CN104052559A - 突发灾害紧急无线公共广播系统 - Google Patents

Abstract

突发灾害紧急无线公共广播系统，包括主端设备和若干终端，主端设备由本地紧急报警信号产生器、加密信号产生器、无线广播发射器等组成；终端由无线频道扫描接收器、终端维护器、信号解密器、终端后备电池等组成。本发明一种基于现有无线广播电台，不怕停电、断网、断线，具有极高可靠性，它能够随时从现有各个波段的公众无线广播电台和／或临时发射机上可靠地接收应急加密信号，并快速自动启动，将来自政府应急部门的预警、警报和行动指引的语音信息直接而强制地播送给所有灾民，而且充分共享现有资源，可快速、低成本完成应急系统建设；系统可以自我维护，大幅度降低将分布在全国的、数量特别庞大的无线公共广播系统终端的维护难度和费用。

Description

突发灾害紧急无线公共广播系统

技术领域

本发明涉灾害紧急公共广播系统领域。

背景技术

越来越频发的地震、洪水、风暴、火山、海啸、冰冻，以及宇宙射线或恐怖分子袭击卫星、网络等极端灾害情况下，往往如2008年中国汶川地震、2013年中国余姚水灾……断电，断网，断通信，断线路、断交通，现有的网络、电话、电视等一切先进通信设施基本发挥不了作用。在这种情况下，平常高度依赖现代高科技的人们在自然灾害面前就显得特别无助!人们脑海中一片空白，政府的各个应急部门也感到力不从心……此时，如何进行有序合理的指挥调度，将各种行动指示信息及时告知散布于灾区各处无助的广大民众，以避免焦虑恐慌、建立信心、避免混乱和动乱……达到最大程度地减灾、救灾和自救?

著名的危机公关专家迈克尔·里杰斯特指出：当组织面临危机时，与相关公众的沟通和传播会比往常任何时候都显得更为重要。那么，此时应该采取什么样的渠道才能可靠传达灾难紧急信息?

纵观现在的各种公共的通信手段，互联网结构最复杂，对无数的中间设备和线路／光纤依存度极高，在发生停电、断线、黑客恐怖攻击时是最靠不住的；移动通信系统结构也非常复杂，中间有线／光纤网络环节极多，在事发时很容易造成信息堵塞、设备毁坏而不能有效发布语音信息；而现在的电视已基本发展成为有线系统，中间设备和线路亦极多。目前正在中国农村推行的“村村响”“大喇叭”广播工程如何?它们必须人工打开而且不能停电，还必须依赖互联网!众所周知，以上各种供电线路、通信线路与光纤在地震、风暴、洪灾、火山和恐怖袭击等灾害发生时很容易遭到破坏而造成系统瘫痪!那么对讲机如何?遗憾的是这只能用于救援人员和指挥人员的局部信息交流，不能用于灾区灾民大面积传达信息。

然而我们发现，现有无线电台广播是一种普及而结构最简单可靠的系统，不需中间环节，也不依赖卫星，各个电台的结构和工作具有独立性，适合于紧急情况下高可靠播音。这在汶川地震救灾中已经充分展示其唯一可行性，“广播”成为一条“永不间断的生命线”。但遗憾的是这种广播信号中没有附带紧急广播状态信号，其接收端——收音机只能靠人工控制，没法实现突发紧急情况下自动打开。

显然，只要解决如何可靠地自动启动(即准确、可靠、快速启动，而且有效抵抗恐怖攻击)以及如何为公众接收的环节，这种无线电广播——最简单、最原始的通信技术，在突发灾害时就会成为唯一可以依靠的技术，而且充分利用已分布各地的广播电台资源，直接兼顾持有收音机的那部分人群，以及乡村、社区等公共广播设施所覆盖的那部分人群，各个广播电台之间可以直接以最为简单快捷可靠的音频转播方式进行联网，实现有效的统一指挥调度和信息发布。

另一方面，并非一般人都备有收音机，目前实际上绝大多数情况只是老人爱听收音机，还有一部分人是听车载收音机。在山洪、地震、火山、恐怖袭击等情况下往往是来不及预警的，也没有时间将收音机带在身上，并且事发前必定有相当一部分人还在户外活动或工作，也不可能身上还带着收音机。因此，靠收音机收听音频广播电台获取政府灾情信息，只能解决极少一部分人的问题。要正真地和从根本上解决广大公众灾民的需求问题，只有通过这种广播电台在各个地区建立自动无线公共广播终端，为确保高可靠性还须接收调频、中波、短波、长波等全波段信号，并以远距离广角大喇叭或类似喇叭的形式覆盖全部灾区，才可以即刻将预警、警报和行动指引的语音信息直接传达给灾民。

显然，调频、中波、短波、长波和业余频段，频带覆盖极宽，不仅能够覆盖几乎所有常规无线电通信频道，在灾难、甚至大规模电磁干扰发生时总有一部分可以正常通信，具有很高的可靠性，另外，这些频带还可很容易通过移动型、便携型发射机实现应急发射。

目前，即使像美国、日本的现有紧急系统也只能实现预警系统功能，而且只能利用常规的媒体播发信息和利用专用警报器发出报警信号(但不能发布语音信息)，无法在灾害发生后也确保能够可靠使用——因为这种系统依赖于有线网络和市电电源，而且还得确保用户打开了电源。

最后，与其它行业设备截然不同的是，这个体系建成后，必须进行不断维护才能确保多年后的关键一用!由于其分布特别广、安装地形极端多样、数量特别庞大、待机时间特别长，其日常维护就成为一项十分艰巨和耗资的工程。因此，必须寻求现代高科技解决这一难题，才能正真让这种应急系统具备实用性和推广价值。

由此可知，客观上亟待一种基于现有无线广播电台，不怕停电、不怕断网断线，具有极高可靠性的突发灾害紧急无线公共广播系统，它必须能够随时从现有各个波段的公众无线广播电台和／或临时发射机上可靠地接收应急加密信号，并快速自动启动投入工作，以广角远距离辐射大喇叭的公共广播形式(而不仅仅限于个体收音机或电视机或手机)，将来自政府应急部门的预警、警报和行动指引的语音信息直接而强制地播送给所有灾民，而且联网和使用方法必须简单可靠，结合国情，充分共享现有资源，而不是去重建或大规模改建现有无线电台，以快速、低成本完成应急系统建设，并且必须采取现代特别的技术以大幅度降低将分布在全国的、数量特别庞大的无线公共广播终端的维护难度和费用!

参考文献

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[11]王羽等，国家广电总局广播科学研究院，《美日紧急广播系统浅析与思考》，CCBN2010年专刊

发明内容

鉴于上述，本发明提供了从根本上而且系统性解决上述难题的突发灾害紧急无线公共广播系统。

本发明提供的突发灾害紧急无线公共广播系统，由主端设备和若干终端组成，其特征在于：

所述主端设备由本地紧急状态触发器、紧急状态启动器、本地广播音频输入器、本地紧急报警信号产生器、地址码产生器、加密信号产生器、紧急信号发送器、无线广播发射器、主端网络通信接口、网络通信系统、主端电源供应器组成；

所述紧急状态启动器连接到所述紧急信号发送器，以在所述本地紧急状态触发器发出紧急启动信号或在上级系统发出紧急启动信号时打开所述紧急信号发送器输出紧急启动信号和紧急广播音频信号；

所述本地紧急报警信号产生器、所述地址码产生器、所述加密信号产生器、所述紧急信号发送器均连接到所述紧急信号发送器；所述紧急信号发送器连接到所述无线广播发射器和所述主端网络通信接口，所述主端网络通信接口连接到所述网络通信系统，以发送紧急广播信号；

所述终端由无线频道扫描接收器、终端网络通信模块、终端维护器、信号解密器、地址译码器、音频处理器、广播状态控制器、功率放大器、喇叭、终端后备电池管理系统、终端后备电池、终端后备电池充电器、终端电源供应器组成；

所述无线频道扫描接收器、终端网络通信模块均与所述信号解密器、所述地址译码器、所述音频处理器连接，所述信号解密器、所述地址译码器均与所述广播状态控制器连接，所述音频处理器与所述功率放大器，所述功率放大器与所述喇叭连接；

所述终端电源供应器连接到所述终端后备电池充电器，所述终端后备电池充电器连接到所述终端后备电池，所述终端后备电池与所述终端后备电池管理系统相连；

所述终端维护器连接到所述终端网络通信模块，以发出终端维护状态信息；

所述主端设备还包含上级无线频道扫描接收器、上级网络通信模块、上级信号解密器、上级地址译码器、上级音频处理器；

所述上级无线频道扫描接收器与所述上级网络通信模块均与所述上级信号解密器、所述上级地址译码器、所述上级音频处理器连接，所述上级信号解密器、所述上级地址译码器均连接到所述紧急状态启动器，以获得上级系统发来的紧急启动信息，所述上级音频处理器连接到所述紧急信号发送器，以获得上级紧急广播音频信号；

所述主端设备还包含维护管理器，并与所述网络通信接口连接，以与所述网络通信系统进行通信；

所述主端设备还包含主端维护器，并连接到所述维护管理器，以发送所述主端设备的维护状态信息。

所述主端设备还包含主端北斗导航模块，所述终端还包含终端北斗导航模块，以收发紧急广播信息和维护状态等信息。

采用本发明提供的上述突发灾害紧急无线公共广播系统，具有以下十分显著的优点：

(1)全自动·无阻碍·直达受众：通过分布在各公共区域的突发灾害应急无线公共广播智能终端，在突发灾害前后，自动而迅速地投入工作，将政府预警、救灾信息第一时间毫无条件、毫无阻拦地直接传达给广大民众，实现最大程度地减灾救助，确保了灾民生命财产安全。另外，村／乡／县／区级也可利用此系统进行局部紧急和常规广播

(2)建设快·成本低·零风险：直接兼容和共享现有无线电电台广播和临时发射设备；现有所有收音机和带收音的设备(有线广播、汽车、电视机、手机)均可以直接收听；同时也可以修订现有收音机、电视机、“村村响”、火车／公交车／车站公共广播等设备接口标准而实现强制自动开机，另外还可以实现“村村响”实现资源共享。

(3)应急操作简单快捷：事发时或演习时，只需管理部门或各个地方电台、临时发射车授权打开或自动打开突发灾害紧急系统信号加密机，对着话筒播音即可(下级电台将在上级进入紧急状态时自动开启并转播)。在必要时，可以与地震系统等联网实现自动快速预警。平常，全国所有突发灾害紧急系统与应急无线公共广播智能终端自动联网

(4)全频扫描·优选频道：对调频／电视伴音／中波／短波／长波／部分自由频段进行超宽范围扫描，确保在干扰特别严重情况下也可优选出无干扰或低干扰频道进行有效紧急广播，使得系统具有极强的鲁棒性

(5)长时间待机·随即启用：解决了应急公共广播的实用性的关键问题——超长时待机后随时投入正常使用，真正达到了“养兵千日，用兵一时”，而且对于供电不方便或成本太高的区域可以采用太阳能充电

(6)超强加密·应对恐怖攻击：采用超强度加密算法，该密码由政府统一管制，每条指令动态改变密码，系统运行指令和更改密码的指令均不使用互联网，即使参与研发的人员也不能破解，网络黑客、恐怖分子也无懈可击，能够有效应对恐怖分子的假预警攻击和强烈电磁干扰，确保系统不出现误启动现象

(7)系统备份·全国联网：本技术方案适合全国联网，一方面各个地方电台可以简单地进行(手工+自动)转播联网，紧急无线公共广播智能终端本身是带有区域代码的，能够自动实现联网启动，这是在突发灾害时网络崩溃的情况下还可以使用的最佳联网方式。此外，还可以通过移动通信网、北斗导航系统将各个广播电台实现联网、各个区域维护管理中心联网，并实现多路应急系统备份，虽然这种备份联网管理和备份可靠性较低，但也是很有用、很有必要的补充。另外，必要时备份系统还可以传递文字、图片和图像信息以及接收呼救和灾情现场状况音视频等信息

(8)物联网远程诊断·远程验收·灾害现场远程呼救／监控：这种系统一旦建成，将成为庞大的体系，为了确保突发灾害时能够正常启动工作，其日常维护工作量就会很大。这时，通过无线移动联网的机内物联网远程诊断模块就会发挥极大作用：可以实现定期自动测试诊断以远程获知每个终端的运行状况，是否需要维修，尤其是可以实现远程音响效果监听，以判断每个喇叭是否正常工作，维护情况可以直接发到维修员的手机上。这样不仅系统能够得到最高效率的维护，而且可以省去定期现场测试的庞大费用开销，同时，管理部门可以采取远程验收方式，极大地提高工作效率和降低成本。外来，有条件的区域可以增设灾害现场远程呼叫和视频监控

(9)可扩展性·标准化：可以将本技术移植到DAB／DRM／IBOC数字无线广播系统、模拟与数字电视系统、网络、手机系统中，并将接收技术移植到各种车站／火车／公交车等公共广播设备或手机、电脑上，以实现音频、视频公众紧急广播。这种系统接口可实现标准化，建立标准，并可以到全球进行推广

附图说明

图1是本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的主端设备组成原理图。

图2是本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的终端组成原理图。

图3是本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的主端设备典型实施原理图。

图4是本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的终端典型1实施原理图。

图5是本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的终端典型2实施原理图。

具体实施方式

本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的实施方式如下：

本发明包括图1所述的各个主端模块和图2所示是各个终端模块，模块采用方框所示。

这里先特别说明一下申请文件所涉及的几个概念。所谓模块，是指物理的或功能的模块，目的是给出一个或一些技术特征，而这些技术特征则是属于现有技术或可能会被本发明以外的发明人继续创新以获得更好的效果，不属于本发明的范围，将它们创造性地组合起来就形成了本发明的创新技术特征。紧急状态或紧急工作状态，是指发生灾情或灾情预警情况下，人为控制或自动控制本发明的系统所进入的一种工作状态，在这种状态下，各个相关区域的终端将接收到紧急状态的主端设备发出的各种紧急信号并进入紧急状态，以实现预警、警报和播报灾情、行动指引等语音信息以及其它必要的灾情紧急状态相关的信息。主端设备发出的各种紧急信号，包含加密信号(或加密指令)、地址信号、报警声、各类紧急广播语音信号等。相连、输出、输入等词指明了或／和暗示了各种可能传递某种信号的连接方式，包含物理连接、逻辑连接、光连接和无线电连接等。

图1给出了主端设备组成原理图，各个模块的作用及其连接关系、工作原理等分述如下：

(1)本地紧急状态触发器101：即本地为了触发系统进入应急工作状态的信号，该信号可能由一个按键产生，也可能由地震局发出的预警电子信号，等等。本地紧急状态触发器101输出触发信号到紧急状态启动器106。

(2)紧急状态启动器106：激活时控制主端设备进入紧急使用状态，也就是可以允许主端设备发送各种紧急信号到终端，如报警声、加密信号、紧急广播音频信号等。紧急状态启动器106可以由本地紧急状态触发器101、上级信号解密器104和上级地址译码器105激活。对于上级紧急信号，只有在上级信号解密器104符合启动要求而且上级地址译码器105所提取的紧急区域地址符合本区域地址(即本主端设备预设的地址)才会启动本主端设备进而启动所管辖的该地址所对应的各个终端。

(3)本地广播音频输入器108：本地输入的紧急广播信号源，可以是话筒、预录的特定语音信息等，它输出到紧急信号发送器112。

(4)本地紧急报警信号产生器109：本地产生的报警声，它输出到紧急信号发送器112。

(5)地址码产生器110：即本机所产生和管理的地址码，是为了实现为数众多的终端分区域管理目的，地址码可以事先设置在存储芯片或存储设备中，在紧急状态输出给紧急信号发送器112。

(6)加密信号产生器111：加密信号，或者加密指令，是指能够为终端解密的指令信号，这种指令信号可以是数字序列也可是模拟信号或二者的结合，加密信号产生器111本身可以用软件方式产生，并且，为了防止泄密，防备恐怖袭击，加密算法或加密密码(或类似说法)可以采取动态加密方式，并可由官方封闭管理。在紧急状态加密信号输出给紧急信号发送器112。

(7)紧急信号发送器112：将上述各种紧急信号通过必要的处理和一定方式发送输出的装置，其输出连接到无线广播发射器113、网络通信接口115及主端北斗导航模块119，最终目的是终端可以接收到这些紧急信号。输出到无线广播发射器113的紧急信号按照无线广播的特点且兼容现有音频和视频广播的方式，方法之一是紧急信号通过音频频带发送，方法之二是通过现有无线音频广播的主信道发送紧急广播音频信号、报警信号等，利用副信道发送加密信号、地址信号等，方法之三是利用全数字化的音频或／和视频广播信道发送所有的数字化的紧急信号，当然本发明也不排斥今后可能出现更加合理的发送方式；输出到网络通信接口115进而向互联网或／和无线移动通信网发送的紧急信号按照有线网络(局域网、互联网等)或无线网络(无线移动通信网络、WIFI等)的特点组织和发送，即按照全数字化信号方式打包发送，同样，本发明也不排斥今后可能出现更加合理的网络发送方式。

(8)无线广播发射器113：将以上各种紧急信号的发射出去并为终端所接收的无线广播发射装置，可以是现有无线音频广播发射电台(机)、各类临时无线音频广播发射机、现有无线视频广播发射电台等。本发明也不排斥同时采用有线广播和／或有线电视等有线方式发送紧急信号。无线音频广播发射电台(机)、各类临时无线音频广播发射机可以是调频、调幅、短波、长波等类型，它们两个或更多类型并存。

(9)主端网络通信接口115：将以上各种紧急信号能够通过网络通信系统114发送出去并为终端所接收的网络接口，该接口可以是现有局域网、互联网等有线接口，也可以是无线移动通信接口(如GPRS，3G，4G接口)或WIFI等无线接口。

(10)网络通信系统114：通过上述主端网络通信接口115传送以上各种紧急信号并可为终端所接收的网络通信系统114，同时也可以通过该主端网络通信接口115接收来自终端的维护状态信息，这可以是现有局域网、互联网等有线网络，也可以是无线移动通信网络，也可是以上有线网络与无线网络的结合体，或者今后可能出现的具有类似作用的其它网络。

(11)主端电源供应器118：为主端设备提供电源的装置，可以是市电、后备电源、太阳能等，或者它们两个或更多类型并存。

(12)上级无线频道扫描接收器102：用于接收上级系统的无线广播发射器113发出的紧急信号。

(13)上级网络通信模块103：用于接收上级系统的主端网络通信接口115发出的紧急信号。

(14)上级信号解密器104：用于对上级无线频道扫描接收器102、上级网络通信模块103、上级主端北斗导航模块119接收的上级紧急信号的加密信号进行解密。

(15)上级地址译码器105：用于对上级无线频道扫描接收器102、上级网络通信模块103、上级主端北斗导航模块119接收的上级紧急信号的地址信号进行译码或提取。

(16)上级音频处理器107：用于对上级无线频道扫描接收器102、上级网络通信模块103接收的上级紧急信号的紧急广播音频信号进行提取或处理。

(17)主端维护器117：用于对主端设备各个部位的状态进行自我测试，并将维护状态信息(正常或有某些故障等信息)送给维护管理器116。

(18)维护管理器116：用于接收主端维护器117和终端维护器的维护状态信息，并对这些信息进行处理和管理，例如将某些故障信息显示出来、发出警告信号、发送短信到最近的维护／管理人员手机、发送EMAIL到相关维护／管理人员电子邮箱等，以期由维护／管理人员及时进行维修或护理。实际上，主端设备与终端的已经组成了一个可以自行维护的物联网体系。

(19)主端北斗导航模块119：用于接收上级紧急信号(如紧急加密信号、地址信号等)等用途，这通常作为系统的一个紧急信号的备份通道。

图2给出了终端组成原理图，各个模块的作用及其连接关系、工作原理等分述如下：

(1)无线频道扫描接收器201：接收以上主端设备发送的各种紧急信号，可以是现有无线音频广播信号、无线视频广播信号等。无线音频广播信号、各类临时无线音频广播信号，可以是调频、调幅、短波、长波等类型，或／和它们两个或更多类型并存。本发明也不排斥同时采用有线广播信号和／或有线电视信号等有线方式接收紧急信号。

(2)终端网络通信模块202：接收通过上述主端网络通信接口115及网络通信系统114传送的以上各种紧急信号，所述终端网络通信模块202所基于的网络可以是现有局域网、互联网及其组合等有线网络，也可以是无线移动通信网络，也可是以上有线网络与无线网络的结合体，或者今后可能出现的具有类似作用的其它网络。

(3)终端维护器203：用于对终端设备各个部位的状态进行自我测试，并将维护状态信息(正常或有某些故障等信息)输出到终端网络通信模块202并最终送给维护管理器116处理。

(4)信号解密器204：用于对来自无线频道扫描接收器201、终端网络通信模块202、终端北斗导航模块214接收的紧急信号的加密信号进行解密。

(5)地址译码器205：用于对来自无线频道扫描接收器201、终端网络通信模块202、终端北斗导航模块214接收的紧急信号的地址信号进行译码或提取。

(6)音频处理器206：用于对来自无线频道扫描接收器201、终端网络通信模块202接收的上级紧急信号的紧急广播音频信号进行提取或处理，音频信号可以是模拟信号也可以是数字音频信号。

(7)广播状态控制器207：通过信号解密器204对紧急信号中的加密信号进行解密和地址译码器205对地址的译码(提取)，以及本终端预设的地址进行比对来判定本终端是否进入紧急状态。解密后符合启动紧急状态的要求且地址符合预设的地址时，就控制本终端启动和进入紧急状态，实行紧急广播，广播的音频来自音频处理器206所提取或处理的紧急广播音频信号，也可以是通过特殊指令触发本终端预录的报警声等信号。当然，通过在主端设备授权使用和设置特殊的使用指令，也可以让终端以紧急工作状态用于常规播音用途，以实现资源共享。

(8)功率放大器208：对以上紧急广播音频信号进行功率放大，以驱动喇叭209。

(9)喇叭209：由功率放大器208驱动以还原紧急广播音频信号(电信号)对应的声音信号(声波)。

(10)终端电源供应器213：为终端提供电源的装置，可以是市电、后备电源(如发电机、UPS)、太阳能等，或者它们两个或更多类型并存。

(11)终端后备电池211：为了实现在以上终端电源供应器213断电的情况下对终端提供电源的电池。这种电池的典型选择是锂离子电池。当然也并不排斥今后可能出现的更好的电池或类似电池效能的储能装置如物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能电池或装置。

(12)终端后备电池211充电器：对以上终端后备电池211充电的装置。

(13)终端后备电池211管理系统210：对以上终端后备电池211进行保护、优化护理的装置(BMS)。

(14)终端北斗导航模块214：用于接收紧急信号(如紧急加密信号、地址信号等)等用途，这通常作为系统的一个紧急信号的备份通道。目前通过这个通道发送的紧急信号主要采取“短信报文”方式，因此，配合这种方式的特定的紧急广播信号(如报警声等)可以预先录制在终端中，通过特定加密指令触发播放。如果今后北斗系统可以提供数字语音服务时就可以直接传送紧急广播音频信号。

本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的主端设备典型实施方案如图3所示：(只有必要说明与前文主端设备实施方案相比有差别的环节)

(1)本地广播音频输入器108采用话筒输入放大电路和线路输入放大电路，以输入本地指挥人员、播音员等的紧急广播音频信号。

(2)上级无线频道扫描接收器102采用FM／AM／SW／LW全波段数字收音芯片si4734-c40，由终端ARM控制即可实现。

(3)网络通信系统114采用有线网络，通过局域网连接到互联网。

(4)网络通信接口115简化到脉冲变压器即可，因为主要网络接口硬件和TCP／IP协议等在主端ARM131中已经内置。

(5)主端电源供应器118采用了带后备电源的市电。

(6)无线广播发射器113则直接利用现有FM／AM／SW／LW音频广播电台设备。

(7)主端ARM131：这里的主端ARM131即采用的是SOC主端ARM131单片机，这种单片机具有强大的处理能力和外设配置，能够取代、简化下列模块：(这只是一种主端设备的典型实现方案之一，主端设备也可以采用计算机、计算机结合ARM系统等方案实现)

a)上级网络通信模块103：网络通信协议和相关处理软件在主端ARM131中已经内置。

b)上级信号解密器104：通过主端ARM131内置中断、定时器、I／O口、软件等实现；

c)上级地址译码器105：通过主端ARM131内置定时器、I／O口、软件等实现；

d)上级音频处理器107：通过主端ARM131内置ADC、DAC、I²S、软件等实现；

e)紧急状态启动器106：通过主端ARM131内置定时器、I／O口、软件等实现；

f)主端维护器117：通过主端ARM131内置ADC、I／O口、比较器、可编程运算放大器、软件等实现，如通过主端ARM131内这些资源测量关键点电压、关键节点电流来判断主端有无故障；

g)维护管理器116：通过主端ARM131内置定时器、I／O口、存储器、软件等实现；

h)本地紧急报警信号产生器109：通过主端ARM131内置定时器、DAC、I／O口、软件等实现；

i)地址码产生器110：通过主端ARM131内置定时器、I／O口、存储器、软件等实现；

j)加密信号产生器111：通过主端ARM131内置定时器、I／O口、存储器、软件等实现；

k)紧急信号发送器112：通过主端ARM131内置定时器、DAC、TCP／IP协议、I／O口、软件等实现。

此外，还增加了显示屏132、键盘133，用于必要的操作和必要的内容显示。其中键盘133已经包含了本地紧急状态触发器101。

本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的终端典型1实施方案如图4所示：(只有必要说明与前文终端实施方案相比有差别的环节)

(1)无线频道扫描接收器201采用FM／AM／SW／LW全波段数字收音芯片si4734-c40，由终端ARM215控制即可实现。

(2)终端网络通信模块202采用了无线移动通信模块，如GPRS模块由终端ARM215控制即可实现。

(3)功率放大器208采用了数字功率放大器208，这种功放具有发热小、能效高，有利于延长终端后备电池211的使用时间，从而降低成本。

(4)喇叭209采用了号筒喇叭209，这种喇叭209可以远距离送音，而且成本较低。

(5)以上数字功放-喇叭209的组合，采用了四组，目的是四个喇叭209朝向双方播音，而且就有很高的可靠性：有一组出现问题，其余仍然可以工作。

(6)终端后备电池211采用了锂离子电池组。

(7)终端电源供应器213采用了太阳能电池。

(8)终端后备电池211充电器采用与太阳能电池配套的充电芯片，如CN3722。

(9)终端后备电池211管理系统210可用专用的锂电池系统BMS芯片如bq77PL900。

(10)终端ARM215：这里的终端ARM215即采用的是SOC终端ARM215单片机，这种单片机具有强大的处理能力和外设配置，能够取代、简化下列模块：

①信号解密器204：通过终端ARM215内置中断、定时器、I／O口、软件等实现；

②地址译码器205：通过终端ARM215内置定时器、I／O口、软件等实现；

③音频处理器206：通过终端ARM215内置ADC、DAC、I²S、软件等实现；

④广播状态控制器207：通过终端ARM215内置定时器、I／O口、软件等实现；

⑤终端维护器203：通过终端ARM215内置ADC、I／O口、比较器、可编程运算放大器、软件等实现，如通过终端ARM215内这些资源测量关键点电压、关键节点电流来判断终端有无故障；

⑥终端后备电池211管理系统210：通过终端ARM215内置I²C、I／O口、比较器、可编程运算放大器、软件等，配合电池系统BMS芯片实现对终端后备电池211的电压检测与保护、电流检测与保护、对容量的监测实现均衡护理等。

本发明的突发灾害紧急无线公共广播系统的终端典型2实施方案如图5所示：

与图4的典型方案1相比，终端网络通信模块采用了邮箱网络通讯模块，数字功放和号筒喇叭只采用了1组，其余相同。此方案适合于就有有线网络的位置(如城市内)使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (18)

1.突发灾害紧急无线公共广播系统，由主端设备和若干终端组成，其特征在于： 

所述主端设备由本地紧急状态触发器、紧急状态启动器、本地广播音频输入器、本地紧急报警信号产生器、地址码产生器、加密信号产生器、紧急信号发送器、无线广播发射器、主端网络通信接口、网络通信系统、主端电源供应器组成； 

所述紧急状态启动器连接到所述紧急信号发送器，以在所述本地紧急状态触发器发出紧急启动信号或在上级系统发出紧急启动信号时打开所述紧急信号发送器输出紧急启动信号和紧急广播音频信号； 

所述本地紧急报警信号产生器、所述地址码产生器、所述加密信号产生器、所述紧急信号发送器均连接到所述紧急信号发送器；所述紧急信号发送器连接到所述无线广播发射器和所述主端网络通信接口，所述主端网络通信接口连接到所述网络通信系统，以发送紧急广播信号； 

所述终端由无线频道扫描接收器、终端网络通信模块、终端维护器、信号解密器、地址译码器、音频处理器、广播状态控制器、功率放大器、喇叭、终端后备电池管理系统、终端后备电池、终端后备电池充电器、终端电源供应器组成； 

所述无线频道扫描接收器、终端网络通信模块均与所述信号解密器、所述地址译码器、所述音频处理器连接，所述信号解密器、所述地址译码器均与所述广播状态控制器连接，所述音频处理器与所述功率放大器，所述功率放大器与所述喇叭连接； 

所述终端电源供应器连接到所述终端后备电池充电器，所述终端后备电池充电器连接到所述终端后备电池，所述终端后备电池与所述终端后备电池管理系统相连； 

所述终端维护器连接到所述终端网络通信模块，以发出终端维护状态信息。 

2.根据权利要求1所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含上级无线频道扫描接收器、上级网络通信模块、 上级信号解密器、上级地址译码器、上级音频处理器； 

所述上级无线频道扫描接收器与所述上级网络通信模块均与所述上级信号解密器、所述上级地址译码器、所述上级音频处理器连接，所述上级信号解密器、所述上级地址译码器均连接到所述紧急状态启动器，以获得上级系统发来的紧急启动信息，所述上级音频处理器连接到所述紧急信号发送器，以获得上级紧急广播音频信号。 

3.根据权利要求1所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含维护管理器，并与所述网络通信接口连接，以与所述网络通信系统进行通信。 

4.根据权利要求3所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含主端维护器，并连接到所述维护管理器，以发送所述主端设备的维护状态信息。 

5.根据权利要求2所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含维护管理器，并与所述网络通信系统连接，以通过该网络通信系统进行通信。 

6.根据权利要求2所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含维护管理器、主端维护器，所述主端维护器连接到所述维护管理器，以发送所述主端设备的维护状态信息。 

7.根据权利要求2所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含主端北斗导航模块，所述终端还包含终端北斗导航模块，以收发紧急广播信息和维护状态等信息。 

8.根据权利要求3所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含主端北斗导航模块，所述终端还包含终端北斗导航模块，以收发紧急广播信息和维护状态等信息。 

9.根据权利要求4所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含主端北斗导航模块，所述终端还包含终端北斗导航模块，以收发紧急广播信息和维护状态等信息。 

10.根据权利要求5所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含主端北斗导航模块，所述终端还包含终端北斗导航模块，以收发紧急广播信息和维护状态等信息。 

11.根据权利要求6所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述主端设备还包含主端北斗导航模块，所述终端还包含终端北斗导航模块，以收发紧急广播信息和维护状态等信息。 

12.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述无线频道扫描接收器至少包含调频无线广播频道的扫描接收模块。 

13.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述无线频道扫描接收器至少同时包含调频和短波无线广播频道的扫描接收模块。 

14.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述无线频道扫描接收器至少同时包含调频、中波和短波无线广播频道的扫描接收模块。 

15.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述无线频道扫描接收器至少同时包含调频、中波、长波和短波无线广播频道的扫描接收模块。 

16.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述无线频道扫描接收器至少包含调频和短波无线广播频道的扫描接收模块，所述终端网络通信模块至少包含无线移动通信模块。 

17.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述无线频道扫描接收器至少包含调频和短波无线广播频道的扫描接收模块，所述终端网络通信模块至少包含无线移动通信模块，所述终端后备电池为多节锂离子电池串接的电池组。 

18.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的突发灾害紧急无线公共广播系统，其特征在于，所述无线频道扫描接收器至少包含调频、中波、长波和短波无线广播频道的扫描接收模块，而且至少包含所述2套相同的调频、中波、长波和短波无线广播频道的扫描接收模块以加速搜索并提高可靠性，所述终端网络通信模块至少包含无线移动通信模块，所述终端后备电池为多节锂离子电池串接的电池组。