某中学标准化考场数字广播工程项目

　　项目概述

　　项目概况

　　本次项目配置为某中学标准化考场 24间教室，听力广播备份系统方案。

　　项目需求

　　学校的公共广播主要作用是满足学校上下课铃声播放、多媒体教学、以及课余时间播放校园节目，丰富学生课外活动。同时满足教学楼教室内中、高考时英语听力考试要求，具体需求如下：

　　背景音乐播放，上下课打铃

　　可通过系统设置实现不同时间播放不同的上下课音乐打铃，让学生在课间不同的区域听到轻松的音乐，不仅可以放松紧张的情绪，并可陶冶情操，使学生德、智、体全面发展，大大丰富学生校园文化生活。满足校园日常广播和上下课铃声。

　　点对点广播播放功能

　　每个教室安装一套壁挂式终端，每个教室可以单独播放本地的音源，本地讲话，各个教室之间互不干扰。

　　教室终端备份功能

　　教室壁挂式终端，带有定压备份功能，一旦出现断电或者断网的时候，瞬间转为模拟广播系统的定压输出，定压信号输出到每个教室的壁挂式终端，保证英语听力考试以及教学的正常运行。满足英语听力考试需求，需要做备份方案。

　　能与消防进行联动报警。

　　整体设计

　　设计原则

　　从投资合理、外观美观、设计规范的思想出发，日常广播和紧急广播二个系统的设计，在功能上互相独立，在设备及器材上有机结合。根据规范要求，紧急广播的控制具有最高优先权，并采用智能的联动和自动火灾报警广播方案。

　　实用性：系统设备立足于用户对整个系统的具体需求，最大限度地发挥投资的效益;

　　先进性：系统的结构和功能应具有先进性和成熟性，避免了因技术陈旧造成整个系统性能不高和过早被淘汰;

　　可靠性：保证系统运行的稳定性和安全性。保证重要信息不致破坏和丢失;

　　开放性：系统应具有良好的开放性，并提供标准接口，可以根据用户需求对系统进行扩展和升级;

　　兼容性：系统设备的选择要以先进性和成熟性为基础，同时考虑兼容性，避免因兼容性造成系统难以升级和扩展;

　　标准化：进行设备选择时，应符合国际、国内标准设计，避免因新技术不支持而造成设备淘汰;

　　设计依据

　　系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：

　　弱电系统(系统集成)设计、施工、验收规范：

　　《智能建筑设计标准》(GB 50314-2015)

　　《智能建筑工程质量验收规范》(GB 50339-2013)

　　《民用建筑电气设计标准》(GB 51348-2019)

　　《城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范》(CECS 119-2016)

　　《电气安装工程接地装置施工及验收规范》(GB-50169-2021)

　　《电气安装工程低压电器施工及验收规范》(GB-50254-2014)

　　《建筑电气工程施工质量验收规范》》(GB 50303-2015)

　　《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2016)

　　《综合布线系统工程验收规范》 (GB/T 50312-2016)

　　消防安全设计、施工、验收规范：

　　《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)

　　《建筑防雷设计规范》 (GB 50057-2010)

　　《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-2013)

　　《火灾自动报警系统施工及验收标准》(GB 50166-2019)

　　公共广播设计参考标准：

　　《公共广播系统工程技术标准》(GBT 50526-2021)

　　《有线电视广播系统技术规范》(GY/T 106-1999)

　　设计

　　分析听力考试广播系统需求，在广播系统选型上首先需考虑设备的稳定性和系统的稳定性，高考听力广播系统架构采用数字IP广播与模拟广播双系统备份设计，对于系统架构主要核心设备需采用备份机制，使系统的稳定性加强，对听力广播系统确保万无一失，同时在扬声器和线路设计中同样也考虑备份设计，教室需采用双扬声器设置和线路双备份设计;保证每个教室在单个扬声器和单条线路出现故障时，保证听力广播系统能正常运行;机房广播系统电源考虑双电源机制，考虑UPS紧急备用电源，确定停电设备能正常工作不间断。

　　由于校园面积比较大，广播设计范围涉及到单元比较多，同时通过业主了解到，校园广播系统要在能够与校园其他系统兼容，利用校园网络进行传输;组成一套数字化、智能化的校园信息系统，作为现代化校园，整个校园数字化教学系统具有信息数字化、网络化、共享化等特点，数字化校园网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境(包括设备、教室等)、资源(如图书、讲义、课件等)到活动(包括教、学、管理、服务、办公等)的数字化，在传统校园的基础上，构建一个数字空间，拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面数字化，从而提高教学质量、科研和管理水平。为此在设计校园广播时，我们对比各种解决方案，最后选择我们用数字IP网络广播系统进行设计广播;设计一套基于校园网络传输的全数字网络广播系统;为什么要选择数字IP网络广播系统，数字网络广播系统有那方面的使用优势，这些本次设计的重要说明的一点，为此我们对数字IP网络广播系统与传统广播系统进行分析。

　　传统的广播，普遍采用音频或调频方式。音频广播受到电压、功率、阻抗等因素影响，传输距离短，频率低，容易受干扰，系统扩展性差。调频广播在调制解调中引入噪声，设备老化、频点偏移也会导致信号失真。基于音频和调频传输的可控制的智能广播，受传输方式的限制，也只能以分区、分组的方式实现控制。缺乏独立的节目源，导致广播功能不能满足个性化的应用需求。IP网络广播解决了传统广播系统存在的传输距离短，音质不佳，维护管理复杂，互动性能差等问题。

　　数字IP网络广播系统采用当今世界广泛使用的TCP/IP网络技术，将音频信号以IP包协议形式在局域网和广域网上进行传送，彻底解决了传统广播系统存在的音质不佳，维护管理复杂，互动性能差等问题。该系统设备使用简单，安装扩展方便――只需将数字广播终端接入计算机网络即可构成功能强大的数字化广播系统。

　　功能方面：可独立控制每个终端播放不同的声音。不仅能够完全实现传统广播系统的基本功能，如定时打铃、分区播放、喊操、消防报警等基本要求，而且还具备音频自由点播、教师安排节目播放等功能;

　　传输方面：音频传输距离无限延伸，轻松实现分校区广播和领导校外远程广播。即使远在国外，声音也能清晰流畅，犹如现场亲听。非传统模拟广播系统所企及，具有绝对优势;

　　音质方面：达到立体声和CD级，适合于教室里的日常外语听力训练，每个发音都可以清晰可辨。特别是应用在中考、高考、大学、四六、级听力播放中，可以有效提高学生听力部分成绩，不再为含混不清的声音所困扰。

　　节目播放方面：各个区域要求能同时播放不同的节目，采用传统广播系统很难满足实际使用需要，IP网络广播系统内置强大的服务器，服务器可以存储上万首歌曲，可满足至少上千套节目同时播放;

　　设计目标

　　学校的公共广播主要作用是满足学校上下课铃声播放、开展多媒体教学、课余时间播放校园节目，丰富学生课外活动;整个校园广播设计有以下目标：

　　实现集中式及分布式控制功能

　　系统架构采用TCP/IP网络模式，终端设备可集中放置于机房也可以分布放置于前端，终端受控设备接入校园原局域网即可，使系统布线简单，施工成本降低，系统更具性价比。

　　自动音乐播放

　　不同分区的网络终端，通过系统软件设置，可以实现无人值守、设定不同分区播放不同音乐。如：可通过系统设置实现不同时间播放不同的上下课音乐打铃，让学生在课间不同的区域听到轻松的音乐，不仅可以放松紧张的情绪，并可陶冶情操，使学生德、智、体全面发展，大大丰富学生校园文化生活。

　　广播寻呼功能

　　广播系统支持各级领导网上讲话,领导无需到专门的广播中心，只需要通过办公电脑，便可使用网络寻呼话筒对全校或对权限范围内任何一个年级、班级、教师办公室进行远程寻呼、开会、讲课等。

　　点对点广播播放功能

　　每个教室安装一套壁挂式终端，每个教室可以单独播放本地的音源，本地讲话，各个教室之间互不干扰。

　　教室终端备份功能

　　教室壁挂式终端，带有定压备份功能，一旦出现断电或者断网的时候，瞬间转为模拟广播系统的定压输出，定压信号输出到每个教室的壁挂式终端，保证英语听力考试以及教学的正常运行。

　　系统设计

　　系统概述

　　数字IP网络广播，利用网络通信TCP/IP协议的优点，采用基于现有的LAN/WAN网络来建设，安装时无需单独布线。基于IP网络的节目传送，解决了传统广播系统存在的线路功率损耗、节目单一、控制方式落后、广播信号传播单向性等弱点，作为IP网络广播系统，通过基于网络的通信，单独设置系统服务器和通信终端，通信终端通过网络与系统服务器连接，采用基于网络传输的数字TCP/IP通信协议，基于网络数字音频技术, 将音频信号以数据包形式在局域网和广域网上进行传送，再加上独有的核心处理服务器，结合人性化的操作硬件，组成一套纯数字传输的远程数字IP广播系统。解决了传输区域大 、传输难、音频信号损耗高等问题，保证系统传输质量更好，系统更稳定;系统采用多级服务器管理，减少网络带宽影响，满足工程中多点控制、多级控制、终端数量多等使用需求，整个系统最大支持上千个一级服务器、上百个二级服务器以及高达上万个的远程音频终端，该系统结构清晰, 只需将终端接入计算机网络即可构成功能强大的数字化通讯系统，系统采用嵌入是数字服务运行，采用基于WINDOWS数据库的运行数据，后台数据库运行，不受病毒数据破坏，保证系统稳定、可靠运行;系统实现每个接入点无需单独布线，轻松实现计算机网络、数字视频监控、电话通信的多网合一。

　　数字IP网络广播系统采用独立的系统服务器，在整个网络传输只借助网络硬件设备;数字IP网络广播系统还可以与监控、门禁、消防系统、信息发布系统等融为一体，解决多套系统合为一起，方便使用和操控，达到多个系统合为一体;以上功能在传统广播和智能广播是不存在;IP网络广播系统采用数字压缩技术，每套音乐节目占用带宽约为128K左右，每套对讲节目占用带宽约为35K左右;在一百套节目同时播放时最多占用带宽不大于10M，对于上千兆的网络没有任何影响。

　　系统配置

　　本次学校公共广播系统是一套纯数字音频广播系统，中心校区公共广播系统要求严格按照中心校区公共广播的设计要求，结合相关设计标准和建设图纸进行设计，公共广播系统设计要求主要满足中心校区的背景音乐播放、信息广播、广播通知、听力考试等使用需求，公共广播系统的总服务器设备设于消防监控室，在消防监控室安装系统的总主控设备、音源设备、消防紧急联动设备、广播呼叫设备、周边设备等，消防监控室的系统服务器是整个系统的总服务器，承担整个系统的运行通信，对整个系统进行广播寻呼控制，背景音乐播放控制，支持广播系统数据和音频的传输，支持系统定时播放、终端点播、临时插播、消防紧急广播等系统服务器功能;同时提供高品质的背景音乐，背景音乐包括有CD播放器，数字调谐器，PC播放器等。在中心校区各个楼层的弱电井设置安装IP网络终端功放，IP网络终端通过网络交换机与消防监控室IP网络广播系统服务器连接，音频IP网络音频解码终端主要对来自服务器的控制信号和音频信号进行实时解码和播放，把数字音频信号转换成模拟音频信号传输给功率放大器，最后传输到前端音箱，由音箱放声;整个学校广播具体配置如下：

　　广播中心配置

　　广播中心设置于学校项目的控制室，学校项目广播系统广播机房设备主要由服务器、音源设备、话筒、消防联动设备以及周边设备组成：

　　1.服务器主要由(T-7700、V1.0)组成，把软件安装在工控机上组成服务器，服务器是整个广播系统的核心部分，用于所有网络数据交换和处理;系统服务器主要对整个系统进行广播寻呼控制，背景音乐播放控制，支持广播系统数据和音频的传输，支持系统定时播放、终端点播、临时插播、消防紧急广播等系统服务器功能，通过控制软件进行文件播放、临时广播、设置定时广播、建立音乐节目库、设置日常背景音乐播放等功能，软件采用密码登陆，确保系统安全。

　　2.话筒设备主要由寻呼话筒T-7702A组成，桌面式寻呼话筒可以进行对各个区域进行对讲和广播，广播方式可以采用单个区域或多个区域的广播。

　　3.消防联动设备主要由采集器T-7723组成，系统配置采集器T-7723.由消防系统提供短路触发信号，采集器可直接联动消防系统，紧急情况下，停止背景音乐播放，启动紧急广播。

　　4.周边其他设备主要由IP网络音箱T-7707、电源管理器T-6216、机柜等组成，配置电源管理器T-6216.用于控制设备电源打开和关闭，可以给音乐设备供电。配置IP网络音箱T-7707.通过服务器软件的控制，可以利用有源监听音箱监听到前端各个区域的节目播放内容和播放音量大小。

　　5.配置专业NTP服务器T-7846.内置网络解码模块，通过网络与公共广播系统通讯，接收地球同步卫星信号进行时间校准。

　　校园广播站

　　在校园设计校园广播站，主要设计分控管理电脑、分控软件V2.03、调音台、寻呼话筒、监听音箱、有线话筒、CD播放器、调谐器、调音台、音频采集器等设备，设计音源设备主要有CD播放器T-6221和调谐器T-6222组成，作为系统辅助音源，可播放CD、收音机音频信号，通过软件的采播，可以播放到每个楼层或所有楼层;设计两只TS-338话筒用于学生做校园广播使用，网络寻呼话筒1台、IP有源监听音箱1对，设计1台调音台用于给话筒进行供电、提供音频接口、调音效果等，设计PC和分控软件用于音源信号采集。

　　教学楼

　　在学校教学楼的教室区域每间教室设计独立的T-7707B IP网络音箱，满足校园日常多媒体教学、英语听力考试、上下课打铃和校园广播等使用功能。同时配套听力模拟备份系统，教室壁挂式终端，带有定压备份功能，一旦出现断电或者断网的时候，瞬间转为模拟广播系统的定压输出，定压信号输出到每个教室的壁挂式终端，保证英语听力考试以及教学的正常运行。

　　听力备份系统

　　机房听力备份设备部署：智能控制主机、寻呼器、前置放大器、模拟备份主功放、主备切换器、通道控制器(开关)、备用功放、UPS不间断电源等。

　　1、主设备配置：

　　系统配置广播智能广播主机一台，作为广播系统的控制中心，主要对整个系统进行广播寻呼控制，背景音乐播放控制， 配置远程话筒一只，为广播系统提供紧急喊话功能。

　　2、音源配置：

　　听力广播系统音源主要考虑配置专业级光驱，用于听力光盘播放;广播服务器自带U盘接口，可播U盘内容。同时考虑配置显示用于听力广播画面显示。

　　3、功放配置：

　　系统根据年段进行分区，每个年段为一个广播分区，每个分区配置一台定压主用功放，用于驱动分区扬声器设备，在功放设计同时考虑备份机制，功放采用多主1备机制进行设计，当主用功放出现故障，系统能自动切换至备用功放进行工作，保证系统正常运行，功率设计考虑1.5备余量，保证功放功率充足。

　　4、电源配置：

　　广播系统供电正常采用220V进行供电，为保证设备稳定性，在机房设备考虑紧急备用电源，配置一套UPS紧急电源。

　　5、扬声器配置：

　　在前端教室音箱配置主要考虑音箱的音质效果和备用两个方面，在教室选用2只10W木质音箱，余教室多媒体音箱进行共用，确保音箱音质效果，使学生能清晰听到听力广播。

　　系统功能

　　学校的公共广播主要作用是满足学校上下课铃声播放、开展多媒体教学、开展学校节目等使用，满足学校开展校园广播、多媒体教学等，课余时间播放校园节目，丰富学生课外活动;整个校园广播设计满足以下功能：

　　领导网上讲话（直播）

　　系统支持各级领导网上讲话,领导无需到专门的广播中心，只需要通过办公电脑，便可使用麦克风对全校或对权限范围内任何一个年级、班级、教师办公室进行远程寻呼、开会、讲课等。

　　背景音乐播放，上下课打铃：

　　不同分区的网络终端，通过系统软件设置，可以实现无人值守、设定不同分区播放不同音乐。如：可通过系统设置实现不同时间播放不同的上下课音乐打铃，让学生在课间不同的区域听到轻松的音乐，不仅可以放松紧张的情绪，并可陶冶情操，使学生德、智、体全面发展，大大丰富学生校园文化生活。

　　任意分区，分控管控

　　系统可设定任意多个组(分区)，播放指定的节目;对任意指定的组进行广播讲话。数字广播系统可实现无限的分区，不会受到分区数量的限制，方便区域与功能的扩展。

　　支持多个远程软件操作系统(或web登陆)，通过软件设置，每个楼栋或每个楼层只能负责本区域的各个网络音频终端，不能控制其他区域，修改重新设置非常方便。

　　广播寻呼、通知

　　音源设备为话筒，讲话声音通过主机采集，处理后，输出到各个喇叭，称之为业务广播，或者业务寻呼广播，可进行远程寻呼或者本地寻呼，可全区广播喊话、也可以仅对某区广播喊话，例如在学校里，可以对某班级进行讲话，其他班级的喇叭影响。

　　定时定曲定点播放背景音乐

　　可通过系统设置实现不同时间播放不同的上下课音乐打铃，让学生在课间不同的区域听到轻松的音乐，不仅可以放松紧张的情绪，并可陶冶情操，使学生德、智、体全面发展，大大丰富学生校园文化生活。

　　定时打铃

　　支持多套定时打铃方案同时进行，每套方案均支持设置多个定时任务;支持一键启用所有方案、一键停用所有方案;支持一键停用/启用当前方案;支持一键停用/开启任务;支持在新建方案时，克隆其他方案;支持批量修改任务的起始时间(提前xx秒)、持续时间(xx秒)、添加终端。

　　保障听力考试

　　77IP广播备份终端内置100V定压信号备份模块，当网络异常时或设备断电时，自动从数字网络广播切换到模拟定压广播，模拟信号输出到喇叭，切换无卡顿、无延时，整个过程不掉字，符合高考听力考试备份系统需求，保证英语听力考试以及教学的正常运行。

　　多音源播放

　　学校可根据实际需要对指定区域同时播放不同的音乐或广播通知，比如同一时间，在教学区播放眼保键操，在运动场区域播放广播体操，在相应教室播放英语听力测试等，可以灵活设置要播放的区域。

　　节目监听

　　可设任意网络终端作为监听器，监听其他网络终端正在播放的节目内容。

　　应急备份

　　在原来IP广播系统的基础上，增加一套模拟应急备份系统，如果出现断网的情况下，确保广播系统能正常运行，前提所有的设备需要提供UPS集中供电，确保不能出现断电的问题。

　　系统优势

　　1、音质一流、延时小

　　音质一流：网络传输节目音频音质接近CD级(44.1K，16bit);

　　5段均衡：对终端音质进行5段均衡器调节，可根据终端设备在现场使用环境进行终端输出音色修正调节。

　　延时小：套节目占用带宽小于130Kbps，音频网络传输延时小于30毫秒;

　　2、

　　支持广播服务器双机热备功能，备服务器实时检测主服务器的工作状态

　　实现主/备服务器间故障自动切换，备服务器可完整代理主服务器的管理控制功能

　　3

　　利用网络传输，音频传输距离无限制;

　　解决传统广播系统传输距离远，音频信号损失大，音质变差等问题;

　　4

　　无需独立另外组建网络，可与视频监控网络、计算机网络、等多系统共网，减少施工成本;

　　采用基于网络扩展架构，系统升级非常简单，只需增加网络终端和功放设备接入网络，通过服务器的配置即可轻松扩展;

　　5

　　图形化操作界面，简单易学;

　　采用触屏操作，使用方便，同时也可外接鼠标、键盘;

　　全面支持Android、IOS、Windows三大操作系统平台客户端。

　　6

　　系统支持用户自定义任务优先级;

　　可对终端本地信息优先级、广播对讲优先级、音乐与定时优先级等，灵活匹配各种应用场所的应用需求;

　　7

　　数字广播系统可实现无限的分区，不会受到分区数量的限制，方便区域与功能扩展;

　　8

　　内置TTS文本转语音功能,并可调语速快慢、设置男声/女声

　　9

　　可导入任意工程平面图，在平面图上实时显示终端状态，并支持全屏显示，可输出到液晶电视

　　10

　　终端断电切换时间为0.3S，上电切换时间为0.3S;终端断网切换时间为0.3S;服务器断电断网切换时间0.3S。可以真正做到断网断电秒切备份，无延时，无掉字，为每一场听力考试保驾护航。

　　11

　　提供 HTTP、SDK、Modbus 三种平台对接协议，每种协议都提供了详细的说明文档以及测试demo源码，方便二次开发，降低开发难度。

　　实现与其他系统平台整合(例如楼宇访客系统、监控视频系统等)，扩展性强。