同轴电缆共缆传输，实现智能广播“一线通”。安装方便，使用简单，对已有闭路电视系统的监狱不用重新布线。HX-5000SCA智能可寻址编码控制器及控制软件，最多可实现1024分区（分点）控制。通过对主控计算机的操作，可控制全狱范围内的各区域广播控制，对全狱进行分区、定点、手动或自动寻址广播，定时播放。
良好的开放性与可扩展性：系统具有良好的开放性和灵活的可扩展性，在系统分配网络可增设信号出口，根据具体的情况任意添加音箱。也可采用我公司生产的专用调频收扩机将音频信号单独放大，再送入专用定压音箱。
可设置操场插播控制室，方便操场集体活动广播。
较高的稳定性与可靠性：采用RF弱信号传输方式，极大地提高了系统的可靠性，系统传输网络中无功率信号，单只音箱的故障不影响系统工作，整机在没有信号的情况下自动处于关闭状态，待有启动信号或接收到开机指令后音箱自动启动，无需人员的控制。
七、系统设备介绍
设备介绍部分将分为广播前端部分、传输部分和广播接收部分来介绍。
（一）广播前端信号源
HX-8100数字硬盘多路播出主机：
19”5U标准工控机箱，机架式安装
高可靠性冗余电源设计，自动唤醒开机，软件自动关机，自动执行广播任务
内置超大容量监狱广播曲目库
HX-5000SCA可寻址编码控制器及控制软件
1、HX-5000SCA可寻址编码控制器：
RS-232接口，方便连接。
将电脑输出的数字编辑信号直接调制成调频载波。
可与CATV网直接混合、或与发射机直接连接。
最大输出平达115dBu。
面板载波频率直接显示，载波频率连续可调。
与控制软件配合实现对终端音箱的自动/手动控制
2、HX-5000SCA可寻址编码控制软件
①概述
HX-5000数字化可寻址监狱智能广播系统是北京恒星科通科技发展有限公司针对大中小型监狱的一套广播应用软件，系统包括了广播曲目的增加．删除、编辑和试听。广播曲目的自动播放，多达1024个分区控制，可实现全自动定时播放、自动开关机、自动分区分组播放，特别适合监狱广播智能化自动化的发展需求。本软件可广泛应用于监狱早晚轻音乐、监狱管理信息、组织活动、新闻广播等音频节目的背景音乐自动播放。
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曲目库介绍
公司在预装HX-5000数字化监狱广播系统同时，已为客户免费赠送2000余首曲目、7.6GB的监狱广播素材库，内置了音乐铃声、普通礼仪曲、中国民乐、西洋乐曲、世界名曲、文学欣赏、最新华语144首mp3歌曲等常用素材，基本是以MP3、WAV数字格式保存，按曲目类型进行分类，十分适合监狱智能广播检索调用与自动播放。
④本软件特点：
系统软件采用VC软件编写，界面友好，人性化设计；
系统界面显示时间、日期、星期均是自动时钟，无需设置，可按“一般 作日”或“星期一”至“星期日”设置不同的播放工作表，操作简洁明了；
系统支持自动关机功能，可用CMOS设置自动开机，每天计算机自动开启/关闭播放，设好播放列表，无须管理人员来启动/关闭设备、播放音频文件。
本软件与HX-50000 SCA编码控制器有机结合可以对音箱进行任意组合和分区，通过软件自动或手动进行控制，适应监狱自动播放和即时播放的要求。
（二）广播传输部分
共缆传输方式：系统采用监狱原有有线电视同轴电缆共缆传输方式进行信号传输。电视、广播、寻址控制信号“一线通”,只需在原监狱闭路电视基础上进行改造，无需重新布线。
FM1500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监狱、乡镇、监狱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的高品质调制设备。本调制器能将音频信号调制成调频载波信号，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。广泛适用于监狱调频智能广播、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
（三）广播接收部分
室内FM30B-5W1F调频音箱
晶振稳频，真正点频接收，绝无频漂；
专业人声处理模块，使人声更清晰，适合外语教学使用；
采用全密封精密高档电位器控制音量，可靠性更高；
特殊变压器设计，宽电压范围，待机电流小，抗过压能力强；
独特三点频设计，可同时接收三套节目，可选择收听；
可接收寻址控制，智能开关音箱。
室内FM30B-5W1F调频音箱
调频音箱（柱）是调频共缆传输系统的终端设备。它的性能直接影响到整个系统的正常运行。由于普通调频音箱存在着诸多问题:如频率漂移,镜像干扰,静噪不灵等，用户在使用中深感不便,从而阻碍了调频共缆传输系统的普及和发展。
我公司针对这些不足之处,以全新的思路解决了这些弊端,我们采用了特制晶振作为本振电路,由于石英晶体稳定度很高,因而不再存在频率漂移问题,该调频音柱能够在-30℃—+70℃温度范围内正常工作而不会出现频漂或停振现象。同时我们在电路上采取了许多特殊的技术,使得自动开关机非常可靠,电压适应范围很广。
该系列调频音柱为野外防雨型，采用铝合金材料，一次成外表涂覆防雨玻璃纤维层，正面采用防水网布，外罩防雨金属网罩，确保室外使用。 该系列音柱外观豪华，音质优美动听，非常适合广大城镇，农村，监狱作为室外放声设备使用。
FM3210
调频接收控制器
概述：FM3210
点频接收多功能控制器采用晶振稳频技术，结合SONY最新解调IC，具有频率稳定度高，音频指标佳，操作方便等优点。可广泛适用于监狱广播室，解调来自广播室的调频信号。
本机具有自动开关机输出控制功能，能自动或手动输出电源控制信号，供调制器或功放使用。
本机具有三路调音功能，可兼作话筒或线路前置放大器。
本机采用19英寸标准机箱，1U高度，带收音监听功能。
