文│ 上海金橋信息股份有限公司 黃 亮

全數(shù)字公共廣播系統(tǒng)在智能化大樓中的應(yīng)用

文│ 上海金橋信息股份有限公司 黃 亮

1 需求分析

隨著數(shù)字技術(shù)在各行各業(yè)的快速發(fā)展，智能化大樓弱電系統(tǒng)越來(lái)越趨向于數(shù)字化、總線化。采用數(shù)字化、總線化結(jié)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)強(qiáng)大的功能和簡(jiǎn)便應(yīng)用提供先決的技術(shù)條件。

公共廣播系統(tǒng)作為弱電系統(tǒng)的一部分，也同樣受到了數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步所帶來(lái)的改變。從最初的傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)到控制功能數(shù)字化再到基于綜合布線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一直到現(xiàn)在的音頻信號(hào)與控制信號(hào)均采用數(shù)字信號(hào)并在一條總線上傳輸?shù)目偩€式全數(shù)字公共廣播系統(tǒng)。公共廣播系統(tǒng)走過(guò)了從模擬到數(shù)字的技術(shù)發(fā)展之路，因此產(chǎn)生總線式全數(shù)字公共廣播系統(tǒng)是一種技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

Praesideo是全數(shù)字化公共廣播系統(tǒng)，它可以滿足專(zhuān)業(yè)用戶對(duì)公共廣播、緊急廣播系統(tǒng)的所有要求。該系統(tǒng)把創(chuàng)新、先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)帶入公共廣播市場(chǎng)，音頻信號(hào)和控制信號(hào)的處理和通信全部在數(shù)字領(lǐng)域進(jìn)行，數(shù)字信號(hào)的處理使音頻質(zhì)量大幅提高。Praesideo可用PC進(jìn)行設(shè)置，使安裝和調(diào)整參數(shù)的操作變得簡(jiǎn)單、方便。

2 Praesideo廣播系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 Praesideo兼?zhèn)渚o急和公共廣播功能

Praesideo兼?zhèn)涔矎V播和緊急廣播功能，但絕不是把兩個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單地拼湊在一起，這是一個(gè)可以自由設(shè)置的系統(tǒng)。Praesideo符合緊急音響廣播系統(tǒng)（包括聲訊報(bào)警和疏散）的主要標(biāo)準(zhǔn)，如從話筒的電容膜開(kāi)始到揚(yáng)聲器，全程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和規(guī)范的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。

2.2 智能公共廣播系統(tǒng)

Praesideo的主要特點(diǎn)包括：

（1）全數(shù)位的公共廣播系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)

采用光纖連接保證了信號(hào)的傳輸通暢，并使傳輸距離大大增加。

（2）網(wǎng)絡(luò)化為安裝帶來(lái)極大方便

Praesideo無(wú)須另外接線，從根本上消除了安裝的繁瑣；整個(gè)系統(tǒng)可通過(guò)PC進(jìn)行重置；通過(guò)TCP/IP還可以進(jìn)行遠(yuǎn)端存取。

（3）分散處理能力帶來(lái)的靈活性

實(shí)際上每個(gè)系統(tǒng)單元都有自己的數(shù)位信號(hào)處理器（DSP）。這種分散處理的結(jié)構(gòu)使每個(gè)單元都能根據(jù)所處的聲音環(huán)境和所需的功能進(jìn)行獨(dú)立優(yōu)化。

（4）其他增加的功能

◆ 聲訊報(bào)警；

◆預(yù)先錄制的聲音資訊和報(bào)警信號(hào)可在整個(gè)建筑物中選定的區(qū)域進(jìn)行廣播；

◆消防員呼叫站符合疏散要求；

◆持續(xù)的全系統(tǒng)自檢，使其時(shí)時(shí)處于戒備狀態(tài)，以應(yīng)對(duì)緊急情況的發(fā)生；

◆接受不同類(lèi)型數(shù)據(jù)源的輸入，如呼叫站、話筒、音樂(lè)源等；

◆提供多種輸出功能，可將資訊傳到單個(gè)或多個(gè)區(qū)域；

◆提供多樣化廣播，可以同時(shí)播放多達(dá)28個(gè)無(wú)壓縮的音頻信號(hào)；

◆結(jié)合常規(guī)公共廣播系統(tǒng)的所有功能，如優(yōu)先呼叫、鐘鳴和時(shí)間聲訊、重放預(yù)先錄音的資訊等。

2.3 數(shù)位化的優(yōu)勢(shì)

Praesideo的音頻處理、通信和控制功能全部在數(shù)位域進(jìn)行。

（1）高音質(zhì)

CD質(zhì)量的數(shù)位化音頻信號(hào)可以保證輸入系統(tǒng)的聲音和系統(tǒng)輸出的聲音一樣清晰。且可記錄和存儲(chǔ)大量不同長(zhǎng)度的語(yǔ)音或音頻信號(hào)（取決于快閃記憶體CF卡的容量）。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是數(shù)位錄音質(zhì)量有絕對(duì)保證。

（2）編程能力和可擴(kuò)容性

播出的資訊可通過(guò)任何呼叫站的鍵盤(pán)或控制器選擇輸入，系統(tǒng)可以全面設(shè)置，這樣便為區(qū)域的分配和數(shù)量設(shè)定、呼叫站、音頻的輸入和輸出、控制輸入和輸出以其他操作帶來(lái)巨大的靈活性。實(shí)際上每個(gè)系統(tǒng)單元（結(jié)點(diǎn)）都裝備了自己的數(shù)位信號(hào)處理和輸入觸點(diǎn)，所以系統(tǒng)有極強(qiáng)的可擴(kuò)容性。系統(tǒng)的數(shù)位信號(hào)處理能力擴(kuò)展了系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的能力，這樣可以根據(jù)需要量身定造系統(tǒng)，如此一來(lái)所節(jié)約的投資是非?？捎^的。

（3）光纖分配網(wǎng)絡(luò)提高信號(hào)完整性

采用光纖網(wǎng)絡(luò)在保證高穩(wěn)定性的同時(shí)避免干擾。根據(jù)傳送距離的不同，可以采用塑膠或玻璃光纜，所有音頻和控制信息都在同一根光纜上傳輸。

2.4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)勢(shì)

（1）自由選擇設(shè)備的位置

和傳統(tǒng)的公共廣播系統(tǒng)不同，Praesideo采用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而不是將系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備連接到中央控制器。這種架構(gòu)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)真正的自由，菊鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)布局決定了系統(tǒng)設(shè)備可以連接在網(wǎng)絡(luò)的任何位置。系統(tǒng)采用光纜連接，所有信號(hào)都在同一光纜中傳輸，不需要其他接線。系統(tǒng)具備強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，以適應(yīng)需求的變化。靈活的系統(tǒng)架構(gòu)允許其他設(shè)備放在建筑物中最合適的地方。

（2）可靠性

將網(wǎng)絡(luò)尾端連接可建立起一個(gè)冗余環(huán)路，這樣網(wǎng)絡(luò)光纜任何一點(diǎn)斷開(kāi)都不會(huì)影響操作，對(duì)于應(yīng)急系統(tǒng)而言，這一點(diǎn)是非常重要。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中的設(shè)備產(chǎn)生故障時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)完成向備份機(jī)的轉(zhuǎn)換。

（3）分散處理

這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的另一特點(diǎn)是，音頻信號(hào)輸入和輸出的處理均在各系統(tǒng)設(shè)備本身進(jìn)行。如此可帶來(lái)巨大的好處，因?yàn)楦飨到y(tǒng)設(shè)備可根據(jù)自己所處的聲學(xué)環(huán)境和功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。同時(shí)還可以使系統(tǒng)的中央設(shè)備，即網(wǎng)絡(luò)控制器集中處理其他任務(wù)，如廣播的路由、重放預(yù)先錄音的資訊等。

2.5 容易與外部設(shè)備連接

（1）容易與外部設(shè)備連接

Praesideo的先進(jìn)性不僅體現(xiàn)在自身的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它還具有以太網(wǎng)和RS232的介面，很容易與其他品牌和類(lèi)型的外部設(shè)備互連。火警遠(yuǎn)端自動(dòng)播音、旅客資訊顯示等系統(tǒng)都能與介面連接。

（2）遠(yuǎn)端設(shè)置和診斷

由于Praesideo采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，得到授權(quán)的使用者可以從任何地點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)端存取和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。網(wǎng)絡(luò)控制器有個(gè)內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可以方便、快捷地用PC對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置或重置。登錄網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)軟件對(duì)功能參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，而無(wú)須到設(shè)備端進(jìn)行調(diào)整，從而大幅度節(jié)約了安裝和調(diào)試的時(shí)間并對(duì)產(chǎn)生的問(wèn)題給予快速地反應(yīng)。

（3）容易使用

不僅使安裝和設(shè)置變得簡(jiǎn)單，各設(shè)備的操作也更加直接，如呼叫站和鍵盤(pán)的配合使用將豐富的功能和簡(jiǎn)便的操作融為一體。呼叫站具有“按下即講”的性能，鍵盤(pán)可預(yù)先設(shè)置，可單鍵啟動(dòng)。

2.6 適用于所有環(huán)境的系統(tǒng)

Praesideo的設(shè)計(jì)理念是簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這個(gè)理念具體體現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)量要盡量減少且各設(shè)備間的互連性要增強(qiáng)。在一個(gè)設(shè)備上結(jié)合多項(xiàng)功能就能使系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)量降到最少。

3 背景廣播設(shè)計(jì)概要

3.1 音源傳輸模式

音源傳輸模式分為遠(yuǎn)程和本地兩種。遠(yuǎn)程傳輸是指系統(tǒng)中的音源集中分配，即由總控制室集中播放。本地傳輸是指在各單體建筑物內(nèi)分別配置單獨(dú)的音源。

3.2 通信鏈路設(shè)計(jì)

Praesideo系統(tǒng)具有冗余與非冗余兩種通信鏈路結(jié)構(gòu)。冗余鏈路優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)中的任意一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障都不會(huì)影響其他設(shè)備的正常工作，系統(tǒng)可靠性極高。缺點(diǎn)是增加了系統(tǒng)的光纜長(zhǎng)度和布線成本。而非冗余鏈路的特點(diǎn)則與之相反。

3.3 揚(yáng)聲器選型

揚(yáng)聲器應(yīng)定壓式的、按播音區(qū)域的聲壓級(jí)要求、根據(jù)業(yè)主方使用要求及安裝環(huán)境條件、業(yè)主對(duì)揚(yáng)聲器的外觀要求來(lái)選擇。

3.4 各區(qū)域揚(yáng)聲器總功率確定

根據(jù)某區(qū)域的揚(yáng)聲器功率及布點(diǎn)情況，編制系統(tǒng)配置點(diǎn)表，確定某區(qū)域的揚(yáng)聲器總功率，以便選擇合適功率的放大器。注意：本系統(tǒng)功率放大器的單路功率最大為500W。若某個(gè)區(qū)域的功率超過(guò)此值，可以將該區(qū)域的揚(yáng)聲器接成2個(gè)或3個(gè)回路至功放。在對(duì)系統(tǒng)編程時(shí)，可以將不同功放的音頻輸出編成一個(gè)組，視為同一區(qū)域。

3.5 系統(tǒng)設(shè)備配置

（1）每個(gè)系統(tǒng)必須配一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)控制器。

（2）根據(jù)業(yè)主需求選擇音源及其數(shù)量。

（3）根據(jù)各區(qū)域的功率選擇合適的功率放大器型號(hào)和數(shù)量。

（4）根據(jù)業(yè)主需要配置備份功放。若主功率放大器發(fā)生故障，備用功率放大器可自動(dòng)接替工作。主功率放大器和備用功率放大器的配置比例根據(jù)安裝的具體需求而定。

（5）為避免功放至揚(yáng)聲器的線路過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致功率衰減，同時(shí)為節(jié)約布線成本，網(wǎng)絡(luò)控制器和功放宜分開(kāi)放置，即將功放設(shè)置到相應(yīng)的樓層中，但必須核算系統(tǒng)的光纜總長(zhǎng)度。

（6）單系統(tǒng)（指廣播系統(tǒng)只用一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)控制器）最大結(jié)點(diǎn)數(shù)為63，最大光纜長(zhǎng)度為2km，隨著設(shè)備數(shù)量（結(jié)點(diǎn)）的增加，最大長(zhǎng)度相應(yīng)縮短。

（7）當(dāng)系統(tǒng)的結(jié)點(diǎn)數(shù)或光纜長(zhǎng)度不能滿足需求時(shí)，可采用兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器構(gòu)成雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)。同時(shí)需配置傳送網(wǎng)絡(luò)音頻的設(shè)備LBB4404/00 CobraNet Interface。子系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信號(hào)和音頻信號(hào)傳輸。

（8）按業(yè)主要求配置呼叫站及鍵盤(pán)的數(shù)量和擺放位置。

（9）按需配置網(wǎng)絡(luò)分路器、光纖界面、揚(yáng)聲器、音量控制器和其他附件。

（10）與消防設(shè)計(jì)協(xié)商消防信號(hào)和本系統(tǒng)的配接點(diǎn)。

3.6 消防聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)

（1）為滿足廣播系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時(shí)自動(dòng)播放通知的需要，在網(wǎng)絡(luò)控制器內(nèi)插入數(shù)位音訊記憶體。網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)有一個(gè)快閃記憶體的插口，用戶可根據(jù)自己的需要來(lái)選擇快閃記憶體的容量。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器可以同時(shí)播出4個(gè)聲訊錄音，這些錄音信息可以由外部的定時(shí)器或控制觸點(diǎn)來(lái)觸發(fā)。接入系統(tǒng)后，由網(wǎng)絡(luò)控制器來(lái)進(jìn)行程式設(shè)定，完成對(duì)指定區(qū)域的緊急廣播。

（2）在正常情況下，廣播系統(tǒng)在公共部位播放背景音樂(lè)或工作性呼叫；當(dāng)發(fā)生緊急狀況時(shí)，可由系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)將特定區(qū)域的背景音樂(lè)強(qiáng)制切換為緊急廣播。

（3）根據(jù)業(yè)主需要，有的廣播區(qū)域需要臨時(shí)調(diào)節(jié)音量或關(guān)閉背景音樂(lè)。高級(jí)賓館的客房一般還應(yīng)安裝供賓客選擇不同音樂(lè)的音源選擇器，本系統(tǒng)可以使用音控器和音源選擇器。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)控制輸出觸點(diǎn)將節(jié)目源自動(dòng)切換到消防緊急廣播。

（4）當(dāng)系統(tǒng)處于無(wú)人值班的情況下，一旦接收到緊急報(bào)警信息，系統(tǒng)可以通過(guò)在數(shù)位音訊記憶體預(yù)先錄制的廣播信息，及時(shí)通知相關(guān)區(qū)域內(nèi)的所有人員，通過(guò)正確的引導(dǎo)程序，快速、安全地指揮所有人員安全撤離事故現(xiàn)場(chǎng)，來(lái)配合緊急報(bào)警作出應(yīng)急處理，大大加強(qiáng)了相關(guān)人員的安全自救能力。

3.7 音量控制方式的確定

Praesideo數(shù)字公共廣播系統(tǒng)的音量調(diào)節(jié)可通過(guò)軟件定義呼叫站的鍵盤(pán)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。它可以分別調(diào)節(jié)各個(gè)區(qū)域的音量，使之滿足特定區(qū)域?qū)σ袅康囊?。但是，它不能控制到某個(gè)特定的揚(yáng)聲器。

為應(yīng)對(duì)消防和緊急廣播的需要，一般音控器和功放之間的連接方式有三線制和四線制。三線式控制的優(yōu)點(diǎn)在于省掉DC 24V電源，不僅節(jié)約成本，而且布線方便美觀，系統(tǒng)可靠性高。四線制控制的特點(diǎn)在于音頻傳輸線和控制線獨(dú)立，當(dāng)系統(tǒng)局部區(qū)域（如客房）有音源選擇器時(shí)應(yīng)使用四線制。

3.8 音頻線的選材及最長(zhǎng)傳輸距離的確定

功放的功率輸出至揚(yáng)聲器的傳輸線宜選用雙絞線，不宜采用發(fā)燒線等雙線平行的線材。因?yàn)橐话銈鬏斁嚯x都較長(zhǎng)，采用平行線存在分布電容，容易產(chǎn)生干擾。

4 管理軟件

本系統(tǒng)中我們?yōu)橛脩裘赓M(fèi)提供某管理軟件，軟件的具體功能主要包括：配置軟件，出廠前已安裝在網(wǎng)絡(luò)控制器內(nèi)；診斷/記錄軟件，出廠前已安裝在網(wǎng)絡(luò)控制器內(nèi)；文件傳輸軟件由網(wǎng)絡(luò)控制器提供，待安裝在配置用的PC上。

4.1 配置軟件

配置軟件用于系統(tǒng)配置。除了文件傳送功能外，配置軟件安裝在網(wǎng)絡(luò)控制器上。任何安裝有IE5.0或以上版本的PC都能通過(guò)TCP/IP連接到網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)用配置和記錄功能，無(wú)需在PC上額外安裝特殊的軟件。系統(tǒng)也可以在沒(méi)有配置PC的情況下運(yùn)行。配置軟件只在安裝和改變已存在的系統(tǒng)配置時(shí)使用。

錯(cuò)誤查詢可通過(guò)“診斷和記錄軟件”來(lái)實(shí)現(xiàn)。配置軟件的設(shè)計(jì)使得第一次使用人也能得心應(yīng)手，配置軟件的幫助功能表便于用戶查找不同配置參數(shù)及處理的相關(guān)資訊。

4.2 診斷和記錄軟件

診斷和記錄軟件的主要功能是監(jiān)視和記錄公共廣播系統(tǒng)中所有單元的狀態(tài)。它記錄所有事件，如呼叫和系統(tǒng)單元的狀態(tài)變化，提供系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的顯示。將PC連接到裝有配置和診斷/記錄軟件的網(wǎng)絡(luò)控制器上，可以使用軟件的模組進(jìn)行即時(shí)記錄。

4.3 文件傳送軟件

文件傳送軟件的主要目的是將數(shù)據(jù)和音頻文件從PC傳送到網(wǎng)絡(luò)控制器。它具有以下功能：

◆使用權(quán)受使用者的身份認(rèn)證和口令保護(hù)；

◆把資訊編輯成組（多個(gè)WAV文件），資訊組可存儲(chǔ)在PC或傳送到網(wǎng)絡(luò)控制器；

◆將用離線方式設(shè)置的系統(tǒng)配置傳送到網(wǎng)絡(luò)控制器；

◆從網(wǎng)絡(luò)控制器下載配置文件；

◆從網(wǎng)絡(luò)控制器向PC下載記錄數(shù)據(jù)；這個(gè)文件可以通過(guò)微軟公司的辦公室軟件，如Word、Execl或Access進(jìn)行查看。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)智能化大樓的自動(dòng)化需求也就更高，消防法規(guī)亦更加強(qiáng)調(diào)預(yù)防火災(zāi)及災(zāi)害后的緊急救護(hù)措施。為使公共廣播系統(tǒng)跟上時(shí)代并符合法律法規(guī)的要求，改進(jìn)傳統(tǒng)公共廣播系統(tǒng)體積龐大、配線復(fù)雜和長(zhǎng)時(shí)間維修的缺陷，采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的廣播系統(tǒng)已是未來(lái)廣播整合的必然趨勢(shì)。