CN206506623U - 多类型应急广播信号发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多类型应急广播信号发生装置，包括多个信源板卡和工控机；各信源板卡通过PCI总线接入所述工控机；所述多个信源板卡包括用于输出模拟中波应急广播信号的中波信源板卡、用于输出RDS应急广播信号的调频信源板卡、用于输出遵循DTMB应急广播标准的TS流应急广播信号的第一TS流信源板卡和用于输出遵循DVB‑C应急广播标准的TS流应急广播信号的第二TS流信源板卡。本实用新型中多类型应急广播信号发生装置采用PC总线体系，支持应急广播信令及节目的解析、解码，结合不同功能的板卡，实现中波信号、调频信号、RDS信号以及TS流等的应急广播信号输出。

Description

多类型应急广播信号发生装置

技术领域

本实用新型涉及广播电视领域，特别是涉及一种多类型应急广播信号发生装置。

背景技术

应急广播是广播电视领域非常重要的公益事业建设项目，以广电为主导，将各级政府、各部门的应急信息通过广播电视各种节目传播的覆盖传播体系。随着应急广播工程的全面开展，应急广播基础设施的建设也不断扩大，特别是在特殊情况下机动应急广播播出系统的需求也在不断地加大，同时各省市级地方政府需要依据各地的实际情况，对不同类型、不同厂家的应急广播设备需要进行功能的验证，性能的测试。因此需要一种可以涵盖所有广播电视信号类型，同时又兼具应急广播播控平台功能的多类型应急广播信号发生系统。

发明内容

为了解决上述技术问题的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种多类型应急广播信号发生装置。

为解决上述技术问题，本实用新型中的一种多类型应急广播信号发生装置，包括多个信源板卡和工控机；各信源板卡通过PCI总线接入所述工控机；所述多个信源板卡包括用于输出模拟中波应急广播信号的中波信源板卡、用于输出RDS应急广播信号的调频信源板卡、用于输出遵循DTMB应急广播标准的TS流应急广播信号的第一TS流信源板卡和用于输出遵循DVB-C应急广播标准的TS流应急广播信号的第二TS流信源板卡。

可选地，各信源板卡均包括与局部总线连接的FPGA和用于将所述局部总线与所述PCI总线桥接的PCI桥接芯片。

可选地，所述中波信源板卡还包括数字模拟转换器、第一功率放大器和第一射频接口；

所述中波信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收节目信号和信令数据；所述节目信号和所述信令数据经所述中波信源板卡中FPGA生成数字中波应急广播信号，所述数字中波应急广播信号经所述数字模拟转换器调制成模拟中波应急广播信号，再经所述第一功率放大器由第一射频接口输出。

具体地，所述中波信源板卡还包括第一微控制单元；

所述中波信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收节目信号和信令数据；将所述信令数据传输给所述第一微控制单元；所述微控制单元将所述信令数据传输给加密设备，以使所述加密设备加密所述信令数据，加密的信令数据经所述第一微控制单元传输给所述中波信源板卡中FPGA；所述节目信号和所述加密的信令数据经所述中波信源板卡中FPGA生成数字中波应急广播信号。

可选地，所述调频信源板卡还包括调频输出模块、带通滤波器和第二功率放大器；

所述调频信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收接收节目信号和RDS数据；所述节目信号和所述RDS数据经所述调频输出模块复合，产生的RDS应急广播信号经所述带通滤波器和所述第二功率放大器输出。

可选地，所述第一TS流信源板卡还包括两路异步串行接口、第一接口转换芯片、第一TS流复用器和第二接口转换芯片；所述两路异步串行接口用于分别接收节目信号与应急广播；所述节目信号与应急广播经所述第一接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，所述两路并行的TS流数据在所述第一TS流复用器中合并成一路并行TS流数流；最后经所述第二接口转换芯片转成遵循DTMB应急广播标准的TS流应急广播信号输出。

可选地，所述第二TS流信源板卡还包括两路异步串行接口、第三接口转换芯片、第二TS流复用器和第四接口转换芯片；所述两路异步串行接口用于分别接收节目信号与应急广播；所述节目信号与应急广播经所述第三接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，所述两路并行的TS流数据在所述第二TS流复用器中合并成一路并行TS流数流；最后经所述第四接口转换芯片转成遵循DVB-C应急广播标准的TS流应急广播信号输出。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型中多类型应急广播信号发生装置采用PC总线体系，支持应急广播信令及节目的解析、解码，结合不同功能的板卡，实现中波信号、调频信号、RDS信号以及TS流等的应急广播信号输出。本实用新型中装置高集成度、高灵活度的设计能够为各地方政府提供统一化的测试验证平台，也为各类的机动应急广播发射系统提供了应急广播播出信号。

附图说明

图1是本实用新型实施例中多类型应急广播信号发生装置的系统结构框图；

图2是本实用新型实施例中多类型应急广播信号发生装置的硬件结构示意图；

图3是本实用新型实施例中中波信源板卡的硬件结构示意图；

图4是本实用新型实施例中调频信源板卡的硬件结构示意图；

图5是本实用新型实施例中第一TS流信源板卡的硬件结构示意图；

图6是本实用新型实施例中第二TS流信源板卡的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种多类型应急广播信号发生装置，以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。

本实用新型中一种多类型应急广播信号发生装置，包括多个信源板卡和工控机；各信源板卡通过PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线接入所述工控机；所述多个信源板卡包括用于输出模拟中波应急广播信号的中波信源板卡、用于输出RDS(Radio Data System，无线数据广播系统)应急广播信号的调频信源板卡、用于输出遵循DTMB(Digital Television Terrestrial Multimedia，数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制)应急广播标准的TS流应急广播信号的第一TS(TransportStream，)流信源板卡和用于输出遵循DVB-C(Digital Video Broadcasting，数字视频广播)应急广播标准的TS流应急广播信号的第二TS流信源板卡。

本实用新型中多类型应急广播信号发生装置可以通过网络与各级应急广播播控系统相连，接收应急广播的信令以及节目，根据对应急广播信令的解析，生成附带应急广播指令以及内容的不同类型广播电视信号。在无法实现与应急广播播控系统相连的情况下，多类型应急广播信号发生系统可以通过自身的管理软件完成设置应急广播指令，配置各类板卡的工作模式，接入应急广播节目等工作，实现不同类型广播电视信号应急广播节目的输出。

受限于有无网络，传输通道要求以及传输质量高低，通过有线电视网络的地区利用有线调频共缆的方式传送应急广播调频信号。有线网络未通的地区，可利用无线调频信号传送广播信号。有线数字电视采用DVB-C制式，利用同轴线缆传输。无线地面数字电视采用DTMB制式，利用无线地面数字电视发射机发射无线信号进行传输。此技术的优点在于可以采用数字信号进行传输，质量高，失真小，组网方式灵活，可以传送音视频文本等多种形式的应急广播，以满足今后应急广播发展的需求。

本实用新型中多类型应急广播信号发生装置的系统结构框图如图1所示，各信源板卡均包括与局部总线连接的FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)和用于将所述局部总线与所述PCI总线桥接的PCI桥接芯片。具体说，采用工控机为硬件平台，采用标准的计算机架构体系，通过TCP/IP接收应急广播播控平台传输的应急广播节目信令和节目。不同功能的信号生成板卡通过PCI总线接入到工控机内，提供多种类型信号的射频接口、ASI(Asynchronous Serial Interface，异步串行接口)接口、音频接口以及IP接口。

多类型应急广播信号发生装置采用PC总线体系，支持应急广播信令及节目的解析、解码，结合不同功能的板卡，实现中波信号、调频信号、RDS信号以及TS流等的应急广播信号输出。同时具备接收信令的身份认证功能以及控制信令身份认证信息二次生成的功能。信号板通过PCI桥接芯片将PCI总线上的操作映射在Local Bus(局部)总线上，通过FPGA接收节目信号，信令数据以及控制信号。

本实用新型中多类型应急广播信号发生装置软件共分成三层进行设计：

a)应用层：应用层实现多任务调度，负责正常节目流与应急广播节目流的获取，部分格式的音频流文件需要解码处理；节目流的传输；配置功能板卡的工作模式；读取功能板卡的工作状态。

b)驱动层：驱动层实现应用层与物理层的数据交互链路，用户层可以通过驱动层完成IO的读写，Memory的读写，以及提交物理层的产生的中断。

c)物理层：物理层通过寄存器的不同设置决定当前设备的功能，并根据当前的工作状态配置状态寄存器。

本实用新型中多类型应急广播信号发生装置主体采用高端便携机，金铝合金结构，强度高，防腐蚀。配备宽视角，采用高亮度300流明液晶屏，具有独特的VGA方式输出，配有87键键盘以及键盘下部有鼠标。机箱具有多个扩展槽位，满足不同板卡需求。

主体外形尺寸464(W)*356(H)*221(D)mm，重量9KG，采用400W ATX工业电源，CPU为Intel P4/双核、I/Xeon系列；硬盘为EIDE,SCSI,SATA；支持CD/CD-RW/DVD/DVD-RW驱动；硬件板卡使用标准的PCI板卡，厚度要求1.6mm，金手指槽位接口。机箱四角配有独特的防震橡胶垫，包装具有航空拉杆箱。

以下详细说明各子卡(信源板卡)。

1、中波信源板卡：

如图3所示，中波信源板卡包括FPGA、局部总线、数字模拟转换器、第一功率放大器和第一射频接口；

所述中波信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收节目信号和信令数据；所述节目信号和所述信令数据经所述中波信源板卡中FPGA生成数字中波应急广播信号，所述数字中波应急广播信号经所述数字模拟转换器调制成模拟中波应急广播信号，再经所述第一功率放大器由第一射频接口输出。

详细说，中波信号板通过PCI桥接芯片(PLX9054)将PCI总线上的操作映射在LocalBus总线上，通过FPGA(CME-M5)接收节目信号，信令数据以及控制信号。

控制信号用于设置板卡的工作模式，检测工作状态。正常的音频节目信号根据格式的分别进行处理，MP3、AAC、MWA等格式的音频流经过音频解码器输出PCM数据流，PCM数据流则直接由FPGA进行处理。信令数据由MCU通过UART传输到外接的信令加密调制卡，经信令加密调制卡进行加密调制后，再通过I2S总线回传到FPGA。外部的看门狗电路用于非正常情况下的逻辑复位。

把数字基带信号通过音频的DAC芯片(DAC5761)生成模拟信号供调试使用，其它的信号则可以通过串口进行调试输出。该调试模型也将用于本方案其它的板卡设计当中。

由FPGA生成的数字中波信号经高速的DAC调制成模拟中波射频信号，再经功率放大器由射频接口输出。

其中，串口接口采用DB9针座，射频信号接口采用BNC座。

也就是说，所述中波信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收节目信号和信令数据；将所述信令数据传输给所述第一微控制单元；所述微控制单元将所述信令数据传输给加密设备，以使所述加密设备加密所述信令数据，加密的信令数据经所述第一微控制单元传输给所述中波信源板卡中FPGA；所述节目信号和所述加密的信令数据经所述中波信源板卡中FPGA生成数字中波应急广播信号。

2、调频信源板卡

如图4所示，所述调频信源板卡包括FPGA、调频输出模块、带通滤波器和第二功率放大器；

所述调频信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收接收节目信号和RDS数据；所述节目信号和所述RDS数据经所述调频输出模块复合，产生的RDS应急广播信号经所述带通滤波器和所述第二功率放大器输出。

详细说，调频信号板通过PCI桥接芯片(PLX9054)将PCI总线上的操作映射在LocalBus总线上，通过FPGA(CME-M5)接收节目信号，RDS数据以及控制信号。

控制信号用于设置板卡的工作模式，检测工作状态。正常的音频节目信号根据格式分别进行处理，MP3、AAC、MWA等格式的音频流经过音频解码器输出PCM(Pulse CodeModulation，脉冲编码调制)数据流，PCM数据流则直接由FPGA进行处理。通过调频输出模块将RDS数据与节目数据进行复合，产生的复合信号经带通滤波器与功率放大器输出。外部看门狗电路用于非正常情况下的逻辑复位。

其中，串口接口采用DB9针座，射频信号接口采用BNC座。

3、TS流信号(DTMB)板卡(即用于输出遵循DTMB应急广播标准的TS流应急广播信号的第一TS流信源板卡)

如图5所示，所述第一TS流信源板卡包括FPGA、两路异步串行接口、第一接口转换芯片、第一TS流复用器和第二接口转换芯片；所述两路异步串行接口用于分别接收节目信号与应急广播；所述节目信号与应急广播经所述第一接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，所述两路并行的TS流数据在所述第一TS流复用器中合并成一路并行TS流数流；最后经所述第二接口转换芯片转成遵循DTMB应急广播标准的TS流应急广播信号输出。

详细说，信号板卡通过PCI桥接芯片(PLX9054)将PCI总线上的操作映射在LocalBus总线上，通过FPGA(CME-M5)接收控制信号。用于控制TS流复用器的工作模式以及读取TS流复用器的工作状态。

正常广播节目与应急广播两路数据由ASI接口进入板卡，通过接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，在TS流复用器中将两路数据合并成一路并行TS流输出，最后由接口转换芯片转成ASI格式输出。也可以将IP信道接收的应急广播信令以及节目复用到正常节目的TS流中，完成应急广播信号输出。外部的看门狗电路用于非正常情况下的逻辑复位。

4、TS流信号(DVB-C)板卡(即用于输出遵循DVB-C应急广播标准的TS流应急广播信号的第二TS流信源板卡)

如图6所示，所述第二TS流信源板卡包括FPGA、两路异步串行接口、第三接口转换芯片、第二TS流复用器和第四接口转换芯片；所述两路异步串行接口用于分别接收节目信号与应急广播；所述节目信号与应急广播经所述第三接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，所述两路并行的TS流数据在所述第二TS流复用器中合并成一路并行TS流数流；最后经所述第四接口转换芯片转成遵循DVB-C应急广播标准的TS流应急广播信号输出。

详细说，TS流信号(DVB-C)板通过PCI桥接芯片(PLX9054)将PCI总线上的操作映射在Local Bus总线上，通过FPGA(CME-M5)接收控制信号。用于控制TS流复用器的工作模式以及读取TS流复用器的工作状态。

正常广播节目与应急广播两路数据由ASI接口进入板卡，通过接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，在TS流复用器中将两路数据合并成一路并行TS流输出，最后由接口转换芯片转成ASI格式输出。也可以将IP信道接收的应急广播信令以及节目复用到正常节目的TS流中，完成应急广播信号输出。外部的看门狗电路用于非正常情况下的逻辑复位。

本实用新型中多类型应急广播信号发生装置基于调频信号技术的广播系统传输质量高、失真小、可靠性高、建设运行成本低，是传输调频信号的理想方式。在有线网络通达的地区可以采用有线调频副载波，在有线网络尚未通达的部分地区，采用无线调频副载波进行补充，可以满足较偏远地区应急广播技术的实现。采用有线网络IP技术实现应急广播，具备安全、可靠、双向传输、可管可控、通信流畅的特点。并且软件可实现远程操作、在线升级和管控，容量可以根据需要不断扩展，可传输高保真音质以满足任何广播需求，利用IP网络特点可以方便地实现多路并发的功能。具备双向能力的有线网络IP通道，也为日常网管和应急演练提供了便利条件。

并且组网方式灵活，充分考虑地区的网络覆盖状况，到行政村一级采用数字信号进行传输，质量高，失真小，可以传送音视频文本等多种形式的应急广播，以满足今后应急广播发展的需求，对以后应急广播发展起到了积极效果。

虽然本申请描述了本实用新型的特定示例，但本领域技术人员可以在不脱离本实用新型概念的基础上设计出来本实用新型的变型。

本领域技术人员在本实用新型技术构思的启发下，在不脱离本实用新型内容的基础上，还可以对本实用新型做出各种改进，这仍落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多类型应急广播信号发生装置，其特征在于，所述装置包括多个信源板卡和工控机；各信源板卡通过PCI总线接入所述工控机；所述多个信源板卡包括用于输出模拟中波应急广播信号的中波信源板卡、用于输出RDS应急广播信号的调频信源板卡、用于输出遵循DTMB应急广播标准的TS流应急广播信号的第一TS流信源板卡和用于输出遵循DVB-C应急广播标准的TS流应急广播信号的第二TS流信源板卡。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，各信源板卡均包括与局部总线连接的FPGA和用于将所述局部总线与所述PCI总线桥接的PCI桥接芯片。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述中波信源板卡还包括数字模拟转换器、第一功率放大器和第一射频接口；

所述中波信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收节目信号和信令数据；所述节目信号和所述信令数据经所述中波信源板卡中FPGA生成数字中波应急广播信号，所述数字中波应急广播信号经所述数字模拟转换器调制成模拟中波应急广播信号，再经所述第一功率放大器由第一射频接口输出。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述中波信源板卡还包括第一微控制单元；

所述中波信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收节目信号和信令数据；将所述信令数据传输给所述第一微控制单元；所述微控制单元将所述信令数据传输给加密设备，以使所述加密设备加密所述信令数据，加密的信令数据经所述第一微控制单元传输给所述中波信源板卡中FPGA；所述节目信号和所述加密的信令数据经所述中波信源板卡中FPGA生成数字中波应急广播信号。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述调频信源板卡还包括调频输出模块、带通滤波器和第二功率放大器；

所述调频信源板卡中FPGA用于从所述PCI总线接收接收节目信号和RDS数据；所述节目信号和所述RDS数据经所述调频输出模块复合，产生的RDS应急广播信号经所述带通滤波器和所述第二功率放大器输出。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一TS流信源板卡还包括两路异步串行接口、第一接口转换芯片、第一TS流复用器和第二接口转换芯片；所述两路异步串行接口用于分别接收节目信号与应急广播；所述节目信号与应急广播经所述第一接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，所述两路并行的TS流数据在所述第一TS流复用器中合并成一路并行TS流数流；最后经所述第二接口转换芯片转成遵循DTMB应急广播标准的TS流应急广播信号输出。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二TS流信源板卡还包括两路异步串行接口、第三接口转换芯片、第二TS流复用器和第四接口转换芯片；所述两路异步串行接口用于分别接收节目信号与应急广播；所述节目信号与应急广播经所述第三接口转换芯片变成两路并行的TS流数据，所述两路并行的TS流数据在所述第二TS流复用器中合并成一路并行TS流数流；最后经所述第四接口转换芯片转成遵循DVB-C应急广播标准的TS流应急广播信号输出。