礦用IP廣播系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)

摘 要：模擬音頻廣播是大多數(shù)煤礦井下廣播系統(tǒng)所采取的廣播方式，然而該種方式具有抵御能力弱、傳輸距離短等缺陷，已經(jīng)無法滿足煤礦井下廣播系統(tǒng)的需求。文章首先介紹了改進(jìn)的隔爆兼本質(zhì)安全型的礦用IP廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能，然后詳細(xì)的探討了該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，證明該系統(tǒng)能夠補(bǔ)足傳統(tǒng)礦用廣播系統(tǒng)的不足，值得在礦井企業(yè)中廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：IP廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)；礦用；改進(jìn)

前言

傳遞信息高效、靈活、快捷等是廣播系統(tǒng)的特征，不但能夠播放音樂、通知、展開尋呼廣播和業(yè)務(wù)宣傳，同時(shí)還能夠有災(zāi)害發(fā)生時(shí)及時(shí)發(fā)送疏散廣播，是十分關(guān)鍵的傳播信息平臺(tái)。當(dāng)前，我國(guó)大多數(shù)采取傳統(tǒng)模擬音頻的模式構(gòu)建煤礦井下廣播系統(tǒng)。該種模擬信道在進(jìn)行信頻傳送時(shí)，具有抵御干擾能力弱、傳輸間距短、鋪設(shè)單獨(dú)線路等缺陷，假若要控制廣播的對(duì)象、內(nèi)容、時(shí)間都需要運(yùn)用單獨(dú)的控制線路進(jìn)行傳輸，耗費(fèi)了大量的人力。根據(jù)模擬音頻廣播模式的缺陷，筆者將網(wǎng)絡(luò)、音頻、視頻解碼等技術(shù)充分運(yùn)用起來彌補(bǔ)了以往模擬廣播的不足，為高效、遠(yuǎn)距離輸送信號(hào)提供服務(wù)，同時(shí)每臺(tái)終端機(jī)都有單獨(dú)的IP地址，能夠展開定點(diǎn)和分組廣播，不再受音頻信號(hào)約束等，因此改進(jìn)礦用IP廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分必要。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)器、信息傳送平臺(tái)、防爆顯示屏、終端供電設(shè)備組成了礦用IP廣播系統(tǒng)。為了使系統(tǒng)能平穩(wěn)、持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，要求將一臺(tái)備用和一臺(tái)應(yīng)用的多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)器安放在系統(tǒng)控制室內(nèi)，并且利用運(yùn)行雙機(jī)容錯(cuò)軟件給以保障。

（1）多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)器：高性能電腦安裝上多媒體管理系統(tǒng)之后就被稱作多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)器，其對(duì)節(jié)目源展開搜集、編輯和傳播的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)Ψ辣@示屏的工作情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和檢測(cè)，達(dá)到日常管理系統(tǒng)、診斷故障和異常警報(bào)的目的。（2）防爆顯示屏屬于終端顯示裝置，與有多樣功能的多媒體PC的作用相當(dāng)，有單獨(dú)的MAC地址，采取IP/TCP協(xié)議的方法展開通信，把收到的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成音頻、文字后展開廣播，并且具備編輯本地視頻、音頻的功能。（3）信息傳送平臺(tái)：在系統(tǒng)中起著及時(shí)、實(shí)時(shí)傳輸消息的作用。實(shí)行總線或者以太網(wǎng)傳播方式。（4）終端供電設(shè)備起到供應(yīng)防爆顯示屏電量的作用，是儲(chǔ)備電量，當(dāng)交流電斷掉后可以維系防爆顯示屏兩個(gè)小時(shí)不間斷工作。

1.2 主要功能

日常廣播：能夠滾動(dòng)播出要求播放的文字，同時(shí)在播放過程中不影響另外的服務(wù)，例如同時(shí)可以播放音樂、宣傳教育影片等。

緊急廣播：優(yōu)先權(quán)最高的就是緊急廣播，能夠?qū)崟r(shí)斷掉所有終端服務(wù)的語音廣播。緊急廣播以現(xiàn)實(shí)情況為依據(jù)，選擇應(yīng)用麥克風(fēng)直接喊話發(fā)布命令和指揮的方式和循環(huán)播放多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)器所編輯的文字以及轉(zhuǎn)化成語音等警告信息的方式。

多媒體視頻、音頻自行廣播功能：系統(tǒng)能夠以終端預(yù)設(shè)的播放列表為依據(jù)，循環(huán)、自動(dòng)、停止播放存儲(chǔ)在終端視頻、音頻庫中信息的功能。播放器支持MP4、MP3、MOV、WMV、RAM、MPG、FLASH等很多種媒體文件格式，選擇文件格式的范圍極廣。

自動(dòng)調(diào)節(jié)音量功能：系統(tǒng)中為了能夠符合不同狀況、條件的各種需要，具備遠(yuǎn)程和本地兩種調(diào)節(jié)功能。例如，在緊急廣播時(shí)，遠(yuǎn)程多媒體系統(tǒng)就會(huì)將發(fā)出的緊急指令放到最大，當(dāng)緊急廣播撤消后再恢復(fù)到原來的水平。

實(shí)時(shí)儲(chǔ)存文字廣播和對(duì)語音廣播進(jìn)行錄音的功能，即系統(tǒng)能夠把調(diào)度員發(fā)出的語音廣播儲(chǔ)存為錄音文件，并且向數(shù)據(jù)庫中直接儲(chǔ)存文字廣播，方便管理和查看。

系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)故障、遠(yuǎn)程管理的功能，終端防爆顯示屏利用網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連接，服務(wù)器可以實(shí)時(shí)監(jiān)管控制所有加增到配置管理的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常立馬就會(huì)向工作人員發(fā)出警報(bào)，確保人員能夠及時(shí)的處理異常，確保廣播正常進(jìn)行。

2 礦用IP廣播系統(tǒng)的硬件軟件改進(jìn)設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

終端防爆顯示屏和終端供電設(shè)備是設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的主要內(nèi)容。

設(shè)計(jì)終端防爆顯示屏：防爆顯示屏通常安置在井下，是一種終端顯示器，主要組成部分是配置網(wǎng)口、串口、嵌入式PC主板、液晶顯示屏、視頻接口、音頻接口、紅外遙控、USB接口、外圍儲(chǔ)存器等。類屬于防爆設(shè)備的顯示屏，應(yīng)當(dāng)以GB3836有關(guān)要求為依據(jù)展開嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，充分考量到整機(jī)散熱、密封方法、防護(hù)級(jí)別、固定方法、引線等方面的內(nèi)容。

供電設(shè)備：其是安全與隔爆兼?zhèn)涞脑O(shè)備，該設(shè)備分別提供2路12V和5V電壓，該設(shè)備的功能是供電給防爆顯示屏。通信板和液晶顯示屏的電量是由2路5V電壓所提供，多媒體驅(qū)動(dòng)電路和擴(kuò)音喇叭所需電量是由2路12V電壓提供。電源的變壓器對(duì)660V和127V兩路交流電輸入給予支持，一旦交流電停止供電，就會(huì)自行切換到直流電進(jìn)行供電，并且能夠保持終端顯示器持續(xù)工作兩個(gè)小時(shí)之上。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

在多媒體服務(wù)器中運(yùn)轉(zhuǎn)的管理軟件以及在嵌入式防爆顯示屏上播放視頻軟件是礦用IP廣播軟件的兩個(gè)部分。軟件在.NET平臺(tái)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用C#語言來研發(fā)，秉承模塊化編程理念，確保了軟件有優(yōu)異的擴(kuò)展性。

視頻播放軟件：該視頻播放軟件是可以在防爆顯示屏上自啟的軟件。在本地內(nèi)存中所存放的視頻和音頻文件可由前臺(tái)自行循環(huán)播放；對(duì)遠(yuǎn)程多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)器所發(fā)出的緊急廣播、日常廣播、音量調(diào)節(jié)等指令，則由后臺(tái)線程展開實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)聽。一旦視頻播放軟件接收到緊急廣播命令后，就把所有的本地用戶交互服務(wù)停掉，同時(shí)將順序流式信息接收模塊開啟，緩存所有收到的音頻數(shù)據(jù)。與此同時(shí)這些緩存的語音數(shù)據(jù)會(huì)通過程序傳送到揚(yáng)聲器向外廣播。另外，該軟件還擁有很多種編譯、解碼視頻和音頻的功能，能夠播放和儲(chǔ)存多種主流格式的視頻和音頻。

遠(yuǎn)程管理軟件：該軟件擁有管理設(shè)備、用戶權(quán)限、視頻音頻文件的功能，并且運(yùn)用寬帶或總線模式，來實(shí)時(shí)監(jiān)控遠(yuǎn)程終端設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、搜集、壓縮、編碼文字或音頻信號(hào)，且用IP數(shù)據(jù)包的方式將這些處理過的音頻或文字信號(hào)發(fā)布到終端顯示裝備上，達(dá)到全網(wǎng)或者分組廣播的目的。

3 結(jié)束語

文章所設(shè)計(jì)的隔爆兼本質(zhì)安全礦用IP廣播系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)和運(yùn)轉(zhuǎn)證明，運(yùn)用該系統(tǒng)不但能夠確保穩(wěn)定、有效、長(zhǎng)距離、流暢的播放音頻視頻文件，而且還有人性化的操作界面，能夠符合煤礦現(xiàn)場(chǎng)的需求。因此，改進(jìn)后的IP廣播系統(tǒng)能夠廣泛應(yīng)用在煤礦企業(yè)中。

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