具有防非功能的农村智能广播系统.docx

具有防非功能的农村智能广播系统.docx

《具有防非功能的农村智能广播系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有防非功能的农村智能广播系统.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

具有防非功能的农村智能广播系统

具有“防非”功能的农村智能广播系统

设

计

方

案

一、共缆传输两级智能可寻址调频广播系统功能介绍

近几年，各地有线电视台利用有线电视网传输各级广播电台节目，使广播节目的传输质量和覆盖率大大提高。

这种传统的调频传输模式，一是需要用户增加调频接收设备，只能提供个体收听；二是不适应我国现行行政区划体制，政府政令不能很好得在乡（镇）、村得到传达，同时失去了乡、镇广播电视站和村广播室的作用；三是遇到突发事件和自然灾害，起不到预警、疏导和指挥作用；四是抗干扰性能差，较容易出现误播、盗播、“半夜鸡叫”、安全播出事故等现象。

我们设计并实施的《共缆传输两级智能可寻址调频广播系统》是在县有线电视台前端加入调频广播信号并和电视信号共网传输的基础上，在乡（镇）广播电视站和村广播室增加了主控计算机、调频接收控制设备、调频调制设备和SCA可寻址控制编码设备，利用SCA副信道传输编码控制信号和加密条件码。

智能可寻址广播系统的寻址控制功能是通过计主控算机与控制软件实现的。

系统终端单片机接收前端指令并控制调频接收模块、数据解调模块、功率放大模块三部分，使系统终端得以正常工作。

系统终端是有源的，不受距离限制,通过前端主控计算机界面，可以远程控制任意一个、几个或全部广播终端的开启和播放，可有效防止干扰及非法信号插播，极大降低政府机关在运行过程中的风险、使得使用维护单位工作量大大降低。

二、系统设计思想及系统构架

（一）基本情况和技术要求

1、建平县基本情况介绍

建平县位于辽宁西部，全县总面积4865平方公里，下辖27个乡镇、5个街道办事处，全县总人口60万。

建平县地处多山丘陵地区，南北狭长，东西方向相对较窄，西邻河北、内蒙两省。

农村广播系统如果采用无线调频覆盖方式，面临覆盖面积广、信号遭遮挡、干扰频率多等难题，实现信号无盲区、高质量覆盖有很大难度。

鉴于目前建平县有线电视网络已经覆盖了95%的行政区域，所以采用共缆传输广播节目的方案，无疑是一种最佳选择。

根据县委、县政府提出的“村村通、村村响”要求，结合我县光网已经覆盖了全县所有乡镇和95%以上村民组的实际情况，设计了共缆传输两级智能可寻址调频广播系统。

2、建设“村村响”农村广播系统必要性

建平县在新农村建设中，把发展农村广播作为一项重要的内容，要求全县各乡、镇、村安装农村调频广播系统。

通过该系统，解决了农民听广播难问题，丰富了农民精神文化生活，极大地提高了广大农村地区的信息化水平。

 县广播电台信号源——乡、镇广播电视站——行政村广播室采用有线电视系统的HFC网络进行传输，实现“广播+电视共缆传输”。

整个系统采用可寻址数字编码和加扰技术，解决了信号的防盗播和防插播问题，充分发挥了乡镇广播电视站和村广播室作用，实现了农村广播的传输网络化、播控自动化、管理智能化。

（二）系统物理结构

整个系统物理结构参照图一，共缆传输两级智能可寻址调频广播系统框图。

系统的信号源取自县广播电台，同时整个系统的播控中心也设置在那里。

播控中心输出的信号同步送入无线调频转播台和我台前端，本台不再单设播控系统，便于电台播控中心统一管理与控制，减少了中间环节。

县电台音频信号直接送入前端调频调制器调制成FM调频载波信号，与有线电视信号混合后经射频光发射机进行传输，通过HFC网络传输到各乡、镇村。

以乡、镇广播电视站为单位搭建播控平台，产生SCA可寻址数字编码信号，实现对所辖行政村的可寻址终端控制，再由行政村控制每个村民组收扩机。

这样，就形成了共缆传输可寻址两级调频广播系统。

（三）系统乡镇村物理结构

乡、镇村物理结构参照图二，共缆传输两级智能可寻址调频广播系统框图。

县级有线电视+FM信号到乡、镇广播电视站要经过一次光电转换，乡、镇广播电视站设二级广播控制中心，可以对村级广播室设备及终端设备进行远程控制，中心由主控计算机（内置HX-6000可寻址智能广播系统）、SCA可寻址控制编码器、调频调制器、模拟节目源（DVD、调频接收控制器、播音话筒）、调音台、广播操作台等组成。

“模拟+数字”音源的播放设计，使音源选择范围更为广泛。

主控计算机内置HX-6000可寻址智能广播软件，具有年、月、日、周播放设置，定时定点自动或手动播放、任意分区编组、自动开关机、紧急广播等功能，能够满足应急指挥和多重播放功能。

村广播室采用二次差频转播的模式对自然村进行广播，村广播室设计SCA可寻址编码控制器和调频调制器对自然村终端进行播音与控制。

村级多功能调频调制器同时具有本地音频输入和播控状态切换两种功能。

本系统设计村级具有优先权，当村级有应急情况时，可进行本地广播与控制；当村级播控任务完成后系统可自动恢复到上一级播控任务中。

系统终端采用FM70-50W室外SCA调频收扩机，设备是室外防雨铝合金一体化结构，集成调频接收模块、数据解调模块、功率放大模块，直接驱动高音喇叭，该设备就地220V供电，也可采用太阳能方式供电。

室外调频收扩机受前端可寻址控制开关与播放，抗干扰能力强，待机电流小。

室外调频收扩机内部做了很好的防护处理，具有防雨、防风、防潮、防尘、防霉等特点，是系统广播终端很好的选择。

三、系统软件和操作

（一）系统HX-6000可寻址控制软件基本功能介绍

系统应用的软件定名为：

HX-6000数字多路智能广播系统软件，是系统的核心软件。

该软件是我台和北京一家公司联合研发的，集广播、编辑、控制、管理等功能为一体的一种智能广播软件。

该软件具有终端地址和接收频道初始化，远程控制终端频率和音量，任意分区编组，多路播放，紧急广播，外设电源定时开关，数据库备份还原，自动执行播放任务、自动开关机等多种功能，适合现代多个受众体的智能广播软件。

该软件还可应用于旅游景区、工矿企业、部队、机关、小区等场所的背景音乐自动播放、外语教学、音乐提醒、多种行政管理、园区广播等管理活动。

HX-6000可寻址控制软件的曲目库较大，在完成多路智能广播系统的同时，预置2000余首曲目，7.6G的广播素材库。

曲目库包括音乐铃声、各种礼仪曲、中国民乐、西洋乐曲、世界名曲、文学欣赏、流行歌曲等常用素材，并以MP3、WAV等数字格式保存，按曲目类型进行分类，非常适合不同场合的智能广播检索调用与自动播放。

软件只需按照正常操作步骤，很容易实现在主控计算机上装卸。

（二）HX-6000可寻址控制软件主界面介绍

系统软件采用VC.NET软件编写，界面友好，人性化设计。

共设标题栏、菜单栏、工具栏、显示区、状态栏五部分。

1、标题栏：

菜单栏包括管理（M）、操作（O）、工具（T）、播放器控制（E）、系统（S）、数据库（D）、帮助（H）七个下拉菜单。

2、菜单栏

【管理】菜单包括＂终端管理＂、＂分区管理＂、＂主控管理＂、＂播音任务管理＂、＂频道管理＂、＂播放器管理＂和＂退出＂选项，主要用于终端接收设备设置、多路播放引擎和相应外设控制参数的初始化和设置。

【操作】菜单包括＂设备控制＂、＂音乐试听＂、＂紧急插播＂、＂切换用户＂和＂锁定＂系统选项，主要用于终端设备状态的远程控制与设置、播放曲目试听、紧急广播、软件操作功能保护和操作权限切换的操作。

【工具】菜单包括＂录音机＂、＂调用音频编辑工具＂和＂设备调试工具＂选项，通过该对其中选项的操作可实现对操作系统自带录音工具、音频录入或编辑工具和系统初始化调试工具的调用。

【播放器控制】菜单包括＂打开所有播放器定时启动＂、＂关闭所有播放器定时启动＂及单个播放器打开或关闭的选择，用于控制播放器的播放方式。

【系统】菜单包括＂用户管理＂、＂系统设置＂和＂修改密码＂选项，用于系统操作权限设定、系统运行基本参数设定和安全密码的更改。

【数据库】菜单包括＂数据库备份＂和＂数据库还原＂选项，可将系统设置、播放任务等数据存储，或调用已经存储的数据文件。

【帮助】菜单包括＂帮助文件＂和＂关于＂选项，内含软件操作的简要说明和系统版权及版本的基本信息。

3、工具栏：

工具栏包括终端管理、分区管理、任务管理、终端控制、录音机、音频编辑、切换用户、紧急插播、帮助文件、时钟显示、晴雨选择、紧急插播和监控通道按钮或文本框。

【终端管理】可添加、修改、删除终端设备，并可对终端设备的编号、名称和地址进行设置。

【分区管理】可对终端接听设备进行任意分区编组，将一个或多个终端设备以组或区的形式进行划分命名，这样便于日常工作管理操作。

【任务管理】设置添加、删除自动播放任务。

如添加曲目、播放时间、循环方式、播放区域等内容。

【终端控制】为单独或全部开启终端设备电源控制，方便日常操作需要临时进行广播和测试使用。

【录音机】此按钮可以调用Windows系统录音程序。

【音频编辑】调用其它音频录入或编辑程序。

【切换用户】更改使用本软件的权限，以不同的用户登陆操作。

【紧急插播】此任务用于快速启动全部广播系统，如有紧急任务的情况或需即时播放时，无须进行其它设置操作，可立即启动打开所有终端设备。

紧急广播具有优先功能，在自动广播任务执行时终止自动广播任务，紧急广播结束后恢复正常广播。

【帮助文件】操作软件的帮助信息说明文件，如想深入了解软件具体操作及功能请使用帮助文件。

【时钟显示】文本框显示当前年、月、日，星期，时、分、秒。

【晴】选择晴/雨天，确定是否跳过雨天执行的播放任务。

【监控通道】监控各播放器音频输出的当前工作状态显示。

4、显示区：

显示区由三个模块构成

模块一位于软件主界面上方：

在【播放器选择】下拉列表选择需要显示的播放器名称，右侧显示当前状态下播放器的启动方式。

【播放进度】进度条显示当前曲目的播放进度。

模块二位于软件主界面左侧：

显示当前播放器当天所有播放任务信息，包括任务名称、开始时间、结束时间、播放区域、播放频道、播放终端等信息。

模块三位于软件主界面右侧：

显示当前播放器当前任务的具体信息，包括播放时间、播放分区、播放终端、播放节目等。

并可执行对当前播放任务进行暂停、播放和跳过的操作。

5、状态栏：

状态栏为HX-6000数字多路智能广播系统软件工作状态显示栏，主要显示当前播任务/系统串口使用/自动关机等系统设置信息，操作人员可以通过此状态栏直观准确的判断软件是否处于正常工作状态。

（三）具体操作实例

1、终端管理

点击“菜单中”的“终端管理”或工具栏【终端管理】按钮弹出“终端管理”在此窗口可执行对终端添加、修改和删除的操作。

点击【添加终端】弹出＂终端信息＂窗口，设置终端名称和终端地址，点【确认】完成终端添加。

点击【修改终端】弹出“修改终端信息”窗口，设置修改信息后，点【确认】完成终端信息修改。

选中删除终端，点击【删除终端】，完成对终端的删除操作。

2、分区管理

点击菜单“管理”中的“分区管理”或工具栏的【分区管理】按钮弹出“分区管理”窗口，在此窗口可执行对终端/分区添加、修改和删除的操作。

点击【终端管理】弹出“终端管理”信息窗口，在此可以对终端设备的地址、名称、音箱位置进行编辑/修改/添加/删除的操作，增加终端将地址及名称输入好后，点【确认】即可完成该操作。

点击【添加分区】弹出“分区信息”窗口，设置分区名称和终端，点【确认】完成分区添加。

点击【修改分区】弹出“修改分区信息”窗口，设置修改信息后，点【确认】完成分区修改。

选中删除分区，点【删除分区】，完成对分区的删除操作。

3、任务管理

新增任务：

点击菜单“管理”中的“播音任务管理”或工具栏的【任务管理】按钮弹出“播音任务管理”窗口，在此窗口可执行对播放任务的添加、修改和删除的操作。

点击【新增任务】弹出“播音任务编辑”窗口，点击【添加文件】选择一个或多个音频文件，并输入该播放任务名称，选择是本地音源或外部音源，通常选择为本地音源。

选择是不是当天临时播放文件，选择播放时间、雨天是否播放、是否垫乐、是否锁定播放设备，选择循环播放模式和循环有效期，再选择播放分区或终端，即完成对播放任务的添加操作。

在通常情况下以上如“外部音源”“雨天播放”“是否垫乐”“是否锁定播放设备”均可不选，其余的选项为必须选择项。

编辑任务：

选中播音任务列表中的一个播放任务，双击打开编辑列表对话窗口，对其中的各项进行相应修改点【确定】即可。

删除任务：

选择所要删除的播放任务并点击【删除任务】选项完成对播放任务的删除操作。

导出：

点击【导出EXCEL】可将播放任务导出并以EXCEL格式存储。

4、终端控制

点击菜单操作的【设备控制】或工具栏的【终端控制】按钮，弹出“设备状态控制”窗口，通过此窗口可进行全部、单个分区、多个分区、单个终端、多个终端或上述选项任意组合终端的打开和关闭。

此操作一般为临时广播或测试终端设备时接通终端电源的操作。

5、切换用户

点击【切换用户】弹出“登录窗口”，输入用户名和密码，按【确定】完成用户登录切换。

6、紧急插播

紧急插播为临时进行手动广播比如播放通知、讲话、等操作，可通过紧急插播进行播放。

首先点击菜单“操作”中的“紧急插播”或工具栏的【紧急插播】按钮，弹出“紧急插播”窗口。

选择音源为本地文件还是外部音源，外部音源所指本计算机以外的设备播放的音频，本地文件为计算机硬盘上保存的音频文件。

选择好音频音频文件后，选择所要输出的播放器及分区和终端，点击【立即播放】即可暂时终止其他播放任务执行紧急播放，点击【暂停播放】可暂时停止执行紧急播放任务，点击【停止播放】可终止执行紧急播放任务，恢复正常广播播放状态。

7、频道管理

点击菜单“管理”的“频道管理”，弹出“频道管理”窗口，在此可对频道进行初始化设置，本处频道即为播放器播出节目频道，也是终端接收设备接收的频道，此频道根据调频调制器的频率设定。

此设置一般由系统调试人员初始化设置，为确保系统可靠稳定运行，请操作人员不要更改此设置，否则将会造成系统无法正常工作。

8、播放器管理

点击菜单“管理”中的“播放器管理”，弹出“播放器管理”窗口，选择播放器，输入播放器名称，选择启动方式为定时启动，选择播放器的输出声卡、及声道，选择第一频道，点击【应用】【确定】即将播放器管理初始化，点击【取消】即将未应用设置取消。

9、用户管理

点击菜单“系统”中的“用户管理”，弹出“用户管理”窗口，如图19所示。

点击【添加用户】按钮，弹出“用户信息窗口”，在相应文本框中填入或选择用户登录ID、用户密码、重复密码、用户姓名、用户权限、用户说明等各项信息，点击【确定】即完成对新用户的添加。

选择要修改的用户后，点击【修改用户】按钮，弹出要修改的“用户信息”窗口，在其中修改相应内容，点击【确定】完成对用户信息的修改，点击【取消】，使修改的信息无效。

选择要删除的用户，点击【删除用户】完成对用户的删除操作。

10、系统设置

点击菜单“系统”中的“系统设置”，弹出“系统设置”窗口。

【电脑启动时自动运行程序】选择此选项电脑启动时本广播程序自动加载并运行，不选择此项电脑启动时不启动该程序，若要启动程序需手动点击桌面或系统程序中广播软件快捷图标。

【程序启动时自动运行-初始化所有音量】选择此选项本广播程序启动时软件自动发出音量初始化代码，对所有接收终端的音量进行初始化设置，使终端接听音量统一为系统初始化值。

【程序关闭时自动关闭-关闭所有终端】选择此选项本广播程序退出（或关闭）时，自动关闭所有接收终端电源。

【允许自动关机】选择此选项【自动关机设置】有效，可根据设置定时或播放任务执行完毕自动关闭计算机，不选择此选项【自动关机设置】无效，不执行自动关机设置。

【系统初始化时默认音量大小】系统初始化终端设备音量值设置。

【系统自动锁定时间在没有操作后？

秒】设置自动锁定软件与没有操作的时间间隔。

【播音开始前？

秒打开音箱】设置播放器处于自动播放状态时，播放任务开始时间与开启播放终端的时间间隔。

【播音结束后？

秒关闭音箱】设置播放器处于自动播放状态时，播放任务结束时间与关闭播放终端的时间间隔。

【垫乐文件选择】指定垫乐文件。

垫乐指在播放器执行自动播放任务期间，当播放任务时间大于音频文件的时间时，此音频文件会自动添加并完成播放的音乐。

【音频编辑工具】设置此项，选择系统装配音频编辑工具可执行文件（*.exe），当点击主窗口工具栏【音频编辑】按钮时，可自动调用所选音频编辑工具，实现对音频进行录入、修饰、编辑、转换文件类型等操作。

【COM通讯设置】用于设置控制外设和接收终端的信号输出端口和数据传输速率。

通过在【COM口选择】中选择COM端口指定控制信号的输出端，在传输速率中指定速率，确定控制信号每秒钟传输数据的量值。

11、数据库备份和还原

点击菜单“数据库”中的“数据库备份”，弹出“另存为”窗口如图22所示，选择存储路径，输入备份数据库文件名称，点击【保存】即完成数据库的备份。

点击菜单“数据库”中“数据库还原”，弹出“请选择还原文件”窗口，选择数据库文件，点击【打开】即把数据库文件导入软件。

（四）SCA可寻址控制编码器

SCA可寻址控制编码器是该系统数据控制的核心设备，采用大量数字集成芯片、全数字电路标准。

数据调制采用“FSK”调制方式，编码数字信号工作频率大于300K；编码调制后的数据流在处理传输分配过程中不会产生失真和噪声积累，因此控制信号具有传输距离远和控制稳定等优点。

功能特点：

名称

SCA可寻址控制编码器

型号

HX-2500

调制方式

FSK

接口方式

RS-232/RS-485

输出接口

标准公制F座

传输速率

2400dB/s

载波频率

107.9MHz,

输出电平

95±5dB

载波带宽

5～300 KHz

电源工作电压

220V（50Hz）±10%

（五）FM1600调频调制器

FM1600微电脑控制数字频率合成调制器采用数字频率合成、载波频率PLL同步锁相技术，是有线电视系统共缆传送调频广播信号的高品质调制设备。

同时，可以应用于校园、小区、商场等多种场所。

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。

（六）室外调频收扩机

该系统采用型号为FM70-50W的调频收扩机，频率由用户自主指定，最大输出功率50W。

功能及结构:

内置单片机，接收前端指令并控制调频接收模块、数据解调模块、功率放大模块三部分，使扬声器工作，属室外型一体化机。

四、系统的创新性及关键技术

系统“防止非法插播”技术为我方首创，独特的模块化设计使终端设备大规模的应用在农村广播广播系统中。

“防止非法插播”技术是利用SCA副信道传输条件控制码，使终端能够识别条件码后才能正常工作的先进技术。

这种技术的核心是条件控制码的编码方式，采用的“翰明编码”、“正交编织”的独创技术，在67K副载波传输条件码数据时候是打乱正常编码规律、无序的进行数据排序，这样第三方破译工具或手段无法破译控制指令，违法反动分子无法盗用我系统为他所用，引发安全播出事故。

如果有强度很强的同频干扰信号干扰接收设备，终端设备会自动进入“静默”状态；当干扰信号消失后终端设备又会对干扰前状态进行扫描记忆，恢复到以前的正常工作状态。

广电系统是党的宣传喉舌，政府形象的窗口，如果受众面最广的CATV网络系统出现误播、盗播、非法插播的现象，党和政府的形象将会大打折扣，甚至出现极为严重的政治影响。

（一）可靠性与安全性

可靠性与安全性是系统设计的主要原则。

考虑广播作为大众媒体的特殊性，应具有较高的可靠性和安全性，系统设计时充分考虑到这些因素，运用频分复用原理，科学划分基带频谱，解决了这些问题。

见图三，调频基带频谱。

在调制前的基带信号部分包括了6个频率分量，0-15KHz是主伴音信号，18KHz为调频导频信号，38KHz的抑制载波调幅信号用于传输立体声节目的另一部分。

53KHz往上到100khz之间为原空闲频谱资源,RDS\SCA等信号就放在了这里。

SCA副载波信号的调制频偏只占主信号频偏的5%-10%，远小于主信号频偏，有效避免了SCA副载波信号对音频信号的干扰。

SCA防盗播技术特点：

调频发射端利用调频广播SCA副信道（67KHz）加载一个条件码信号（数字条件码由HX2500编码器产生），也就是说调频调制单元在调制L+R立体声的同时，对67KHz编码信号进行调制。

在调频接收端，接收芯片在解调出立体声音频信号的同时，解调出67KHz的SCA数字载波信号，送解码电路解码后，经CPU比较确认，条件码正确才会打开音频功放电路或音频输出电路，也就是说调频接收设备要正常工作，必须同时具备4个条件，即“调频载波+SCA副载波+正确的条件码+开关机指令”，只有这四个条件同时存在才可正常工作。

即使空间有同频信号或邻频干扰信号进来，接收设备在未接收到条件码的情况下就会自动关机，完全杜绝了系统被不法分子盗播或干扰后产生恶性安全事故。

同时可与现有线电视系统并网共用。

（二）成熟性与开放性

系统通过主控计算机主界面，可以完成多种功能控制，操作简单易学，属人性化设计。

同时采用成熟的有线电视平台进行传输，实现“广播+电视共缆光传输”的模式进行系统设计，CATV良好的开放性与成熟性，同时也保证了该系统的成熟稳定。

（三）扩容性与扩展性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的需求。

并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

（四）经济性与实用性

充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资、经济实用、我县平均27个乡镇每个乡镇投入资金15万全县就得投入资金405万/，在2010年11月份富山乡进行全乡反复试验到2011年4月份终于达到县委宣传部领导和乡领导使用性能和最低造价满意和认可。

并召开全县各乡镇领导现场会在2011年7月份26乡镇全面铺开。

面对全国各市县发展潜力较大、经济效相当可观。

五.系统运用

2010年上半年，我们运用该项目，开通了7个行政村五十五村民组，很受村民的欢迎，收到了理想的效果。

计划在2011年下半年，将在全县27个乡、镇全面铺开。

参考文献：

http//