全數字公共廣播系統在智能化大樓中的應用

文│ 上海金橋信息股份有限公司 黃 亮

全數字公共廣播系統在智能化大樓中的應用

文│ 上海金橋信息股份有限公司 黃 亮

1 需求分析

隨著數字技術在各行各業的快速發展，智能化大樓弱電系統越來越趨向于數字化、總線化。采用數字化、總線化結構為實現整個系統強大的功能和簡便應用提供先決的技術條件。

公共廣播系統作為弱電系統的一部分，也同樣受到了數字技術的進步所帶來的改變。從最初的傳統模擬系統到控制功能數字化再到基于綜合布線網絡基礎的網絡系統，一直到現在的音頻信號與控制信號均采用數字信號并在一條總線上傳輸的總線式全數字公共廣播系統。公共廣播系統走過了從模擬到數字的技術發展之路，因此產生總線式全數字公共廣播系統是一種技術發展的必然結果。

Praesideo是全數字化公共廣播系統，它可以滿足專業用戶對公共廣播、緊急廣播系統的所有要求。該系統把創新、先進的數字技術帶入公共廣播市場，音頻信號和控制信號的處理和通信全部在數字領域進行，數字信號的處理使音頻質量大幅提高。Praesideo可用PC進行設置，使安裝和調整參數的操作變得簡單、方便。

2 Praesideo廣播系統簡介

2.1 Praesideo兼備緊急和公共廣播功能

Praesideo兼備公共廣播和緊急廣播功能，但絕不是把兩個系統簡單地拼湊在一起，這是一個可以自由設置的系統。Praesideo符合緊急音響廣播系統（包括聲訊報警和疏散）的主要標準，如從話筒的電容膜開始到揚聲器，全程實現自動和規范的系統監測。

2.2 智能公共廣播系統

Praesideo的主要特點包括：

（1）全數位的公共廣播系統和應急系統

采用光纖連接保證了信號的傳輸通暢，并使傳輸距離大大增加。

（2）網絡化為安裝帶來極大方便

Praesideo無須另外接線，從根本上消除了安裝的繁瑣；整個系統可通過PC進行重置；通過TCP/IP還可以進行遠端存取。

（3）分散處理能力帶來的靈活性

實際上每個系統單元都有自己的數位信號處理器（DSP）。這種分散處理的結構使每個單元都能根據所處的聲音環境和所需的功能進行獨立優化。

（4）其他增加的功能

◆ 聲訊報警；

◆預先錄制的聲音資訊和報警信號可在整個建筑物中選定的區域進行廣播；

◆消防員呼叫站符合疏散要求；

◆持續的全系統自檢，使其時時處于戒備狀態，以應對緊急情況的發生；

◆接受不同類型數據源的輸入，如呼叫站、話筒、音樂源等；

◆提供多種輸出功能，可將資訊傳到單個或多個區域；

◆提供多樣化廣播，可以同時播放多達28個無壓縮的音頻信號；

◆結合常規公共廣播系統的所有功能，如優先呼叫、鐘鳴和時間聲訊、重放預先錄音的資訊等。

2.3 數位化的優勢

Praesideo的音頻處理、通信和控制功能全部在數位域進行。

（1）高音質

CD質量的數位化音頻信號可以保證輸入系統的聲音和系統輸出的聲音一樣清晰。且可記錄和存儲大量不同長度的語音或音頻信號（取決于快閃記憶體CF卡的容量）。另一個優點是數位錄音質量有絕對保證。

（2）編程能力和可擴容性

播出的資訊可通過任何呼叫站的鍵盤或控制器選擇輸入，系統可以全面設置，這樣便為區域的分配和數量設定、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巨大的靈活性。實際上每個系統單元（結點）都裝備了自己的數位信號處理和輸入觸點，所以系統有極強的可擴容性。系統的數位信號處理能力擴展了系統級聯的能力，這樣可以根據需要量身定造系統，如此一來所節約的投資是非常可觀的。

（3）光纖分配網絡提高信號完整性

采用光纖網絡在保證高穩定性的同時避免干擾。根據傳送距離的不同，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 網絡架構優勢

（1）自由選擇設備的位置

和傳統的公共廣播系統不同，Praesideo采用網絡架構，而不是將系統中的各個設備連接到中央控制器。這種架構為系統設計帶來真正的自由，菊鏈式網絡布局決定了系統設備可以連接在網絡的任何位置。系統采用光纜連接，所有信號都在同一光纜中傳輸，不需要其他接線。系統具備強大的可擴展性，以適應需求的變化。靈活的系統架構允許其他設備放在建筑物中最合適的地方。

（2）可靠性

將網絡尾端連接可建立起一個冗余環路，這樣網絡光纜任何一點斷開都不會影響操作，對于應急系統而言，這一點是非常重要。當一個系統中的設備產生故障時，系統可自動完成向備份機的轉換。

（3）分散處理

這種網絡架構的另一特點是，音頻信號輸入和輸出的處理均在各系統設備本身進行。如此可帶來巨大的好處，因為各系統設備可根據自己所處的聲學環境和功能進行優化調整。同時還可以使系統的中央設備，即網絡控制器集中處理其他任務，如廣播的路由、重放預先錄音的資訊等。

2.5 容易與外部設備連接

（1）容易與外部設備連接

Praesideo的先進性不僅體現在自身的網絡架構，它還具有以太網和RS232的介面，很容易與其他品牌和類型的外部設備互連。火警遠端自動播音、旅客資訊顯示等系統都能與介面連接。

（2）遠端設置和診斷

由于Praesideo采用網絡技術，得到授權的使用者可以從任何地點進行遠端存取和系統監測。網絡控制器有個內置的網絡服務器，可以方便、快捷地用PC對系統進行配置或重置。登錄網絡可通過軟件對功能參數進行設置，而無須到設備端進行調整，從而大幅度節約了安裝和調試的時間并對產生的問題給予快速地反應。

（3）容易使用

不僅使安裝和設置變得簡單，各設備的操作也更加直接，如呼叫站和鍵盤的配合使用將豐富的功能和簡便的操作融為一體。呼叫站具有“按下即講”的性能，鍵盤可預先設置，可單鍵啟動。

2.6 適用于所有環境的系統

Praesideo的設計理念是簡單的系統結構，這個理念具體體現在系統設備的數量要盡量減少且各設備間的互連性要增強。在一個設備上結合多項功能就能使系統設備的數量降到最少。

3 背景廣播設計概要

3.1 音源傳輸模式

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

3.2 通信鏈路設計

Praesideo系統具有冗余與非冗余兩種通信鏈路結構。冗余鏈路優點是系統中的任意一個設備出現故障都不會影響其他設備的正常工作，系統可靠性極高。缺點是增加了系統的光纜長度和布線成本。而非冗余鏈路的特點則與之相反。

3.3 揚聲器選型

揚聲器應定壓式的、按播音區域的聲壓級要求、根據業主方使用要求及安裝環境條件、業主對揚聲器的外觀要求來選擇。

3.4 各區域揚聲器總功率確定

根據某區域的揚聲器功率及布點情況，編制系統配置點表，確定某區域的揚聲器總功率，以便選擇合適功率的放大器。注意：本系統功率放大器的單路功率最大為500W。若某個區域的功率超過此值，可以將該區域的揚聲器接成2個或3個回路至功放。在對系統編程時，可以將不同功放的音頻輸出編成一個組，視為同一區域。

3.5 系統設備配置

（1）每個系統必須配一臺網絡控制器。

（2）根據業主需求選擇音源及其數量。

（3）根據各區域的功率選擇合適的功率放大器型號和數量。

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

（5）為避免功放至揚聲器的線路過長而導致功率衰減，同時為節約布線成本，網絡控制器和功放宜分開放置，即將功放設置到相應的樓層中，但必須核算系統的光纜總長度。

（6）單系統（指廣播系統只用一臺網絡控制器）最大結點數為63，最大光纜長度為2km，隨著設備數量（結點）的增加，最大長度相應縮短。

（7）當系統的結點數或光纜長度不能滿足需求時，可采用兩個或多個網絡控制器構成雙系統或多系統。同時需配置傳送網絡音頻的設備LBB4404/00 CobraNet Interface。子系統之間通過網絡傳輸控制信號和音頻信號傳輸。

（8）按業主要求配置呼叫站及鍵盤的數量和擺放位置。

（9）按需配置網絡分路器、光纖界面、揚聲器、音量控制器和其他附件。

（10）與消防設計協商消防信號和本系統的配接點。

3.6 消防聯動設計

（1）為滿足廣播系統在發生緊急情況時自動播放通知的需要，在網絡控制器內插入數位音訊記憶體。網絡控制器設有一個快閃記憶體的插口，用戶可根據自己的需要來選擇快閃記憶體的容量。通過網絡控制器可以同時播出4個聲訊錄音，這些錄音信息可以由外部的定時器或控制觸點來觸發。接入系統后，由網絡控制器來進行程式設定，完成對指定區域的緊急廣播。

（2）在正常情況下，廣播系統在公共部位播放背景音樂或工作性呼叫；當發生緊急狀況時，可由系統自動或手動將特定區域的背景音樂強制切換為緊急廣播。

（3）根據業主需要，有的廣播區域需要臨時調節音量或關閉背景音樂。高級賓館的客房一般還應安裝供賓客選擇不同音樂的音源選擇器，本系統可以使用音控器和音源選擇器。當發生緊急情況時，系統通過控制輸出觸點將節目源自動切換到消防緊急廣播。

（4）當系統處于無人值班的情況下，一旦接收到緊急報警信息，系統可以通過在數位音訊記憶體預先錄制的廣播信息，及時通知相關區域內的所有人員，通過正確的引導程序，快速、安全地指揮所有人員安全撤離事故現場，來配合緊急報警作出應急處理，大大加強了相關人員的安全自救能力。

3.7 音量控制方式的確定

Praesideo數字公共廣播系統的音量調節可通過軟件定義呼叫站的鍵盤按鈕來實現。它可以分別調節各個區域的音量，使之滿足特定區域對音量的要求。但是，它不能控制到某個特定的揚聲器。

為應對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。三線式控制的優點在于省掉DC 24V電源，不僅節約成本，而且布線方便美觀，系統可靠性高。四線制控制的特點在于音頻傳輸線和控制線獨立，當系統局部區域（如客房）有音源選擇器時應使用四線制。

3.8 音頻線的選材及最長傳輸距離的確定

功放的功率輸出至揚聲器的傳輸線宜選用雙絞線，不宜采用發燒線等雙線平行的線材。因為一般傳輸距離都較長，采用平行線存在分布電容，容易產生干擾。

4 管理軟件

本系統中我們為用戶免費提供某管理軟件，軟件的具體功能主要包括：配置軟件，出廠前已安裝在網絡控制器內；診斷/記錄軟件，出廠前已安裝在網絡控制器內；文件傳輸軟件由網絡控制器提供，待安裝在配置用的PC上。

4.1 配置軟件

配置軟件用于系統配置。除了文件傳送功能外，配置軟件安裝在網絡控制器上。任何安裝有IE5.0或以上版本的PC都能通過TCP/IP連接到網絡控制器應用配置和記錄功能，無需在PC上額外安裝特殊的軟件。系統也可以在沒有配置PC的情況下運行。配置軟件只在安裝和改變已存在的系統配置時使用。

錯誤查詢可通過“診斷和記錄軟件”來實現。配置軟件的設計使得第一次使用人也能得心應手，配置軟件的幫助功能表便于用戶查找不同配置參數及處理的相關資訊。

4.2 診斷和記錄軟件

診斷和記錄軟件的主要功能是監視和記錄公共廣播系統中所有單元的狀態。它記錄所有事件，如呼叫和系統單元的狀態變化，提供系統當前狀態的顯示。將PC連接到裝有配置和診斷/記錄軟件的網絡控制器上，可以使用軟件的模組進行即時記錄。

4.3 文件傳送軟件

文件傳送軟件的主要目的是將數據和音頻文件從PC傳送到網絡控制器。它具有以下功能：

◆使用權受使用者的身份認證和口令保護；

◆把資訊編輯成組（多個WAV文件），資訊組可存儲在PC或傳送到網絡控制器；

◆將用離線方式設置的系統配置傳送到網絡控制器；

◆從網絡控制器下載配置文件；

◆從網絡控制器向PC下載記錄數據；這個文件可以通過微軟公司的辦公室軟件，如Word、Execl或Access進行查看。

5 結束語

隨著現代建筑技術的飛速發展，對智能化大樓的自動化需求也就更高，消防法規亦更加強調預防火災及災害后的緊急救護措施。為使公共廣播系統跟上時代并符合法律法規的要求，改進傳統公共廣播系統體積龐大、配線復雜和長時間維修的缺陷，采用網絡結構的廣播系統已是未來廣播整合的必然趨勢。