專利名稱：集成數字廣播的中控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及中央控制系統，具體地說，集校園廣播系統、校園多媒體中控系統以及校園局域網應用技術于一體的一種集成數字廣播的中控系統。
背景技術：
隨著電子教學以及網絡技術的大力推廣與日益普及，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、視頻展示臺、音響等。為了使各種復雜的 多媒體設備的操作變得簡單化、智能化，現有通行的做法是采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，老師可以通過該系統實現話筒輸 入功能與電腦音頻資料播放功能之間的適時切換，中國實用新型專利ZL200520015947. 6 《多媒體講臺的控制系統》所公開的技術方案中，就是適用于集中管理教室的多媒體講臺的 中控系統。并且，隨著網絡技術的發展，各個廠家的中控設備中也加入了網絡功能，各個教 室的中控設備通過網絡構成了一套中控系統。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，實現對普通教室的網絡化管理也為其他功能系統的應 用提供了空間，譬如校園廣播系統。校園廣播系統也是學校必備的系統之一。傳統的校園模擬廣播需要架設專門的 廣播線路，并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，容易受到外部信號的干擾；而架設專 門的廣播線路，不僅成本高，還影響了校園的美觀，尤其存在系統擴展性差、聲音信號難以 做到高保真等缺點或不足。于是，為了解決模擬廣播所存在的上述問題，利用TCP/IP網絡 技術，將音頻信號以IP包協議形式在網絡上進行傳送的技術逐漸發展起來。中國發明專利 ZL200510061596. 7《交互式網絡語音廣播系統》所公開的技術方案中，所述的數字廣播就是 利用TCP/IP網絡技術將MP3格式的音頻數據流發送出來，然后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，然后送入功放進行功率放大，再送 入音箱播放即可實現。現有教室中普遍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，音頻解碼器和網絡中控 需要各自分配IP地址，也造成網絡資源的浪費。
發明內容本實用新型要解決的技術問題在于提供一種集成數字廣播的中控系統，將校園數 字廣播系統或傳統的模擬廣播系統與校園多媒體中控系統集成于一體，以降低建設成本， 提高技術含量，增強使用的可靠性、方便性、實用性，實現校園數字化、網絡化、智能化的集 中統一管理功能。[0006]本實用新型的技術問題是按如下技術方案實現的構造一種集成數字廣播的中控 系統，其特征在于，包括遠程控制臺、校園局域網，以及基于該校園局域網而互聯的若干多 媒體教室及若干播放節點，其中，所述多媒體教室至少包括集成廣播接收功能的中控設備， 而所述播放節點至少包括實時語音播放設備，并且，所述遠程控制臺、中控設備以及實時語 音播放設備優選太網口接入所述校園局域網。當然，所述多媒體教室也是廣播接收節點，還 至少包括連接所述中控設備的音箱，而所述播放節點也至少包括連接所述實時語音播放設 備的麥克風及調音臺。按照本實用新型提供的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，中控設備可部署 在多媒體教室內，該設備采用ARM9嵌入式CPU，并運行Iinux操作系統。所述中控設備包括 CPU及其連接的電源控制模塊、控制面板、視頻切換矩陣以及音頻切換矩陣，還包括連接所 述視頻切換矩陣以及音頻切換矩陣的終端設備，如電腦、數字展臺、筆記本、投影儀等各種 多媒體設備，其中，該終端設備包括連接所述音頻切換矩陣的功放及音箱。當然，在具體實 施時，也包括連接CPU的聲卡及網卡。還包括接入所述中控設備的模擬廣播，并在所述中控 設備與模擬廣播之間設置有模擬廣播信號檢測電路，用于檢測模擬廣播接口是否有輸入。按照本實用新型提供的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，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。按照本實用新型提供的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，該系統可以直接 從網絡上接收音頻流然后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。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。由于 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。由于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。為了兼容傳統的模擬廣播，本實用新型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。按照本實用新型提供的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，遠程控制臺包括 運行在Windows XP系統上的服務器軟件。其主要功能為音頻媒體文件的管理；對廣播接 收節點進行分區；對中控設備的狀態監視和遠程控制；設置廣播的播放列表，廣播的接收 分區，廣播的播放時間；檢測自動廣播的定時設置，在設定的時間內自動啟動廣播，然后以 組播的形式發送音頻流數據至廣播接收節點；控制和維護系統內所有廣播會話的狀態。實現本實用新型的一種集成數字廣播的中控系統，具有如下優點實現了校園數 字廣播系統與校園局域網多媒體中控系統的集成，同時也兼容傳統的模擬廣播系統，節省 了多媒體教學系統的建設成本，該系統管理以及維護簡單，集成的數字廣播相對于模擬廣 播來說具有擴展性。本實用新型增強了系統功能，實用性強，適用范圍廣，操作簡單、方便， 可靠性好，使用效果理想，技術含量高，并具有很大的市場潛力。
圖1為本實用新型系統的中控設備的系統結構方框圖；圖2為本實用新型系統的廣播處理命令的流程圖；圖3為本實用新型系統的系統結構方框圖。
具體實施方式
如圖1所示的一種集成數字廣播的中控系統，包括遠程控制臺、校園局域網，以及 基于該校園局域網而互聯的若干多媒體教室及若干播放節點，在具體實施時，不局限于如 圖1所示的兩間多媒體教室或兩個播放節點，并且，多媒體教室也充當了廣播接收節點。其 中，多媒體教室包括集成廣播接收功能的中控設備以及連接的音箱、投影設備、電腦、筆記 本以及展臺等設備，而播放節點包括實時語音播放設備及其連接的麥克風及調音臺等設 備，參考如圖1所示的方框圖。并且，遠程控制臺、中控設備以及實時語音播放設備通 過太 網口接入校園局域網。在附圖中所標注的“局域網”即說明書中所述的校園局域網，“MIC”即說明書中所 述的麥克風，“PC”即說明書中所述的電腦，“展臺”即說明書中所述的數字展臺，“功放”即 說明書中所述的功率放大器，“Ac”即說明書中所述的電源；而說明書中所述的筆記本即筆 記本電腦或手提電腦的簡稱。本實用新型的一種集成數字廣播的中控系統，在具體實施時，參考圖2所示，描述 了中控設備廣播命令的流程，具體如下當中控設備接收到廣播開始命令后，將打開音頻流的接收端口，然后實時地將接 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于接收廣播音頻流的組播地址和端口。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端口接收音頻流 數據。在本系統中，音頻流采用vorbis編碼進行壓縮。音頻解碼線程將從網絡上接收到的 vorbis壓縮數據解壓成PCM格式的音頻數據，然后送入聲卡進行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。若中控設 備處于關機狀態，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。參考如圖3所示，中控設備可單獨作為中控使用通過視頻切換矩陣和音頻切換 矩陣接入電腦，數字展臺，筆記本等各種多媒體設備的音視頻信號。并根據控制單元的指 令，選擇所需的輸入源輸出到擴音設備和投影儀上。電源控制模塊接收控制單元的指令，可 對教室里電腦、投影儀及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。處理單元CPU接收控制面板的控制指令或來自網絡接口的遠程控制指令， 實現對各種教學設備的開啟和關閉，并進行音視頻信號的切換。同時，該設備也將通過網絡 接口可將教室內各種設備的狀態發送至遠程控制臺，以便進行遠程監視。模擬廣播信號檢 測電路用于檢測模擬廣播接口是否有輸入。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。若中控設備處于關機狀態，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。中控設備集成功率放大器，以降低多媒體教室的建設成本，減少連線的復雜度。本實用新型的一種集成數字廣播的中控系統，遠程控制臺用于監控系統中所有設 備的狀態，同時還負責管理和維護所有廣播會話的狀態。廣播會話建立后，遠程控制臺將自 動為此會話分配會話ID，用于音頻流傳送的組播地址和端口，并將會話ID，組播地址和端 口通過廣播開始命令發送給中控設備。 遠程控制臺可對數字廣播的接收節點進行分區。一條廣播會話可有一個或多個分 區構成。廣播會話開始后，遠程控制臺將根據會話中的接收分區和分區成員來確定所有需 要接收此會話的中控設備，然后采用UDP單播的方式發送廣播開始命令來通知中控設備接 收廣播。中控設備定時給遠程控制臺發送保活報文。報文中將含有此設備的廣播狀態。遠 程控制臺會檢測此狀態是否正確，若不正確，將觸發控制臺重新發送命令糾正此設備的狀 態。從而增加了系統的穩定性和可靠性。每個廣播會話具有不同的優先級設置，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，則遠程控制臺將通知該設備進入最高優先級的會話。遠程控制臺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，然后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。該數據幀包含采用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，并且可單 獨解碼。因此，較其它網絡廣播系統具有更強的容錯性。本實用新型的集成數字廣播的中控系統，中控設備采用軟件實現音頻解碼器，可 以實現數字廣播信號系統的信號接收。中控設備是多媒體教室的中樞，可接入電腦，筆記 本，數字展臺等多媒體教學設備，具有以下特點電腦、筆記本和數字展臺3個視頻輸入口， 和一個投影儀視頻輸出口 ；具有電腦，筆記本，擴展音頻和模擬廣播4個音頻輸入口 ；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；由軟件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；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臺。本實用新型的集成數字廣播的中控系統，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。用于接入麥克風的實時語音或其它的模擬音源(調音 臺，CD或卡座)。實時語音播放設備帶有控制面板，用戶可通過控制面板發起一個廣播會話 請求。控制臺響應此請求，并建立廣播會話后，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。實時語音播放設備在收到廣播開始會話命令后，開始對麥克風或 者模擬音源進行采樣，然后每隔23ms將采集到的PCM語音數據壓縮成Vorbis格式，并轉換 成數字廣播音頻流的數據幀，且發送至廣播開始命令指定的組播地址和端口。本實用新型系統集成了網絡中控系統和數字廣播系統，由于中控設備具備了廣播 音頻解碼能力，從而在多媒體教室的建設過程中，無須安裝單獨的數字廣播解碼設備。同 時，實現了多媒體教學設備和廣播共用同一套放音設備，大大節省了多媒體教學系統的建 設成本。另外，由于是同一套系統，廣播和中控之間聯動和配合也被有效的解決了，對系統的管理和維護也由此變得簡單。即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。相對于模擬廣播來說，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網絡的地方。
權利要求一種集成數字廣播的中控系統，其特征在于，包括遠程控制臺、校園局域網，以及基于該校園局域網而互聯的若干多媒體教室及若干播放節點，其中，所述多媒體教室至少包括集成廣播接收功能的中控設備，而所述播放節點至少包括實時語音播放設備，并且，所述遠程控制臺、中控設備以及實時語音播放設備接入所述校園局域網。
2.根據權利要求1所述的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，所述多媒體教室還 包括連接所述中控設備的音箱。
3.根據權利要求1所述的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，所述播放節點還包 括連接所述實時語音播放設備的麥克風及調音臺。
4.根據權利要求1所述的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，所述中控設備包括 CPU及其連接的電源控制模塊、控制面板、視頻切換矩陣以及音頻切換矩陣，還包括連接所 述視頻切換矩陣以及音頻切換矩陣的終端設備，其中，該終端設備包括連接所述音頻切換 矩陣的功放及音箱。
5.根據權利要求1所述的集成數字廣播的中控系統，其特征在于，還包括接入所述中 控設備的模擬廣播，并在所述中控設備與模擬廣播之間設置有模擬廣播信號檢測電路。
專利摘要本實用新型涉及一種集成數字廣播的中控系統，將校園數字廣播系統或傳統的模擬廣播系統與校園多媒體中控系統集成于一體，以降低建設成本，提高技術含量，增強使用的可靠性、方便性、實用性，實現校園數字化、網絡化、智能化的集中統一管理功能，其特征在于，包括遠程控制臺、校園局域網，以及基于該校園局域網而互聯的若干多媒體教室及若干播放節點，其中，所述多媒體教室至少包括集成廣播接收功能的中控設備，而所述播放節點至少包括實時語音播放設備，并且，所述遠程控制臺、中控設備以及實時語音播放設備接入所述校園局域網。本實用新型增強了中控系統的系統功能，智能化程度高，可靠性好，使用效果理想，并且，還具有很大的市場潛力。
文檔編號H04L12/18GK201557122SQ200920205909
公開日2010年8月18日 申請日期2009年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者湛輝來, 白忠林 申請人:湛輝來;白忠林