CN103281146A - 智能可寻址校园广播系统 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种智能可寻址校园广播系统，属于广播技术领域，该广播系统主要包括上位机、主机和广播节点，主机通过无线的方式与广播节点连接，上位机通过屏蔽电缆与主机连接，主机解析上位机发送的命令，并对FM发射器进行配置，实现模拟音频信号的广播发送，同时主机通过Zigbee网络向广播节点发送命令，广播节点根据命令对FM接收器进行配置，实现广播信号的接收，经过音频功率放大器后，驱动扬声器发声。本发明可实现多套节目的点对点广播，组播，动态分组广播；无线传输与控制解决了传统校园广播系统布线问题，在提升了广播系统效率和改善广播的质量的同时，丰富了校园广播系统的功能，适于推广应用。

Description

智能可寻址校园广播系统

技术领域

本发明属于广播技术领域,特别是涉及一种智能可寻址校园广播系统。

背景技术

传统的校园广播系统大多数采用定压传输方式，该方式是将音频信号直接放大，基于功率信号进行输送。这样的广播系统存在以下几个问题，1.必须独立铺设专用的音频线路；2.无法通过简单的管理设备升级而改变线路功能；3.同一线路内的广播信息完全相同，无法实现动态分组广播或单点广播；4.对重复的信息的播放均需要播音员人工介入，智能程度差；5.由于采用单点传输方式，系统的调试和维护需要逐个进行；6.音质较差、失真度高、频响范围小。7.安装复杂、维护不便、故障率高。8.定压有线广播严格按照阻抗与功率的匹配原则配置，经常因为变压器的烧毁或音箱故障烧坏功放。

发明内容

发明目的

本发明提供了一种智能可寻址校园广播系统，其目的在于结合Zigbee技术和FM技术的互补优势，在改善广播质量的前提下，实现校园广播的无线化，提升广播系统的工作效率，丰富广播系统的功能。

技术方案

一种智能可寻址校园广播系统，其特征在于：该广播系统主要包括主机和广播节点，广播节点包括带有路由功能的广播节点和普通广播节点，主机通过无线的方式与广播节点连接，该系统还包括可以与主机进行数据交换的上位机。

所述广播节点至少为1个。

主机包括Zigbee协调器设备、串口通信模块和FM发射器，Zigbee协调器设备与串口通信模块和FM发射器连接。

主机至少包括一个FM发射器。

带有路由功能的广播节点包括Zigbee路由器设备、FM接收器、音频功率放大器和扬声器，Zigbee路由器设备与FM接收器通信连接，FM接收器与音频功率放大器连接，扬声器与音频功率放大器连接。

普通广播节点包括Zigbee终端节点设备、FM接收器、音频功率放大器和扬声器，Zigbee终端节点设备与FM接收器通信连接，FM接收器与音频功率放大器连接，扬声器与音频功率放大器连接。

上位机通过屏蔽电缆连接到主机上，上位机采用PC机与主机通信，上位机与主机之间以232方式传输数据。

优点及效果

通过本发明技术方案的实施，工程人员可以通过PC机或工控机对校园广播系统进行远程操作，可以实现无人值守和远程管理，提高了工作效率；采用Zigbee技术作为系统网络拓扑基础，广播系统功能丰富。

本发明的优点与积极效果为：

1、无需铺设专用线路，成本降低；

2、消除了线路上的功率损耗，效率提升；

3、多套立体声广播节目同时广播，节目容量大；

4、广播音质好，系统带宽高，频响好；

5、可实现点对点广播、组播、动态分组广播等功能；

6、上位机可以对整个系统进行统一调度和管理，通过优化系统管理软件可以实现广播系统的多种应用方式。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明主机结构示意图； 

图3为本发明具有路由功能的广播节点结构示意图；

图4为本发明普通功能广播节点结构示意图；

图5为本发明主机电路图；

图6为本发明广播节点电路图；

图7为本发明上位机软件流程图；

图8为本发明主机程序流程图；

图9为本发明广播节点程序流程图；

图10为本发明上位机与主机通信协议。

附图标记说明：

1. 主机、2. 带有路由功能的广播节点、3. 普通广播节点、4. Zigbee路由器设备、5. FM接收器、6. 音频功率放大器、7. 扬声器、8. Zigbee协调器设备、9. 串口通信模块、10. FM发射器、11. Zigbee终端节点设备。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明是一种智能可寻址校园广播系统，其特征在于：图1为本发明的总体结构示意图，如图1中所示，该广播系统主要包括主机1和广播节点，广播节点包括带有路由功能的广播节点2和普通广播节点3，主机通过无线的方式与广播节点连接，该系统还包括可以与主机进行数据交换的上位机。

所述广播节点至少为1个。

图2为本发明的主机结构示意图，如图2中所示，主机1包括Zigbee协调器设备8、串口通信模块9和FM发射器10， Zigbee协调器设备8与串口通信模块9和FM发射器10连接。

所述主机1至少包括一个FM发射器10。

图3为本发明的带有路由功能的广播节点结构示意图，如图3中所示，带有路由功能的广播节点2包括Zigbee路由器设备4、FM接收器5、音频功率放大器6和扬声器7，Zigbee路由器设备4与FM接收器5通信连接，FM接收器5与音频功率放大器6连接，扬声器7与音频功率放大器6连接。

图4为本发明的普通功能广播节点结构示意图，如图4中所示，普通功能广播节点3包括Zigbee终端节点设备11、FM接收器5、音频功率放大器6和扬声器7，Zigbee终端节点设备11与FM接收器5通信连接，FM接收器5与音频功率放大器6连接，扬声器7与音频功率放大器6连接。

具体的控制原理见图5和图6。

如图5中所示，Zigbee协调器设备是主机1的控制中心，Zigbee模块与串口通信模块连接，从上位机接收控制命令，Zigbee模块通过I²C总线与FM发射器连接，配置FM发射器的发射频率等参数。

如图6中所示，广播节点中的Zigbee路由器设备或Zigbee终端节点设备是广播节点的控制中心，Zigbee模块通过I²C总线与FM接收器连接，配置FM接收器的接收频率、音量等参数，FM接收器输出的模拟信号经过音频功率放大器进行功率放大，输出端连接两个扬声器，将音频还原输出。

具体的工作过程见图7、图8和图9。

图8为本发明主机程序流程图，如图8中所示，初始化主机硬件设备，等待广播节电加入网络，完成后对FM发射器进行预配置，等待上位机命令，收到命令后，解析数据包，主机1按照命令配置每一个FM发射器工作参数，同时主机1通过无线传输方式命令相应广播节点更改工作参数。

图9为本发明广播节点程序流程图，如图9中所示，初始化广播节点硬件设备，搜索广播网络并自动加入，完成后进入等待主机命令状态，收到命令后，按照命令对该本地广播节点接收频率等工作参数进行配置。

图7为本发明的上位机软件流程图，如图7中所示，程序检测有无用户配置文件生成，检测到配置文件则实时比较配置文件执行时间与系统时间的关系，当预设时间到达时，上位机自动启动配置，发送数据包给主机，完成后进入等待状态。

上位机软件采用Visual C++编写，可以通过上位机界面配置每一个广播节点的接收频率；音量；广播分组；工作状态；也可以配置主机中每一个FM发射器的发射频率；工作状态。

上位机软件安装到PC机上，启动后要设置上位机界面各项参数，上位机通过屏蔽电缆连接到系统主机1上，上位机参数设置完成，点击确认后，上位机按预设的通信协议格式通过串口向主机发送命令，具体的通信协议格式如图10所示：最前端是数据包帧头，用于主机和发送端的同步；第二部分是数据包长度，用于告知主机接收长度；第三部分是广播类型，该部分支持点对点广播、组播、全部广播等模式和休眠等模式的定义；第四部分是广播节点地址，用于告知主机该数据包模式下的地址覆盖范围；最后是校验区域，用于保证数据的准确发送。

Claims (7)

1.一种智能可寻址校园广播系统，其特征在于：该广播系统主要包括主机（1）和广播节点，广播节点包括带有路由功能的广播节点（2）和普通广播节点（3），主机通过无线的方式与广播节点连接，该系统还包括可以与主机进行数据交换的上位机。

2.根据权利要求1所述的智能可寻址校园广播系统，其特征在于：所述广播节点至少为1个。

3.根据权利要求1所述的智能可寻址校园广播系统，其特征在于：主机（1）包括Zigbee协调器设备（8）、串口通信模块（9）和FM发射器（10）， Zigbee协调器设备（8）与串口通信模块（9）和FM发射器（10）连接。

4.根据权利要求1或3所述的智能可寻址校园广播系统，其特征在于：所述主机（1）至少包括一个FM发射器（10）。

5.根据权利要求1所述的智能可寻址校园广播系统，其特征在于：带有路由功能的广播节点（2）包括Zigbee路由器设备（4）、FM接收器（5）、音频功率放大器（6）和扬声器（7），Zigbee路由器设备（4）与FM接收器（5）通信连接，FM接收器（5）与音频功率放大器（6）连接，扬声器（7）与音频功率放大器（6）连接。

6.根据权利要求1所述的智能可寻址校园广播系统，其特征在于：普通广播节点（2）包括Zigbee终端节点设备（11）、FM接收器（5）、音频功率放大器（6）和扬声器（7），Zigbee终端节点设备（11）与FM接收器（5）通信连接，FM接收器（5）与音频功率放大器（6）连接，扬声器（7）与音频功率放大器（6）连接。

7.根据权利要求1所述的智能可寻址校园广播系统，其特征在于：上位机通过屏蔽电缆连接到主机（1）上，上位机采用PC机与主机（1）通信，上位机与主机（1）之间以232方式传输数据。

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