智能校园广播系统的设计 ————谈Ex-518智能校园广播系统

一、自动控制智能分区广播系统特点：

1． 智能控制：纯软件控制，在作息项播放前10-100秒（可设置），自动打开播放设备电源，播放结束，自动关闭播放设备电源。

2． 定时自动广播设备的技术标准

     一周可设置七套节目，定时播放上下课音乐讯号、保健操、背景音乐；定时转播（放）电台和磁带节目。这就要求定时自动广播系统能够准确广播，且定时自动广播设备应是严格按照技术标准设备的，所采用的零部件符合技术标准。

3． 分区广播：八路分区和五路电源控制，按设置自动执行分区控制，如起床音乐只对寝室区，眼保操对教室区，放学音乐向全校播放等。.

4． 人工广播：广播讲话、插播全校性或指定区域通知不论分区的音量控制器是开或关、音量处于大或小都可以直接切换到最大音量进行广播通知。

5． 人式手动呼叫及报警

    系统允许机房（控制中心）操作员手动发出其不意任意某分区或全区定时打铃或人工呼叫通知；分区声叫时不会干扰没有呼叫的区域，遥控播放：升国旗仪式、广播体操集合等活动时，与无线话筒配合使用，远距离控制乐曲的播放进程。

6． 系统音源

    此系统音乐播放：支持MP3、MIDI、WAV等流行音乐文件，并能自动调整播放音量；另提供4套节目音源，可任意选听，其中有一套激唱片CD、一套双卡座、一套收音和一支高音质广播话筒，并且各节目间互相独立。

7． 电源

    系统采用电源时序器，防止开机时电流过大，跟楼宇UPS连上可实现紧急状态下电源的自动切换，保证系统的不间断工作。

二、方案说明：

     系统设计包括通常定时广播和紧急广播二个系统功能，从设计规范的思想出发，通常定时广播和紧急广播二个系统的设计，在功能上互相独立，在设备上充分集成。根据规范要求，紧急广播的控制具有最高优先权，并采用手动和远程遥控广播方案。

（一）、通常定时广播

    通常定时广播含有音乐打铃广播和升旗、课间操广播二个功能：抒情性广播，主要用于公共区域的广播和背景音乐、介绍、指南、以及可能需要的内容的播放。

    紧急性广播为各楼层通知、找人等寻呼用途。

1． 节目源

（1） 调频调幅收音机：用于收听特定节目和重要广播；

（2） 激光唱机：用于播放高品质音乐节目。（本系统配置1套CD机节目）；

（3） 双卡座：用于播放经过编辑特点节目，如各种大楼功能介绍、导游指南和专题节目；

2． 广播寻呼

    用于人工广播，提供寻呼麦克风，内藏高音质咪头以改善话音或由主机进行制定编组，音质以及语言清晰度。麦克风呼区按照建筑楼层及其独立楼层区或进行划分。区域选择可单选、多选或全选。操作时，选择所要寻呼的区域，系统将自动中断被选区域的音乐节目，发出提示乐声，切入麦克风，播送区域寻呼麦克风的麦克风。

    对每路节目源设有独立的音量调节装置，以取得不同节目源输出电平均衡，达到节目切换时音量平滑。

    广播的节目总音量可控，方便选择适宜的环境音量。

    设监听背景音响区域选择器，可根据需要监听系统内每一路音源的播放情况，以确认系统的工作状态。

3． 功率输出

    各所需播放的教室除话筒语音外的需很大的音量，天花喇叭5W，保证了语音的足够清晰和响度，又节省了功放，实理了性能、费用统一。

    传输出电压国际标准一般为70V、100V、120V三档规格，根据规范宜采用低传输方式并考虑减少线路损耗的原则，我们采用100V。

5、区域分配

     根据规范，区域分配应首先满足校园广播的区域划分要求。根据设计要求，系统划分成多个广播区域，且系统的扩容接口，可根据需要继续扩展。输出功率满足整个校园的最大要求，满足全域的全音量需要。根据设计规范，每个顶装扬声器在紧急广播时的输出设计功率不少于3W，传输电压采用100V。

六、广播系统控制中心若干条件

1、布线要求

     根据以下喇叭分区表各区分别布一组喇叭线，有音量控制器的区域布三根线。没有音量控制器的区域布二根线。

2、 源供应

    根据EXCEED智能公共广播系统各组件的具体参数，在电源供应方面机房必须和系统提供220V/50Hz，总功率不小于6000W的单相电源，设有地线：接地电阻应小于4Ω，甚至小于1Ω，线径大于4.0m㎡；并且在线路上避免有其它强烈的干扰源，如大功率的可控硅干扰等；

3、 温控制：

    电子设备工作时多要消耗一定量电能，且多转化为热能，所以必须控制室内温度在系统正常工作时不大于50℃，并且在室内的排气通风调备。

三、（1）系统参数

1、 系统应采用国内知名品牌产品，其它品品质优秀，并可提供可靠的技术支持、人员培训及售后服务。

2、 控制功能齐全、操作简便，可灵活地控制不同的节目广播，播出节目多样。

3、 统应具备良好的兼容性、可扩充性以及自检功能。

（2） 系统指标的确定

1. 系统指标及确定依据

a、声场强度

    声场强度的确定与某环境下的背景噪声密切相关。

     KLARK TEKNIK提供的各种不同的环境下的噪声声强表，根据该表可知，除停车场强度较高（55~65dB）外，其他功能的建筑环境一般均为25~45dB。

b、声场均匀度

    声压级均匀，变化范围在±4dB左右为好。

c、可懂度

     检测声音清晰程度的主观评定指标。

d、扬声器系统的性能指标

* 扬声器的频率响应范围

    扬声器的频率响应范围是影响系统可懂度的重要因素。频率响应范围100~14000Hz就足以满足要求。功放的频响范围均优于扬声器的频响特性。

* 重放频率特性

    吸顶扬声器如上所述在100~14000Hz范围，足以满足公共广播的频响要求。

* 灵敏度

    灵敏度高的扬声器的效率也高。

* 额定阻抗

    额定阻抗一般采用3欧或6欧。

* 额定功率

    又称标称功率、不失真功率，它是扬声器的正常工作功率，扬声器在此条件下可以长期工作而不致损坏。

    一般情况下，最大输出功率是额定功率的2~3倍。

* 扬声器口径

    扬声器的口径尺寸越大，则它所能承受的功率越大，输出功率也越大，低频特性越好。

* 扬声器扩散角

    扬声器的扩散角大小可决定扬声器的布距。

    S1=2*（H-h）*tg(Q/2)

    其中， S1：布距参考值

    H：设备安装的吊顶高度

    h：设定的闻听高度

    Q：扬声器的扩散角

2. 指标的确定

a、校园广播系统

    校园广播系统是以听音的人能听到清晰、准确的声音作为设计目标。

    其设计指标为：

    室内声压级均匀

    半均声压级-噪声声级+（6~10）dB；

    频带在100~6000Hz，重放特性比较平直，频带外希望急剧下降；

    根据前述噪声声级可确定本设计声级的平均声压级（在亚洲，噪声声级一般应增加5~10dB。）：（闻听高度 为5 m）；

    背景音乐声级=60~70dB；

    公共广播声级=65~75dB；

    紧急广播声级=88~94dB。

b、紧急广播系统

     紧急广播系统是以听音的人在任何地方都能听到清晰、准确的声音作为设计目标。

    根据以上分析，其设计指标为：

     室内声压级均匀；

    平均声压级=88~94dB；

    频带在100~6000Hz，重放特性比较平直，频带外希望急剧下降。

（3） 系统设计

1. 系统类别

    设计时，每一路的终端采取并联接法，接于同一个功率放大器上的各终端（线间变压器和扬声器）的总阻抗小于或等于功率放大器的额定负载阻抗值。即：

    Z0=ZL/n

    Z0=V02/W0

    其中， Z0：功放额定负载阻抗

   ZL：各终端扬声器的阻抗

    n：终端个数

    W0：功率放大器的额定输出功率

    V0：定压输出的额定电压

    另外，每个终端（扬声器）的最大额定输入功率大于所需声压级的电功率的二至三倍。即：

    WL≥2~3Ws

    其中， WL：扬声器的额定功率

    Ws：所需声压级的电功率

2. 广播中心

    广播中心里有电脑并具有数路信号输入，设有AM/FM收音、CD播放、录放、以及分区广播控制盘，并且具有紧急广播优先的功能。

    广播中心还设有智能广播控制主机，除在本机可以控制各路用户扬声器组外，还可由远方用户遥控，一旦紧急信号发出后，它将具有最高的优先权，将智能广播控制主机的各路输出进行暂停和开始音乐。

3. 扬声器的布设

    根据《民用建筑设计规范JGJ/T16-92》第24款“火灾报警与消防联动控制”第4节“火灾事故广播”中扬声器的布设原则，在操场等室外布设音乐广播扬声器的地方扬声器的布距为15-50米。

     考虑场声器的扩散角、设备投资、系统性能，在教室、办公楼、食堂、走廊等有背景音乐及定时广播的场所扬声器的布距为6~8米，扬声器距墙4米。此扬声器兼作打铃广播用扬声器。

4. 功放的确定

    功率放大器的容量按下式计算：

    P=K1K2ΣP0

    式中， P：功放设备输出总电功率（瓦）

    P0：PiK，每分路同时广播时最大电功率

    Pi：第i支路的用户设备额定容量

    Ki：第i分路的同时需要系数：

    业务性广播，Ki取0.7~0.8

    火灾事故广播，Ki取1.0

    K1：线路衰耗补偿系数：

    线路衰耗1dB时取1.26

    K2：老化系数，一般取1.2~1.4

5. 传输导线

    1.0mm2的导线在100V传输网中1dB压降，负载功率为200W，其传输距离可达160米。

    在设计中普遍采用1.0mm2的导线为平面传输导线，采用1.5mm2的导线为垂直传输导线。

6. 接地

    广播控制室设置保护接地和工作接地。对单触设置专用装置，接地电阻不大于4欧姆，对接至共同接地网，接地电阻不大于1欧姆。

四、系统选型及设备特点

    本项目的校园广播系统主要采用了Exceed专为校园广播系统而设计有软件管理及功率放大系统。该系统的各个构成单元以各种安装件采用功能分体式结构，尺寸进制符合EIA的有关规定，该系统由于采用单元及全单元，所以可根据业主灵活地进行组合，扩展较为方便。而且，该系统平时具有定时打铃、英语听力、播放背景音乐、分区广播等多种功能。