CN103442323A - 一种带故障检测的播放单元及含有此单元的公共广播系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带故障检测的播放单元及含有此单元的公共广播系统，属于扩音系统领域。该系统包括公共广播系统、管理工作站和一系列的带故障检测的播放单元；公共广播系统包括一系列的广播分区，广播分区的输出与相应的播放单元相连接，各播放单元与管理工作站之间双向连接；带故障检测的播放单元包括兼具传输声音和故障查询信号的信号处理模块及一个以上具有播音功能的智能喇叭。本发明结构简单易操作，相对于传统的使用功放驱动喇叭再配置声场探测系统的方式来说，大大降低了系统成本，提高了声场监控效果；在发送广播信号的同时，还可以自动检测各广播分区的各个喇叭的工作状态；管理工作站可以实时检测发生故障的喇叭，为提供高效的广播服务和应急创造了硬件条件。

Description

一种带故障检测的播放单元及含有此单元的公共广播系统

技术领域

本发明涉及扩音系统。

背景技术

公共广播系统在机场、车站、酒店、展览馆等公共场均有采用。原始的广播系统没有声场探测设备，需要定期检测喇叭是否发生故障，检修不便，使用成本高，特别是在高大空间，对喇叭的检测更是困难。改进的公共广播系统附加了一套声场探测系统，是在既有广播系统的基础上，增设一套声场探测系统，该系统需要单独布线，与广播系统并行工作，能够实时检测喇叭的故障，但是仍然存在只能定位故障点在哪只喇叭，不能识别故障原因等问题。

发明内容

本发明提供了一种带故障检测的播放单元，该播放单元在播放语音的同时还具有故障检测的功能，可以检测到播音用喇叭及播音线路是否处于故障状态，为广播系统的正常工作和后续的喇叭维修提供了可靠的参考。

本发明还提供了一种含有带故障检测的播放单元的公共广播系统，该系统组成结构简单，易操作，除了具有常用广播系统的广播功能，同时还能够实时检测播放单元的工作状态以及故障单元的具体位置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种带故障检测的播放单元，包括兼具传输广播声音信号和故障查询信号的信号处理模块及与其相连接的一个以上具有播音功能的智能喇叭；

所述信号处理模块包括混音器、第一信号调制器、第一分析器、第一信号解调器和第一高通滤波器，所述混音器的其中一个输入端接来自广播单元的广播信号，混音器的另一个输入端接由第一分析器发出的、经由第一信号调制器之后的故障查询信号，混音器的输出接智能喇叭；来自智能喇叭的故障回应信号经由第一高通滤波器和第一信号解调器之后接第一分析器的相应输入端； 

    所述智能喇叭包括低通滤波器、第二高通滤波器、第二信号调制器、功率放大器、第二信号解调器、第二分析器、地址拨码器、故障探测器以及普通喇叭；所述信号处理模块的输出端分两路分别与低通滤波器、第二高通滤波器相连；所示低通滤波器的输出端经由功率放大器之后与普通喇叭相连；所述第二高通滤波器的输出端经由第二信号解调器之后接第二分析器的一个输入端，所述第二分析器与地址拨码器之间单向连接，所述第二分析器与故障探测器之间双向连接，所述第二分析器的输出端经由第二信号调制器之后将信号发回至信号处理模块。

所述信号处理模块与智能喇叭之间通过总线连接。

本发明还提供了一种技术方案：

一种含有带故障检测的播放单元的公共广播系统，包括现有的不包含播音喇叭与功放的公共广播系统、管理工作站和一系列的带故障检测的播放单元；所述公共广播系统包括一系列的广播分区，广播分区的输出与相应的播放单元的混音器相连接，所述各播放单元通过第一分析器与管理工作站之间双向连接。

各播放单元与管理工作站之间通过局域网连接。

各播放单元与管理工作站之间设有网络交换机。

所述公共广播系统与播放单元之间为有线连接。

采用上述技术方案取得的技术进步为：本发明提供的带故障检测的播放单元和整体系统，结构简单，易操作，相对于传统的使用功放驱动喇叭再配置声场探测系统的方式来说，也大大降低了系统的成本，提高了声场的监控效果；在广播系统发送广播的同时，还可以自动检测各广播分区的各播音喇叭及线路的工作状态以及故障喇叭的具体位置；管理工作站可以实时检测和显示各播音喇叭的播音线路的状态，为提供高效的广播服务和应急处理创造了硬件条件。

附图说明

图1为本发明带故障检测的播放单元的结构示意图；

图2为播放单元中信息处理模块的结构示意图；

图3为播放单元中智能喇叭的结构示意图；

图4为本发明公共广播系统的结构示意图；

图5为信号处理模块在图4中的详细连接图；

图6为智能喇叭在图4中的详细连接图。

具体实施方式

如图1所示可知，带故障检测的播放单元，包括兼具传输声音和故障查询信号的信号处理模块及与其相连接的一个以上具有播音功能的智能喇叭。

信号处理模块与智能喇叭之间通过总线连接。所述信号处理模块在向智能喇叭传输常规广播信号的同时还发送故障探测信号，智能喇叭在播放常规广播信号的同时监听来自信号处理模块的故障探测信号，并将自身的分析探测结果发送给信号处理模块进行分析。

图2所示为信号处理模块的结构示意图，所述信号处理模块包括混音器、第一信号调制器、第一分析器、第一信号解调器和第一高通滤波器，所述混音器的其中一个输入端接来自广播单元的广播信号，混音器的另一个输入端接由第一分析器发出的、经由第一信号调制器之后的故障分析信号，混音器的输出接智能喇叭；来自智能喇叭的故障回应信号经由第一高通滤波器和第一信号解调器之后接第一分析器的相应输入端。

该信号处理模块的工作原理及过程为：第一分析器是本模块的核心工作部件，它负责发送故障探测信号、侦听智能喇叭的故障回应信号。

在发送故障检测信号之前，先由第一分析器生成检测指令，然后发送给第一信号调制器，检测指令主要包括智能喇叭的地址和检测内容；第一信号调制器再将检测指令调制成故障检测信号发送给混音器；混音器将此故障检测信号与广播系统发来的正常播音信号混合后发送给智能喇叭。

第一高通滤波器监听线路上的信号，将低频的广播信号过滤掉，拾取智能喇叭发送回来的高频故障回应信号，将此信号送给第一信号解调器；第一信号解调器将高频模拟信号解调为数字信号后传送给第一分析器；第一分析器通过分析第一信号解调器发送来的数字信号，得知哪个智能喇叭出现故障。

图3所示为智能喇叭的结构示意图，所述智能喇叭包括低通滤波器、第二高通滤波器、第二信号调制器、功率放大器、第二信号解调器、第二分析器、地址拨码器、故障探测器以及普通喇叭；所述信号处理模块的输出端分两路分别与低通滤波器、第二高通滤波器相连；所示低通滤波器的输出端经由功率放大器之后与普通喇叭相连；所述第二高通滤波器的输出端经由第二信号解调器之后接第二分析器的一个输入端，所述第二分析器与地址拨码器之间单向连接，所述第二分析器与故障探测器之间双向连接，所述第二分析器的输出端经由第二信号调制器之后将信号发回至信号处理模块。

该智能喇叭的工作原理和过程为：低通滤波器检出线路上来自信号处理模块的音频广播信号，通过功率放大器传送给普通喇叭进行播放；第二高通滤波器检出来自信号处理模块的高频故障探测信号，将其发送给第二信号解调器；第二信号解调器将此模拟信号转换成数字信号后送给第二分析器，第二分析器从数字信号中检测出故障探测信号中的标识喇叭的唯一的地址码，将此地址码与本地地址拨码器中分给本智能喇叭的地址码相比较，如果与本智能喇叭的地址码不同，则忽略该信号；如果与本智能喇叭的地址码相同，则提取故障探测信号中的探测指令；如果该探测指令无效，则忽略该信号；否则第二分析器给故障探测器发送信号启动故障探测器；故障探测器检测功率放大器是否将广播信号传输到普通喇叭以及普通喇叭的工作状态是否正常，并将检测结果报告给第二分析器；第二分析器根据故障探测器的检测结果生成回应码，与本地的智能喇叭地址码组合形成回应信号后，发送到第二信号调制器；第二信号调制器将此回应信号调制成模拟信号后发送到线路上，发回至信号处理模块，完成本轮检测工作。

上述为本发明中播放单元的工作原理和工作过程。由上述可知，信号处理模块每次仅查询一个智能喇叭的工作状态，因此，为了保证与其连接的各个智能喇叭的工作状态，信号处理模块实际上是在不停的、循环式的发送故障探测信号，只是每次发送的信号中智能喇叭的地址码是不同的。

图4所示为含有带故障检测的播放单元的公共广播系统，该系统包括现有的不包含播音喇叭与功放的公共广播系统、管理工作站和一系列的带故障检测的播放单元；所述公共广播系统包括一系列的广播分区，广播分区的输出与相应的播放单元的混音器相连接，所述各播放单元通过第一分析器与管理工作站之间双向连接，如图5所示。图6所示为信号处理模块与智能喇叭的具体连接示意图。

本发明中公共广播系统不包含播音喇叭和功放部分，因为后面的播放单元就具有此功能。公共广播系统通常都包含一系列的广播分区，这些广播分区主要是为了保证广播信号能够覆盖广泛，在一定区域设置的。比如在候车室设置一个广播分区，在出站口处设置一个广播分区。每个广播分区的广播信号出来之后就与在该分区设置的带故障检测的播放单元相连接。常规广播信号首先进入的是播放单元的信号处理模块中的混音器，然后按照播放单元中信号处理模块的工作原理被处理。

本系统中还包括一个管理工作站，各播放单元将分析好的故障回应信号发送给管理工作站。管理工作站将这些信息汇总，工作人员可以根据这些信息及时安排维修人员对故障喇叭进行维修，以保证广播系统的正常工作。管理工作站还可以向某一播放单元发送特定查询信号，查询特定的某一智能喇叭的工作状态。

管理工作站与播放单元之间通过局域网双向通信，在两者之间设有网络交换机等设备作为中间转接结构。公共广播系统中各广播分区与播放单元之间有线连接，可以利用现有的广播分区与播音设备的连接线即可，无需再另行布线，节约了系统的成本。

本广播系统的整体布线采用三线制，分别是信号线、电源正极、电源地线。电源正极和电源地线给智能喇叭提供工作电源。信号线以现场总线形式传输故障探测信号和故障回应信号。

本发明中播放单元含有的智能喇叭的数量不是固定的，每一个广播分区通常连接有一个播放单元，而整个系统中广播分区的数量也不是固定不变的，这些涉及数量的组成部分，本领域技术人员根据实际需要自行选择数量设置即可。设备间的连接方式也不是固定不变的，可以根据实际需要进行合理选择。 

Claims (6)

1.一种带故障检测的播放单元，其特征在于包括兼具传输广播声音信号和故障查询信号的信号处理模块及与其相连接的一个以上具有播音功能的智能喇叭；

所述信号处理模块包括混音器、第一信号调制器、第一分析器、第一信号解调器和第一高通滤波器，所述混音器的其中一个输入端接来自广播单元的广播信号，混音器的另一个输入端接由第一分析器发出的、经由第一信号调制器之后的故障查询信号，混音器的输出接智能喇叭；来自智能喇叭的故障回应信号经由第一高通滤波器和第一信号解调器之后接第一分析器的相应输入端； 

    所述智能喇叭包括低通滤波器、第二高通滤波器、第二信号调制器、功率放大器、第二信号解调器、第二分析器、地址拨码器、故障探测器以及普通喇叭；所述信号处理模块的输出端分两路分别与低通滤波器、第二高通滤波器相连；所示低通滤波器的输出端经由功率放大器之后与普通喇叭相连；所述第二高通滤波器的输出端经由第二信号解调器之后接第二分析器的一个输入端，所述第二分析器与地址拨码器之间单向连接，所述第二分析器与故障探测器之间双向连接，所述第二分析器的输出端经由第二信号调制器之后将信号发回至信号处理模块。

2.根据权利要求1所述的带故障检测的播放单元，其特征在于所述信号处理模块与智能喇叭之间通过总线连接。

3.一种含有权利要求1所述的带故障检测的播放单元的公共广播系统，其特征在于包括现有的不包含播音喇叭与功放的公共广播系统、管理工作站和一系列的带故障检测的播放单元；所述公共广播系统包括一系列的广播分区，广播分区的输出与相应的播放单元的混音器相连接，所述各播放单元通过第一分析器与管理工作站之间双向连接。

4.根据权利要求3所述的一种含有带故障检测的播放单元的公共广播系统，其特征在于各播放单元与管理工作站之间通过局域网连接。

5.根据权利要求4所述的一种含有带故障检测的播放单元的公共广播系统，其特征在于各播放单元与管理工作站之间设有网络交换机。

6.根据权利要求3所述的一种含有带故障检测的播放单元的公共广播系统，其特征在于所述公共广播系统与播放单元之间为有线连接。

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