全数字公共广播系统在智能化大楼中的应用

文│ 上海金桥信息股份有限公司 黄 亮

全数字公共广播系统在智能化大楼中的应用

文│ 上海金桥信息股份有限公司 黄 亮

1 需求分析

随着数字技术在各行各业的快速发展，智能化大楼弱电系统越来越趋向于数字化、总线化。采用数字化、总线化结构为实现整个系统强大的功能和简便应用提供先决的技术条件。

公共广播系统作为弱电系统的一部分，也同样受到了数字技术的进步所带来的改变。从最初的传统模拟系统到控制功能数字化再到基于综合布线网络基础的网络系统，一直到现在的音频信号与控制信号均采用数字信号并在一条总线上传输的总线式全数字公共广播系统。公共广播系统走过了从模拟到数字的技术发展之路，因此产生总线式全数字公共广播系统是一种技术发展的必然结果。

Praesideo是全数字化公共广播系统，它可以满足专业用户对公共广播、紧急广播系统的所有要求。该系统把创新、先进的数字技术带入公共广播市场，音频信号和控制信号的处理和通信全部在数字领域进行，数字信号的处理使音频质量大幅提高。Praesideo可用PC进行设置，使安装和调整参数的操作变得简单、方便。

2 Praesideo广播系统简介

2.1 Praesideo兼备紧急和公共广播功能

Praesideo兼备公共广播和紧急广播功能，但绝不是把两个系统简单地拼凑在一起，这是一个可以自由设置的系统。Praesideo符合紧急音响广播系统（包括声讯报警和疏散）的主要标准，如从话筒的电容膜开始到扬声器，全程实现自动和规范的系统监测。

2.2 智能公共广播系统

Praesideo的主要特点包括：

（1）全数位的公共广播系统和应急系统

采用光纤连接保证了信号的传输通畅，并使传输距离大大增加。

（2）网络化为安装带来极大方便

Praesideo无须另外接线，从根本上消除了安装的繁琐；整个系统可通过PC进行重置；通过TCP/IP还可以进行远端存取。

（3）分散处理能力带来的灵活性

实际上每个系统单元都有自己的数位信号处理器（DSP）。这种分散处理的结构使每个单元都能根据所处的声音环境和所需的功能进行独立优化。

（4）其他增加的功能

◆ 声讯报警；

◆预先录制的声音资讯和报警信号可在整个建筑物中选定的区域进行广播；

◆消防员呼叫站符合疏散要求；

◆持续的全系统自检，使其时时处于戒备状态，以应对紧急情况的发生；

◆接受不同类型数据源的输入，如呼叫站、话筒、音乐源等；

◆提供多种输出功能，可将资讯传到单个或多个区域；

◆提供多样化广播，可以同时播放多达28个无压缩的音频信号；

◆结合常规公共广播系统的所有功能，如优先呼叫、钟鸣和时间声讯、重放预先录音的资讯等。

2.3 数位化的优势

Praesideo的音频处理、通信和控制功能全部在数位域进行。

（1）高音质

CD质量的数位化音频信号可以保证输入系统的声音和系统输出的声音一样清晰。且可记录和存储大量不同长度的语音或音频信号（取决于快闪记忆体CF卡的容量）。另一个优点是数位录音质量有绝对保证。

（2）编程能力和可扩容性

播出的资讯可通过任何呼叫站的键盘或控制器选择输入，系统可以全面设置，这样便为区域的分配和数量设定、呼叫站、音频的输入和输出、控制输入和输出以其他操作带来巨大的灵活性。实际上每个系统单元（结点）都装备了自己的数位信号处理和输入触点，所以系统有极强的可扩容性。系统的数位信号处理能力扩展了系统级联的能力，这样可以根据需要量身定造系统，如此一来所节约的投资是非常可观的。

（3）光纤分配网络提高信号完整性

采用光纤网络在保证高稳定性的同时避免干扰。根据传送距离的不同，可以采用塑胶或玻璃光缆，所有音频和控制信息都在同一根光缆上传输。

2.4 网络架构优势

（1）自由选择设备的位置

和传统的公共广播系统不同，Praesideo采用网络架构，而不是将系统中的各个设备连接到中央控制器。这种架构为系统设计带来真正的自由，菊链式网络布局决定了系统设备可以连接在网络的任何位置。系统采用光缆连接，所有信号都在同一光缆中传输，不需要其他接线。系统具备强大的可扩展性，以适应需求的变化。灵活的系统架构允许其他设备放在建筑物中最合适的地方。

（2）可靠性

将网络尾端连接可建立起一个冗余环路，这样网络光缆任何一点断开都不会影响操作，对于应急系统而言，这一点是非常重要。当一个系统中的设备产生故障时，系统可自动完成向备份机的转换。

（3）分散处理

这种网络架构的另一特点是，音频信号输入和输出的处理均在各系统设备本身进行。如此可带来巨大的好处，因为各系统设备可根据自己所处的声学环境和功能进行优化调整。同时还可以使系统的中央设备，即网络控制器集中处理其他任务，如广播的路由、重放预先录音的资讯等。

2.5 容易与外部设备连接

（1）容易与外部设备连接

Praesideo的先进性不仅体现在自身的网络架构，它还具有以太网和RS232的介面，很容易与其他品牌和类型的外部设备互连。火警远端自动播音、旅客资讯显示等系统都能与介面连接。

（2）远端设置和诊断

由于Praesideo采用网络技术，得到授权的使用者可以从任何地点进行远端存取和系统监测。网络控制器有个内置的网络服务器，可以方便、快捷地用PC对系统进行配置或重置。登录网络可通过软件对功能参数进行设置，而无须到设备端进行调整，从而大幅度节约了安装和调试的时间并对产生的问题给予快速地反应。

（3）容易使用

不仅使安装和设置变得简单，各设备的操作也更加直接，如呼叫站和键盘的配合使用将丰富的功能和简便的操作融为一体。呼叫站具有“按下即讲”的性能，键盘可预先设置，可单键启动。

2.6 适用于所有环境的系统

Praesideo的设计理念是简单的系统结构，这个理念具体体现在系统设备的数量要尽量减少且各设备间的互连性要增强。在一个设备上结合多项功能就能使系统设备的数量降到最少。

3 背景广播设计概要

3.1 音源传输模式

音源传输模式分为远程和本地两种。远程传输是指系统中的音源集中分配，即由总控制室集中播放。本地传输是指在各单体建筑物内分别配置单独的音源。

3.2 通信链路设计

Praesideo系统具有冗余与非冗余两种通信链路结构。冗余链路优点是系统中的任意一个设备出现故障都不会影响其他设备的正常工作，系统可靠性极高。缺点是增加了系统的光缆长度和布线成本。而非冗余链路的特点则与之相反。

3.3 扬声器选型

扬声器应定压式的、按播音区域的声压级要求、根据业主方使用要求及安装环境条件、业主对扬声器的外观要求来选择。

3.4 各区域扬声器总功率确定

根据某区域的扬声器功率及布点情况，编制系统配置点表，确定某区域的扬声器总功率，以便选择合适功率的放大器。注意：本系统功率放大器的单路功率最大为500W。若某个区域的功率超过此值，可以将该区域的扬声器接成2个或3个回路至功放。在对系统编程时，可以将不同功放的音频输出编成一个组，视为同一区域。

3.5 系统设备配置

（1）每个系统必须配一台网络控制器。

（2）根据业主需求选择音源及其数量。

（3）根据各区域的功率选择合适的功率放大器型号和数量。

（4）根据业主需要配置备份功放。若主功率放大器发生故障，备用功率放大器可自动接替工作。主功率放大器和备用功率放大器的配置比例根据安装的具体需求而定。

（5）为避免功放至扬声器的线路过长而导致功率衰减，同时为节约布线成本，网络控制器和功放宜分开放置，即将功放设置到相应的楼层中，但必须核算系统的光缆总长度。

（6）单系统（指广播系统只用一台网络控制器）最大结点数为63，最大光缆长度为2km，随着设备数量（结点）的增加，最大长度相应缩短。

（7）当系统的结点数或光缆长度不能满足需求时，可采用两个或多个网络控制器构成双系统或多系统。同时需配置传送网络音频的设备LBB4404/00 CobraNet Interface。子系统之间通过网络传输控制信号和音频信号传输。

（8）按业主要求配置呼叫站及键盘的数量和摆放位置。

（9）按需配置网络分路器、光纤界面、扬声器、音量控制器和其他附件。

（10）与消防设计协商消防信号和本系统的配接点。

3.6 消防联动设计

（1）为满足广播系统在发生紧急情况时自动播放通知的需要，在网络控制器内插入数位音讯记忆体。网络控制器设有一个快闪记忆体的插口，用户可根据自己的需要来选择快闪记忆体的容量。通过网络控制器可以同时播出4个声讯录音，这些录音信息可以由外部的定时器或控制触点来触发。接入系统后，由网络控制器来进行程式设定，完成对指定区域的紧急广播。

（2）在正常情况下，广播系统在公共部位播放背景音乐或工作性呼叫；当发生紧急状况时，可由系统自动或手动将特定区域的背景音乐强制切换为紧急广播。

（3）根据业主需要，有的广播区域需要临时调节音量或关闭背景音乐。高级宾馆的客房一般还应安装供宾客选择不同音乐的音源选择器，本系统可以使用音控器和音源选择器。当发生紧急情况时，系统通过控制输出触点将节目源自动切换到消防紧急广播。

（4）当系统处于无人值班的情况下，一旦接收到紧急报警信息，系统可以通过在数位音讯记忆体预先录制的广播信息，及时通知相关区域内的所有人员，通过正确的引导程序，快速、安全地指挥所有人员安全撤离事故现场，来配合紧急报警作出应急处理，大大加强了相关人员的安全自救能力。

3.7 音量控制方式的确定

Praesideo数字公共广播系统的音量调节可通过软件定义呼叫站的键盘按钮来实现。它可以分别调节各个区域的音量，使之满足特定区域对音量的要求。但是，它不能控制到某个特定的扬声器。

为应对消防和紧急广播的需要，一般音控器和功放之间的连接方式有三线制和四线制。三线式控制的优点在于省掉DC 24V电源，不仅节约成本，而且布线方便美观，系统可靠性高。四线制控制的特点在于音频传输线和控制线独立，当系统局部区域（如客房）有音源选择器时应使用四线制。

3.8 音频线的选材及最长传输距离的确定

功放的功率输出至扬声器的传输线宜选用双绞线，不宜采用发烧线等双线平行的线材。因为一般传输距离都较长，采用平行线存在分布电容，容易产生干扰。

4 管理软件

本系统中我们为用户免费提供某管理软件，软件的具体功能主要包括：配置软件，出厂前已安装在网络控制器内；诊断/记录软件，出厂前已安装在网络控制器内；文件传输软件由网络控制器提供，待安装在配置用的PC上。

4.1 配置软件

配置软件用于系统配置。除了文件传送功能外，配置软件安装在网络控制器上。任何安装有IE5.0或以上版本的PC都能通过TCP/IP连接到网络控制器应用配置和记录功能，无需在PC上额外安装特殊的软件。系统也可以在没有配置PC的情况下运行。配置软件只在安装和改变已存在的系统配置时使用。

错误查询可通过“诊断和记录软件”来实现。配置软件的设计使得第一次使用人也能得心应手，配置软件的帮助功能表便于用户查找不同配置参数及处理的相关资讯。

4.2 诊断和记录软件

诊断和记录软件的主要功能是监视和记录公共广播系统中所有单元的状态。它记录所有事件，如呼叫和系统单元的状态变化，提供系统当前状态的显示。将PC连接到装有配置和诊断/记录软件的网络控制器上，可以使用软件的模组进行即时记录。

4.3 文件传送软件

文件传送软件的主要目的是将数据和音频文件从PC传送到网络控制器。它具有以下功能：

◆使用权受使用者的身份认证和口令保护；

◆把资讯编辑成组（多个WAV文件），资讯组可存储在PC或传送到网络控制器；

◆将用离线方式设置的系统配置传送到网络控制器；

◆从网络控制器下载配置文件；

◆从网络控制器向PC下载记录数据；这个文件可以通过微软公司的办公室软件，如Word、Execl或Access进行查看。

5 结束语

随着现代建筑技术的飞速发展，对智能化大楼的自动化需求也就更高，消防法规亦更加强调预防火灾及灾害后的紧急救护措施。为使公共广播系统跟上时代并符合法律法规的要求，改进传统公共广播系统体积庞大、配线复杂和长时间维修的缺陷，采用网络结构的广播系统已是未来广播整合的必然趋势。