专利名称：全自动多功能多通道智能无线广播设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电学领域中的广播通信技术设备，具体涉及一种全自动多功能多通道智能无线广播设备。
背景技术：
校园广播作为学校信息传播的一种工具，已经历了几十年的发展史，随着科学技术的不断进步，音源采集、控制技术和传输方式都经过了数次革命。音源质量得到了大幅度的提高，控制方式和传输方式也日趋先进和多元化。由于传统广播系统基本上是以定压功放加终端音箱或高音喇叭，单路音频信号通过有线传输方式进行工作的，其音源类型、控制设备以及传输技术已远远落后于当前技术的发展，落后于学校教学工作的需要，正在被更为先进的广播方式所取代。目前市场上推出的数字音频广播网，虽然采用了微电脑控制，能实现多路定时播放、定点广播，解决了传统校园广播网节目单一等缺点，但有管理复杂、维护不便等不足之处。随着近年来学校信息化建设步伐的加快，以及素质教育的深入和英语教学的普及，使得传统教学方式发生了根本变化，实现校园内全天候、全方位、自主选择并与课堂教学互补的教学方式对学校教学设施也提出了更高的要求。校园广播作为学校信息化建设的重要一环，正从传统的校园广播走向综合教学、管理、学习于一体的现代综合智能广播网的方向发展。现有的广播系统，无论是传统的定压功放系统，还是数字音频广播系统，都已经无法满足现代素质教育教与学的需要，主要表现在以下几个方面1)技术落后，兼容性、扩展性差传统校园广播基本都是采用模拟音源，人工播放、人工管理的工作方式，无法实现数字格式(如MP3、WAV等)音频文件的直接播放，无法与校园网连接，无法真正实现音源数字化、播放管理自动化。
2)音质差、功能单一传统校园广播设备所应用的技术落后，音质较差，只能用于广播体操、眼保健操、广播通知等少数教学与管理活动，无法满足现代教育的外语学习、多年级同步听力学习、考试、课间音乐等需求。
3)安装复杂、维护不便、故障率高由于定压有线广播是严格按照阻抗与功率匹配的原则进行配置，往往因一台变压器或音箱故障而烧坏功放，影响整个广播。
4)系统产品化程度不高整个广播系统设备是一套多种设备的系统集成，不是一个单一的产品。
5)系统自动化程度不高，可管理性差系统需专人管理，设备运行需有人在场，不能做到系统自动管理、设备无人值守。
6)系统无网络概念、无法与校园网连接由于只能以专用播放设备(磁带、唱片、CD机等)和储存了MP3文件的电脑作为音源，需要专人在专门地点管理广播内容，因此无法使用校园网络对广播音源进行有效管理，更无法进行远程播放控制，不利于校园广播系统的灵活应用，造成资源浪费。
7)数字音频广播系统虽然解决了多路同时播放、定时播放、定点分区广播等功能，但仍然采用有线共缆传输的方式，造成安装维护不便，性价比不高，无法实现学生根据自身要求随时随地自主选择的学习方式等不足。
正是由于上述原因的普遍存在，所以极大地限制了校园广播在学校教学实践与日常管理中的应用。随着我国教育信息化建设浪潮的推进及“校校通”工程的全面实施，近几年来，闭路电视、宽带网络、计算机多媒体及互联网在学校被广泛应用，并逐步走进了教室、教研室、实验室、办公室等场所。这就为开发性能更高，功能更强，使用更方便的新一代教学用无线数字多路音频广播系统成为可能。随着近年来无线调频技术在校园广播中的应用不断成熟，其相对于传统的广播方式有着无可比拟的优势，其功能也不断完善，已逐渐取代传统的广播方式而成为当代校园广播的主要实现方式。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是解决现有的广播系统无法满足现代素质教育的需要、技术落后、兼容性扩展性差、音质差、功能单一、安装复杂、维护不便、故障率高、产品化、自动化程度不高、无法与校园网连接的问题而提供一种具有多路同时广播功能、计划播放功能、WEB管理平台、全自动控制、无人值守功能、编辑播放音频课件、听力考试、数字资源库、系统安全可靠、远程控制网络点播的全自动、多功能、多通道智能无线广播设备。
本实用新型采用的技术方案是这种全自动多功能多通道智能无线广播设备由主机控制单元、嵌入式计算机控制单元、模拟音源输入单元、控制显示面板、调制发射单元构成，主机控制单元包括系统主机、显示器和校园网接口，主机控制单元是整个设备的控制中心、IBS智能软件运行平台和资源数据库的载体，采集模拟音源，连接校园网，输出数字信号，主机通过显示器为用户操作提供人机界面，通过网络接口与校园网连接，主机根据用户控制或定时设置，将存放在主机数据库内的音频文件通过扩展的声卡将数字音频信号转换成通用的模拟左、右声道音频信号输出至嵌入式计算机单元；嵌入式计算机控制单元是智能控制的执行单元，执行主机控制单元的命令，处理和切换音频信号，进行状态信号的指示，它包括七个部分信号前置处理、继电器矩阵、信号放大处理、主控制模块、温度显示模块、指示灯驱动模块、电源控制模块，由主机输出的多路左右声道模拟音频信号及卡座输出的左右声道模拟音频信号送入前置处理模块进行混合和放大后，输出多路混合模拟音频信号到继电器矩阵，继电器矩阵与面板上的开关矩阵互锁连接控制，继电器矩阵根据主控制模块发出的控制命令或控制显示面板中开关矩阵发出的控制命令将多路模拟音频信号转换输出到信号放大处理部分，多路信号经过放大以后送调制发射单元，经调制发射模块调制、混合后通过发射天线发射出去，由接收装置接收，同时模拟音频信号放大处理后还送至控制显示面板上的试音接口，用于测试与监控；模拟音源输入单元中麦克风信号接入主机集成声卡的输入口，对现场讲话进行数字化录制，主机将麦克风采集的音频信号通过集成声卡后同样输出至嵌入式计算机控制单元的信号前置处理模块；主机通过串口COM1口向嵌入式计算机控制单元输出控制命令，并接收其反馈信息，嵌入式计算机控制单元中的主控制模块接收主机的控制命令后，控制温度显示模块、指示灯驱动模块、电源控制模块和继电器矩阵的操作，电源控制模块的输出接入控制显示面板上的电源开关接钮，形成继电器、面板开关的互锁连接控制，电源开关按钮的输出分别控制调制发射模块电源和风扇电源。
上述技术方案中主机为现有通用计算机，配置CPUP4 2.6G、内存256M、硬盘80G、主板有六个PCI插槽、集成声、显、网卡、六块PCI声卡。
上述技术方案中，调制发射模块、发射天线为现有通用调频调制器及发射天线、本实用新型实施例选用无锡华康广播电视设备厂出品的HTF-6005型调制器及配套天线。
上述技术方案中，接收装置为现有普通调频收音机、带收音装置的耳机，频率范围FM70-108M，本实用新型实施例选用福建泉州电教设备有限公司生产的QS2000B带收音装置的耳机。
本设备是针对学校外语教学、学习而设计，适用于各种语言培训、考试、课堂外语教学、课后外语学习、校园广播等各种应用，具有传统广播、语音教室、便捷式录音机等教学设备所不具备的独特功能和优点。
具体功能如下1)多路同时广播功能系统可通过无线可同时传输六套节目，符合教学、学习要求，适用于学生随时随地自由学习。
2)计划播放功能系统通过播放控制软件实现手动、自动定时播放。教师将需要使用的教材或课件和学生需学习的内容存储在中央主控计算机硬盘上，并使用专门软件编制播放计划，系统将按任务实现全自动播出。
3)WEB管理平台通过使用WEB管理平台，教师可以在任何一台连网计算机上实现教材管理、计划编制、权限设置等等工作。进而使教师的教学活动可以进一步突破空间限制，向远程化和自动化发展。
4)全自动控制、无人值守功能系统能自动定时开关机，自动根据环境温度变化调整产品内温度，具有自动高、低压电源电压保护功能等，真正做到无人值守。
5)编辑播放音频课件音频课件是一种脚本文件，是用于外语教学的教材。教师就可以根据需要从不同的教材中提取语音片段，再通过“课件编制器”将它们做成课件供课堂教学使用。例如，在一课堂上要进行听力测试、课文朗读、听力练习等等，这些内容往往取自不同的教材，使用音频课件就可以很方便地实现这一目的。
6)听力考试听力测试是外语教学中的重要环节，使用磁带剪辑转录方式制作考题的工作量大、选题范围有限；直接照搬其他考试，内容的针对性较差。为此教师可以利用其它资源或从听力题库中选择、制作听力试题输出考卷随时供学生测试。
7)数字资源库在本系统的标准配置中，中央控制计算机，可存储1000小时以上的音乐节目和10000小时以上的语音节目。用户可以根据实际情况扩充存储空间，或利用网络，或增加磁盘阵列等设备增加资源内容。用户可以使用我们提供的WEB管理平台实现诸如节目的添加、删除、备份等管理功能。
8)系统安全可靠；本系统中内置了多个安全子系统，分为登陆认证、权限管理等几部分。
9)远程控制网络点播利用网络在授权的情况下，用户可以进行远程控制或点播本设备的主要特点是1)一台中央控制计算机同时控制输出六路数字语音信号，支持MP3、WAV等多种音频格式。
2)系统智能控制，无人值守。
3)一幅(双层十字)天线同时发送六路调频广播。
4)节目内容多、资源丰富资源库中包含了中、小学所有英语教材内容，及常用的英语学习资料，用户还可根据需要随时添加。
5)接收装置简单为常用调频收音机或调频无线耳机，价格便宜，方便使用。
6)产品化程度高，安装简单，维护方便用户购买本产品只需接上电源，就可工作。无须专业技术人员调试，克服了其它广播系统为多个设备的系统集成易出故障，安装调试复杂、维护困难等缺点。
7)产品兼容性非常高，既可播放当今先进的MP3、WAV等各种数字音频格式文件，又可播放CD、VCD、DVD光盘内容，同时也可播放传统的录音磁带，插话筒即可播放通知等，这样可充分利用学校的已有资源。
8)产品安全可靠产品有多种软、硬件保护措施保证系统长时间安全可靠的运行。并采用硬件备份技术，实现智能控制与人工控制相结合的方式，使系统即使在智能控制部分出现故障的条件下仍能通过人工控制方式保证系统的正常工作。
9)经济使用产品性价比很高，使用简单，学生能在校园内随时随地自主学习。
图1为本实用新型结构框图。
图2为控制显示面板平面示意图。
图3为主控制模块电路图。
图4为温度显示模块电路图。
图5为电源控制模块电路图。
图6为信号前置处理模块电路图。
图7、图8为继电器矩阵电路图，其中图7为卡座信号切换模块，图8为广播信号切换模块。
图9为信号放大处理模块电路图。
图10为状态指示灯驱动模块电路图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型硬件由五部分组成“主机控制单元”，“嵌入式计算机控制单元”，“模拟音源输入单元、“控制、显示面板”和“调制发射单元”。主机控制单元由系统主机、显示器和网络接口组成。它是整个产品的控制中心、IBS智能软件运行平台和资源数据库的载体。它负责整个产品的运行、控制，负责数字信号的输出、模拟音源的采集以及与校园网的连接等；系统主机通过显示器为用户操作系统提供人机界面，通过网络接口实现与校园网的连接，以实现网络资源的共享和远程控制；主机为通用计算机，配置CPU P4 2.6G、内存256M、硬盘80G、主板有六个PCI插槽，集成声、显、网卡，六块PCI声卡。IBS智能软件在系统主机运行时根据用户控制或定时设置将存放在主机数据库里的音频文件通过扩展的6块PCI声卡将数字音频信息转换成通用的模拟左、右声道音频信号输出至“嵌入式计算机控制单元”。“嵌入式计算机控制单元”它是智能控制的执行单元。它负责执行主机控制单元的命令，负责音频信号的处理和切换，负责状态信号的指示等；它包含七个部分信号前置处理、继电器矩阵、信号放大处理、主控制模块、温度显示模块、指示灯驱动模块、电源控制模块；由主机输出的7路左右声道模拟音频信号及卡座输出的2路左右声道模拟音频信号共9路信号送到“嵌入式计算机控制单元”前置处理模块进行混合和放大，输出9路混和模拟音频信号到继电器矩阵，继电器开关矩阵由“嵌入式计算机控制单元”中继电器矩阵和“控制显示面板”上的开关矩阵组成，用于将卡座信号和主机输出声频信号切入到用户指定的输出频道。其中继电器矩阵由卡座信号切换和主机输出声频信号切换两部分组成，同理，开关矩阵也由卡座信号切换和广播信号切换两部分组成，从“信号前置处理模块”输入的音频信号首先输入到卡座信号切换继电器，卡座信号切换继电器与卡座信号切换开关相连，形成继电器与开关的互锁连接和同时控制。接着音频信号从卡座信号切换开关输入广播信号切换开关，然后输入广播信号切换继电器，从而实现广播信号、卡座信号与主机声卡输出信号间的切换控制；继电器矩阵根据主控制模块发出的控制命令或“控制、显示面板”中开关矩阵发出的控制命令将9路模拟音频信号转换成6路模拟音频信号输出到“信号放大处理”部分，6路信号经过放大以后分成两路，一路送调制发射单元，经“调制发射单元”调制、混合后通过天线以无线方式发射出去，一路送“控制、显示面板”的试音接口，用于对系统输出的测试与监控。“模拟音源输入单元”中麦克风信号接入系统主机集成声卡的输入口用于对现场讲话的数字化录制，系统主机将麦克风采集的音频信号通过集成声卡输出至“嵌入式计算机控制单元”的信号前置处理模块，作为现场讲话广播输出或录音的试播输出。卡座主要是将传统录音磁带信号转换成通用模拟音频信号。主机通过串口COM1口向“嵌入式计算机控制单元”输出控制命令，并接收嵌入式计算机控制单元的反馈信息。嵌入式计算机控制单元中主控制模块接收系统主机的控制命令，控制温度显示模块、指示灯驱动模块、电源控制模块和继电器矩阵的操作。电源控制模块的输出接入控制显示面板上的电源开关按钮，形成继电器、面板开关的互锁连接和同时控制。电源开关按钮的输出分别控制调制发射模块和风扇1-3的电源。调制发射单元负责音频信号的调制混合和发射，包含调制发射模块、发射天线、接收装置，调制发射模块、发射天线为通用调频调制器及发射天线，本产品选用的是无锡华康广播电视设备厂出HTF-6005型调制器及配套天线；接收装置为普通调频收音机、调频收音耳机等(频率范围FM 70-108M)本产品选用的是福建泉洲电教设备有限公司生产的QS2000B带收音装置的耳机。
本产品软件由两部分组成，包括运行于主机平台的IBS管理和控制软件以及运行于嵌入式计算机平台的控制软件。
1)IBS智能控制软件为基于WEB平台自主开发的一套整个产品的管理控制软件主要功能有(1)主界面显示当天播放计划以及当前播放进程；(2)系统设置包括用户设置，频道设置，通信设置，定时设置等；(3)播放控制包括发布通知，插播节目，播放控制，设备管理等；(4)数据库管理包括节目添加，播放计划制定等；(5)实用工具包括录音机，音频文件格式转换工具等；2)资源数据库产品出厂时资源库内预装了相应资源，用户在使用时可添加用户自己的资源。
3)单片计算机控制软件用C51开发的与本产品配套的控制软件。
参见图1-图10，本实用新型具体电路连接关系如下1)主机控制单元与嵌入式计算机控制单元间的连接关系a、“主机控制单元”的输出(集成声卡及六路PCI外置声卡的音频输出)分别接“嵌入式计算机控制单元”中“信号前置处理模块”(见图6)的S0-S6；b、“嵌入式计算机控制单元”中“主控制模块”(见图3)的RS232接口连接主机COM1口，SW_PC接主机的开关机按钮。
2)模拟音源输入单元与嵌入式计算机控制单元间的连接关系a、“模拟音源输入单元”的输出(卡座1-2的音频输出)分别接“嵌入式计算机控制单元”中“信号前置处理模块”(见图6)的S_REC1和S_REC2。
b、“嵌入式计算机控制单元”中“电源控制模块”(见图5)中的P_REC1和P_REC2分别接卡座1和卡座2的电源接口。
3)嵌入式计算机控制单元与调制发射单元间的连接关系“嵌入式计算机控制单元”中“信号放大处理模块“(见图9)中JK_OUT1-JK_OUT6分别接调制器1-6的信号输入接口。
4)嵌入式计算机控制单元与控制显示面板间的连接关系a、嵌入式计算机控制单元中状态指示灯驱动模块(见图10)的L_BC接口接控制显示面板中“系统开启”工作状态指示灯，L_TA接口接控制显示面板中“温度报警”工作状态指示灯，L_T1-L_T6接口分别接“控制显示面板”中“频道一”-“频道六”工作状态指示灯；b、嵌入式计算机控制单元中电源控制模块(见图5)中的SW_REC接口的第1、2脚接控制显示面板中卡座一、卡座二电源开关的常开端，第3、4脚接卡座一电源开关的公共端，第5、6脚接卡座二电源开关的公共端；L_REC1和L_REC2分别接“控制显示面板”中卡座一、卡座二电源指示灯；c、嵌入式计算机控制单元中电源控制模块(见图5)中的JK_POWER接口分别接控制显示面板中“调制发射”、“风扇一”、“风扇二”、“风扇三”电源开关的常闭端；d、嵌入式计算机控制单元中卡座信号切换模块(见图7)中的R1_SW1、R1_SW2、R1_SW3接口分别接“控制显示面板”中“卡座一输出设置”的“频道一”-“频道三”信号切换开关的公共端；R2_SW1、R2_SW2、R2_SW3接口分别接“控制显示面板”中“卡座二输出设置”的“频道四”-“频道六”信号切换开关的公共端；e、嵌入式计算机控制单元中广播信号切换模块(见图8)中的B_SW1-B_SW6接口分别接“控制显示面板”中“广播信号输出”的“频道一”-“频道六”信号切换开关的公共端；f、嵌入式计算机控制单元中信号前置处理模块(见图6)中的R1_OUT接口接“控制显示面板”中“卡座一输出设置”的“频道一”-“频道三”信号切换开关的常开端；R2_OUT接口接“控制显示面板”中“卡座二输出设置”的“频道四”-“频道六”信号切换开关的常开端；RB_SW1接口接“控制显示面板”中“广播-录音”切换开关的公共端；RB_SW2接口接“控制显示面板”中“广播-录音”切换开关的常开端；BC_OUT接口接“控制显示面板”中“广播信号输出”的“频道一”-“频道六”信号切换开关的常开端；g、“嵌入式计算机控制单元”中“信号放大处理模块“(见图9)中JK_OUT1-JK_OUT6分别接“控制显示面板”中“音频输出插口”的“频道一”-“频道六”接口。
5)电源连接220V交流电经电源插座、空气开关和漏电保护器进入”总电源”开关，“总电源”开关输出接入“主机控制单元”和“嵌入式计算机控制单元”的开关电源、“嵌入式计算机控制单元”中“电源控制模块”(见图5)的JP_IN接口以及“控制显示面板”中“调制发射”、“风扇一”、“风扇二”、“风扇三”电源开关的常开端；“调制发射”、“风扇一”、“风扇二”、“风扇三”电源开关的公共端分别接调制器、风扇一、风扇二、风扇三的电源输入以及相应的电源指示灯。
工作原理1)定时播放中央控制主机根据定时播放计划分别将播放内容转换成模拟音频信号，经继电器开关矩阵进入音频放大电路进行前置处理，然后输出到调频调制器进行调制，最后经复用放大后经发射天线发射。终端用户用普通调频收音机，调频无线耳机等接收广播节目。
2)插播节目根据用户设置的播放频道和播放内容，主机首先中断所选频道的定时播放计划，然后播放用户插播的内容(信号流程同定时播放)，播放完毕自动返回定时播放计划。
3)发布通知用户首先通过软件或控制显示面板上的控制按扭选择为广播方式(与之对应的为录音方式，采集的信号进入主机)，使麦克风采集的信号输出到广播通道，然后通过软件或控制显示面板上的控制按扭控制广播信号经继电器开关矩阵输入相应的频道(其它流程同定时播放)。
4)录音用户首先通过软件或控制显示面板上的控制按扭选择为录音方式，由系统软件所附带的录音机将麦克风采集的信号转换为WAVE音频信号并储存于主机硬盘。用户可通过软件附带的转换工具将WAVE音频信号转换为MP3格式。
5)智能控制自动开启和关闭定时播放计划(由系统软件完成)自动开关主机，系统软件将用户设置的定时开关时间经串口传输到嵌入式计算机，由时钟日历芯片根据设定的开关机时间发出开关机信号，由嵌入式计算机控制主机的开关。
6)模拟信号输入首先通过软件或控制显示面板上的控制按扭接通需用的卡座电源，卡座输出的音频信号经继电器开关矩阵输出到用户指定的频道(其它流程同定时播放)。
7)机柜温度监控嵌入式计算机定时采集温度传感器输出信号，并在面板上显示所测定的温度值，并根据系统设定自动启动或关闭散热装置。
具体电路分析1)主控制电路(见图3主控制电路)图3中IC1(AT89C51)为嵌入式单片计算机(MCU)，负责整个控制模块的控制与计算等，ATMEL89系列单片计算机是目前市场上使用最广泛、开发技术最成熟、价格较低的八位单片计算机，内嵌8位CPU，128或256位RAM，4K或8K FLASH存储器，它拥有32个I0口，六个中断源，两个16位定时计数器，是嵌入式控制系统最为理想的选择。
IC2(MAX813)是系统监控和复位芯片，它的第7脚接IC1的第9脚(复位信号)，上电时为MPU提供复位信号；它的第6脚接IC1的第12脚，提供看门狗功能，它由IC1定时复位，当系统出现死机或运行不正常时自动复位MPU。
由晶振X1和电容C1_1和C1_1组成外部时钟电路接IC1的第18、19脚为MCU提供时钟。
IC1的第1脚驱动发光二极管L1用来指示MCU运行状态，其中R1_2为限流电阻。
集成电路IC3(MAX202)为电平转换电路，MCU的第10、11脚接IC3(MAX202)的第11、12脚，经IC3将TTL电平转换为RS232电平，由IC3的第13、14脚输出，构成RS232串行接口，与主机进行通信。L2、L3并联于IC3的第11、12脚用来指示RS232串口通信状态，TV1、TV2(P6KE6.5)为瞬态电压抑制器，并联于IC3的第13、14脚用来保护RS232串行接口。
集成电路(DS18B20)为温度传感器，IC1的第2脚接DS18B20的第2脚，用于读取温度传感器DS1820测定的温度值。
IC1的第7脚控制继电器RLI_1吸合，当IC1的第7脚为高电平时，继电器RL1_1的断开，当IC1的第7脚为低电平时，继电器RL1_1的闭合，从而用来控制主机电源的开关，电阻R1_7二极管D1_2起续流保护作用，2PIN(SW_PC)为2芯接插件。
IC1的第3、4脚经电阻R1_3、R1_4上拉后构成IIC总线接IC4的第5、6脚，用于读写PCF8563的时钟信息；PCF8563是实时日历时钟芯片，它由X2、C7组成的外部时钟电路提供时钟，第3脚接IC1的13脚，提供定时中断，PCF8563在系统运行时由VCC供给+5V电源，在系统掉电时由备份电池(3.6V)提供电源。
JK_PC构成电源控制接口连接到电源控制模块(见图5)；集成电路U1、U2、U3、U6(74HC377)为三态锁存器，由IC1的P0、P2口和WR信号扩展为四个输出口，分别用于控制卡座信号切换继电器、广播信号切换继电器、电源控制继电器和状态指示灯。IC1的P0口(引脚32-39)接U1、U2、U3、U6的输入(D0-D7)(引脚3、4、7、8、13、14、17、18)，P27、P26、P25、P24(引脚28、27、26、25)为扩展I0口的片选信号，分别接U1、U2、U3、U6的第一脚，WR为锁存信号，接U1、U2、U3、U6的第11脚，用于将P0口信号锁存到U1、U2、U3、U6的输出端。
集成电路U4、U5(74HC244)为总线放大器；U4的输入端1A1-1A4、2A1-2A4(引脚2、4、6、8、11、13、15、17)与IC1的P0口(引脚32-29)相连，U4的输出端放大后的信号1Y1-1Y4、2Y1-2Y4(引脚3、5、7、9、12、14、16、18)通过接插件JK-DISP连接到温度显示模块(见图4)；U5输入端1A1-1A3(引脚2、4、6)分别与IC1的LEDH、LEDL、WR(引脚25、24、16)相连用来将IC1的P0口信号、片选信号(LED_H、LED_L)和WR锁存信号放大通过接插件JK-DISP连接到温度显示模块(见图4)。
ATX_POWER为电源接插件，有它提供VCC+5V、+12V、-12V三路电源，电容C1-C10E1-3起去偶滤波作用。
2)温度显示模块(见图4温度显示模块)两位温度显示数码管(共阳)采用静态显示的驱动方式，集成电路U1、U2(74HC377)为三态锁存器，主控制电路中IC1的P0口数据总线经U4(见图3)驱动后接U1、U2的输入端，主控制电路中IC1的P23、P24经U5驱动后分别接U1、U2的第一脚作为U1、U2的片选信号，主控制电路中IC1的WR信号经U5驱动后接U1、U2的第11脚作为锁存信号。U1的输出接温度显示十位(DS1)的段信号(a-g)，U2的输出接温度显示个位(DS2)的段信号(a-g)，DS1和DS2的公共端接VCC。
3)电源控制模块(见图5电源控制模块)本电路为六组继电器开关电路，继电器由三极管电路驱动，JK_PC接口用于从主控制模块接入控制信号，JP_IN接口接入220V交流电，JK_POWER、SW_REC将继电器输出接入控制显示面板上相应的电源控制开关，构成继电器与开关的互锁控制，P_REC1、P_REC2分别向卡座一、卡座二提供电源，L_REC1、L_REC2接控制显示面板上卡座一、卡座二的电源指示灯，用于指示卡座一、卡座二电源的工作状态。
以第一组为例，当PC_TF为高电平时，T1导通，继电器RL1吸合，220V IN与TF接通，当PC_TF为低电平时，T1截止，继电器RL1断开，220V IN与TF断开，以此控制调制器电源的开关，其余五组的工作原理与此相似。
4)信号前置处理模块(见图6信号前置处理模块)由主机声卡1-声卡6输出的音频信号分别接入S1-S6，R2_1-R2_12用于将双声道音频信号混合为单声道信号，以DS2_1-DS2_3组成的三路放大电路分别将卡座一、卡座二和主机集成声卡输出的音频信号进行放大处理；如卡座输出的音频信号(S_REC1)经可调电阻RW2_1(10K)进行电平调节后输入集成电路LM386N第3脚，经集成电路LM386N放大后从第5脚输出，经电容E2_2偶合后分别输出至调频调制器进行处理和控制显示板上的接口用于测试。
由继电器RL2_1组成的继电器开关电路用于在录音和广播之间进行切换，当SW_RB为低电平时，T2_1导通，RL2_1吸合，由麦克风采集的音频信号进入广播通道，反之，当SW_RB为高电平时，T2_1截止，RL2_1断开，由麦克风采集的音频信号进入主机，用于声音的录制。5)卡座信号切换模块(见图7卡座信号切换模块)以第一组为例，其余五组的工作原理相同。
主控制电路中U1的第19脚接R4_1，控制开关管T4_1的通断，当U1的第19脚为低电平时，T4_1导通，继电器RL4_1吸合，卡座信号进入R1_SW1，相反，当U1的第2脚为高电平时，T4_1截止，继电器RL4_1断开，音频信号进入R1_SW1。
6)广播信号切换模块(见图8广播信号切换模块)。
广播信号切换以第一组为例，其余五组的工作原理相同。
主控制电路中U2的第2脚接RR3_1，控制开关管T3_1的通断，当U2的第2脚为低电平时，T3_1导通，继电器RL3_1吸合，广播信号进入INFO_OUT1，相反，当U2的第2脚为高电平时，T3_1截止，继电器RL3_1断开，音频信号进入INFO_OUT1。
7)信号放大处理模块(见图9信号放大处理模块)以第一组为例，其余五组的工作原理相同。
LM386N为音频放大器，由广播信号切换开关输出的音频信号INFO_OUT1(见图8)经可调电阻RW1进行电平调节后输入LM386N第3脚，放大后经LM386N第5脚输出，然后经电容E5_2滤波后分别输出至调频调制器进行处理和控制显示板上的接口用于测试。
8)状态指示灯驱动模块(见图10状态指示灯驱动模块)这是一个八路继电器开关电路，继电器SY-5W-K由TTL电平直接驱动，以第一组为例，当控制信号L_BC为低电平时，RELAY6_1吸合，L_BC接口的第二脚与VDD接通；当控制信号L_BC为高电平时，RELAY6_1断开，L_BC接口的第二脚与VDD断开。R6_1对控制信号L_BC起上拉作用，阻尼二极管对继电器线圈起保护作用。
附主要集成电路型号AT89C51MAX813MAX202DS18B2074HC24474HC377PCF8563TLM386N
权利要求1.一种全自动多功能多通道智能无线广播设备，其特征在于由主机控制单元、嵌入式计算机控制单元、模拟音源输入单元、控制显示面板、调制发射单元构成，主机控制单元包括系统主机、显示器和校园网接口，主机控制单元是整个设备的控制中心、IBS智能软件运行平台和资源数据库的载体，采集模拟音源，连接校园网，输出数字信号，主机通过显示器为用户操作提供人机界面，通过网络接口与校园网连接，主机根据用户控制或定时设置，将存放在主机数据库内的音频文件通过扩展的声卡将数字音频信号转换成通用的模拟左、右声道音频信号输出至嵌入式计算机控制单元；嵌入式计算机控制单元是智能控制的执行单元，执行主机控制单元的命令，处理和切换音频信号，进行状态信号的指示，它包括七个部分；信号前置处理、继电器矩阵、信号放大处理、主控制模块、温度显示模块、指示灯驱动模块、电源控制模块，由主机输出的多路左右声道模拟音频信号及卡座输出的左右声道模拟音频信号送入前置处理模块进行混合和放大后，输出多路混合模拟音频信号到继电器矩阵，继电器矩阵与面板上的开关矩阵互锁连接控制，继电器矩阵根据主控制模块发出的控制命令或控制显示面板中开关矩阵发出的控制命令将多路模拟音频信号转换输出到信号放大处理部分，多路信号经过放大以后送调制发射单元，经调制发射模块调制、混合后通过发射天线发射出去，由接收装置接收，同时模拟音频信号放大处理后还送至控制显示面板上的试音接口，用于测试与监控；模拟音源输入单元中麦克风信号接入主机集成声卡的输入口，对现场讲话进行数字化录制，主机将麦克风采集的音频信号通过集成声卡后同样输出至嵌入式计算机控制单元的信号前置处理模块；主机通过串口COM1口向嵌入式计算机控制单元输出控制命令，并接收其反馈信息，嵌入式计算机控制单元中的主控制模块接收主机的控制命令后，控制温度显示模块、指示灯驱动模块、电源控制模块和继电器矩阵的操作，电源控制模块的输出接入控制显示面板上的电源开关接钮，形成继电器、面板开关的互锁连接控制，电源开关按钮的输出分别控制调制发射模块电源和风扇电源。
专利摘要一种全自动多功能多通道智能无线广播设备，由主机控制单元、嵌入式计算机控制单元、模拟音源输入单元、控制显示面板、调制发射单元构成，主机采集模拟音源、与校园网连接、输出数字信号，主机输出多路音频信号经信号前置处理、继电器矩阵切换、信号放大处理、调制发射、用户接收装置接收，卡座、麦克风音源可同时输入，控制显示面板互锁控制，控制模拟控制继电器矩阵、电源、温度显示、指示灯等相关模块操作。本实用新型设计合理，功能齐全，智能化程度高，技术性能优良，是一种新型的数学设备，值得大力推广应用。
文档编号H04H60/76GK2710256SQ20042003588
公开日2005年7月13日 申请日期2004年5月17日 优先权日2004年5月17日
发明者唐国民 申请人:唐国民