专利名称：交互式网络语音广播系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及语音广播系统，主要涉及交互式网络语音广播系统。
背景技术：
传统的校园广播，普遍采用音频或调频方式。音频广播受到电压、功率、阻抗等因素影响，传输距离短，频率低，容易受干扰，系统扩展性差，拉线布设的成本大，也影响建筑的美观.调频广播在调制解调中引入噪声，设备老化、频点偏移也会导致信号失真。基于音频和调频传输的可控制的智能广播，受传输方式的限制，也只能以分区、分组的方式实现控制。同时由于缺乏独立的节目源，导致广播终端不能满足个性化的教学应用需求。而在语言教学趋向实用化的今天，要求更多强化听说的训练，同时要提高教师一课堂教学效率.本申请人经过研究提出了交互式网络语音广播系统，它能够很好地克服传统校园广播的缺点，而且为广播引入日常教学提供了可行性。
已有技术申请日2003年8月27日的中国实用新型专利ZL03210096.5的《交互式网络教学系统》包括节目源、教师机及学生机，节目源连接至教师机，教师机通过模拟电路与学生机相连，该模拟电路包括音频传输电路和视频传输电路。本实用新型将命令和音频、视频信号分界面进行传输，且该音频及视频信号在教师机与学生机以模拟信号方式传输，避免了传输过程中的编码、解码操作，从而使得音频信号、视频信号在教师机与学生机间同步传输，且不会产生延时。但是需要通过模拟电路和有线线路连接方能组成交互式网络，使用的局限性较大，拉线布设的成本大，且不能利用现有的网络进行实时随机的语音广播。而语言教学的实用化趋势，要求更多强化听说训练，打破“单词+语法”的聋哑式教学方式。本申请人经过研究提出了交互式网络语音广播系统，可以基于现有的校园网来建设，安装时无需单独布线。基于IP网络的节目传送，每个广播点都可以有各自独立的广播节目，为广播引入日常教学提供了可行性。同语音教室和多媒体电脑教室相比较，交互式网络语音广播系统在语言教学上有其独特的作用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术不足而提供操作直观简单，具有节目互动点播的智能化控制终端，具有快速数字定位及复读、变速功能的交互式网络语音广播系统。其基于现有的校园网来建设，安装时无需单独布线，为教学单位节省了大量的设备成本；，其还可基于IP网络的节目传送，每个广播点都有各自独立的广播节目，将广播引入日常教学。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为交互式网络语音广播系统，包括电脑服务器、外围设备控制器和播放终端，电脑服务器配接并控制外围设备控制器、播放终端，采取的技术措施还包括电脑服务器包含有节目调度模块，以及与该节目调度模块配接并按协议控制的辅助设备管理模块、FTP节目管理器、网络广播室模块、综合通道，该节目调度模块还配接并按协议控制实时声源管理器；电脑服务器中的辅助设备管理模块经电脑服务器的串行口外接外围设备控制器，网络广播室模块与综合通道配接内部互联网；
播放终端由至少一个播放终端单元，播放终端单元包括终端MCU，以及与该终端MCU相配接的网络接口端、直流电源、声音播放单元、终端双工无线遥控单元；电脑服务器中的内部互联网引接播放终端单元中的网络接口端；播放终端单元通过终端双工无线遥控单元接受来自终端遥控器的控制。
为优化上述技术方案，所采取的措施还包括终端遥控器包括遥控器MCU，以及与该遥控器MCU相配接的遥控器双工无线遥控单元、电池、液晶显示器、键盘；终端遥控器中的遥控器双工无线遥控单元控制终端双工无线遥控单元。
网络广播室模块包括至少6个网络广播单元，网络广播室能同时对应控制每个网络广播单元播放广播节目，对节目内容按节目表实时进行设置和修改；网络广播室模块运行并能自动调入相应的节目表在各个网络广播单元通道上播放相应的节目，并具有设置其中一个网络广播单元为优先播放的综合节目。
外围设备控制器经实时声源管理器把声源压缩成MP3流传递给电脑服务器，并能直接通过电脑上的声卡传入电脑服务器，由电脑服务器压缩成为MP3流，最后由网络广播室模块的节目调度模块安排至相应的广播通道。
FTP节目管理器具有管理网络广播室模块在电脑中的所有MP3节目源的功能，内部互联网中的电脑能登陆到该FTP节目管理器进行节目管理，终端用户还可以利用终端遥控器点播该FTP节目管理器内的任何节目。
内部互联网引接有至少一个分控工作站，分控工作站软件安装在内部互联网内的任一电脑上，经电脑服务器授权可远程编排定时播放内容，制作音频节目上传，实时对指定终端广播音频文件；外围设备控制器配接有无线遥控接收器，该无线遥控接收器能接受至少一公里范围内的遥控指令，并按协议控制外围设备控制器做出相应的操作。
综合通道可以用来和播放终端建立连接，进行指令和点播节目的数据传输；终端的全部权限通过综合通道接受到网络广播室模块的管理，按照综合通道的要求播放综合节目或者处于关闭状态，通过发送相应的权限指令给播放终端，播放终端即处理终端遥控器发送过来的点播命令，点播电脑服务器的FTP节目管理器中相应的节目，或者选择其他广播节目。
遥控器MCU核心部分的单片机IC1采用16位总线的超低功耗MSP430F41x系列，工作电压1.8V-3.6V，活动模式仅需要225uA电流，维持RAM数据的掉电模式只需要0.1uA电流，非常适合双电池系统使用。通过口线P5.3和P5.4组成的通用异步串行口UART，可以对IC1进行相应的配置；外接具有512k字节容量的Flash芯片IC2(AT45DB041)，用于存放液晶显示所需要的中文字库，指示性图标，以及液晶显示数据的缓冲。
终端MCU为终端单片机IC6使用51系列增强型单片机STC89C58RD+，除了包含标准的8052内部资源外，内部还包含32k程序Flash，16k数据Flash和1280字节的RAM，附加的4条IO口线，其中两条还具有外部中断功能(INT2和INT3)，最高运行速度高达80M，在40M时钟下还可以以6个时钟的倍速运行。通过总线锁存芯片IC5(74HC583)外扩有32k字节的RAM芯片IC4(62WV256)，供终端MCU处理网络协议和缓冲MP3数据流使用。终端MCU还配有带有256字节EEPROM的复位芯片IC12(CAT1021)，以便灵活设置部分特性参数；除了可以手动系统以外，还可以在工作电压不稳定时自动复位终端CPU，以增加系统的可靠性；网络接口端使用10M网络专用芯片RTL8019AS，接受“终端MCU”控制，向“终端MCU”提供由Internet网得到的数据，同时把“终端MCU”传递过来的数据发送至Internet网。
声音播放单元通过终端MCU把“网络接口”传递过来的MP3流通过口线P1.5、P1.6传送到MP3解码芯片IC2(STA013)，解码芯片IC2把解码得到的声音数据流通过其引脚9、10、11、12传递给声音复原芯片IC1(CS4334)，声音复原芯片IC1把复原得到立体声音频信号通过其引脚5、8经过接口PHONE传递到有源音箱进行功率放大并播放。
终端双工无线遥控单元与遥控器双工无线遥控单元相同的性能并配对使用，均采用高性能高频无线收发芯片IC11(IA4420)，终端MCU通过引脚P4.0选择IC11，通过引脚P3.3、P3.4、P4.3连接IC11，通过引脚P3.2接受IC11的中断请求，并通过IC11向终端遥控器发送数据，或者接收终端遥控器发送的数据，无线传输仅限于室内。
遥控器MCU通过其引脚P3.6选择无线收发芯片IC3，通过P4.1、P4.2、P4.3连接IC11，通过P2.7接受IC3的中断请求；遥控器MCU通过IC3向播放终端发送数据，或者接收播放终端发送的数据，无线传输仅限于室内。
与现有技术相比，本实用新型采用的电脑服务器包含有节目调度模块，以及与该节目调度模块配接并按协议控制的辅助设备管理模块、FTP节目管理器、网络广播室模块、综合通道，该节目调度模块还配接并按协议控制实时声源管理器；电脑服务器中的辅助设备管理模块经电脑服务器的串行口外接外围设备控制器，网络广播室模块与综合通道配接内部互联网；播放终端由至少一个播放终端单元，播放终端单元包括终端MCU，以及与该终端MCU相配接的网络接口端、直流电源、声音播放单元、终端双工无线遥控单元；电脑服务器中的内部互联网引接播放终端单元中的网络接口端；播放终端单元通过终端双工无线遥控单元接受控制有终端遥控器。本实用新型基于现有的校园网设计，安装时无需单独布线，为教学单位节省了大量的设备成本；同时此系统基于IP网络纯数字节目传输的特点，不但广播音质能达到CD的效果，而且每个广播地都可以使各自独立的广播节目；系统同时专门针对语言教学进行设计，打破了语言教学上“单词+语法”、“课本+录音机”的教学方式，突出强化课堂内外听说的训练，让每一间普通教室及校园各个角落都成为具有语言训练功能的语音教室；教师上课时手持播控器的使用，实现了节目互动点播，且具有播放控制、复读、跟读、变速等功能，这大大提高了教师上课的教学效率；个性化的早晚自习听力训练，具有主动性、强制性的特点，从而为学生创造了浓厚的学习语言氛围。以上这一切都为广播引入日常教学提供了可行性，此系统与语音室及多媒体教室一样为学校搞好语言教学提供了一个独特的平台；本系统能够播放数字课件，并可以数字方式实时转播网上电台，为校园网的远程教学真正达到了实用化，为共享互联网的教学资源提供了另一个途径。
图1为本实用新型实施例原理方框图；图2为图1中播放终端电路组成线路图；图3为图1中终端遥控器电路组成线路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1至图3所示，为本实用新型一较佳实施例。
图1为本实用新型实施例原理方框图；交互式网络语音广播系统，包括电脑服务器、外围设备控制器和播放终端，电脑服务器基于Windows XP操作系统，运行网络广播室服务软件，通过内部互联网即Intranet网和各个终端播放器以及各个分控工作站连接，管理软件任务调度过程如图1的电脑服务器部分，其核心功能是节目调度模块。
电脑服务器配接并控制外围设备控制器、播放终端，电脑服务器包含有节目调度模块，以及与该节目调度模块配接并按协议控制的辅助设备管理模块、FTP节目管理器、网络广播室模块、综合通道，该节目调度模块还配接并按协议控制实时声源管理器；电脑服务器中的辅助设备管理模块经电脑服务器的串行口外接外围设备控制器，网络广播室模块与综合通道配接内部互联网；播放终端至少包含一个播放终端单元，播放终端单元包括终端MCU，以及与该终端MCU相配接的网络接口端、直流电源、声音播放单元、终端双工无线遥控单元；电脑服务器中的内部互联网接口，引接播放终端单元中的网络接口端；播放终端单元通过终端双工无线遥控单元接受终端遥控器的控制。终端遥控器包括遥控器MCU，以及与该遥控器MCU相配接的遥控器双工无线遥控单元、电池、液晶显示器、键盘。
网络广播室模块包括至少6个网络广播单元，网络广播室能同时控制每个网络广播单元播放广播节目，本实用新型可以同时播放至少6套广播节目；对节目内容按节目表实时进行设置和修改，可以每周各天建立一个独立的节目表；网络广播室模块运行并能自动调入相应的节目表在各个网络广播单元通道上播放相应的节目，并具有设置其中一个网络广播单元为优先播放的综合节目。
外围设备控制器经实时声源管理器把声源压缩成MP3流传递给电脑服务器，并能直接通过电脑上的声卡传入电脑服务器，由电脑服务器压缩成为MP3流，最后由网络广播室模块的节目调度模块安排至相应的广播通道。
FTP节目管理器具有管理网络广播室模块在电脑中的所有MP3节目源的功能，内部互联网中的电脑能登陆到该FTP节目管理器进行节目管理，终端用户还可以利用终端遥控器点播该FTP节目管理器内的任何节目。
内部互联网引接有至少一个分控工作站，分控工作站软件安装在内部互联网内的任一电脑上，经电脑服务器授权可远程编排定时播放内容，制作音频节目上传，实时对指定终端广播音频文件，或话筒讲话；外围设备控制器配接有无线遥控接收器，该无线遥控接收器能接受至少一公里范围内的遥控指令，并按协议控制外围设备控制器做出相应的操作。
综合通道可以用来和播放终端建立连接，进行指令和点播节目的数据传输；终端的全部权限通过综合通道接受网络广播室模块的管理，按照综合通道的要求播放综合节目或者处于关闭状态，通过发送相应的权限指令给播放终端，播放终端即处理终端遥控器发送过来的点播命令，点播电脑服务器的FTP节目管理器中相应的节目，或者选择其他广播节目。
图2为播放终端电路组成线路图。
终端MCU为终端单片机IC6使用51系列增强型单片机STC89C58RD+，除了包含标准的8052内部资源外，内部还包含32k程序Flash，16k数据Flash和1280字节的RAM，附加的4条IO口线，其中两条还具有外部中断功能(INT2和INT3)，最高运行速度高达80M，在40M时钟下还可以以6个时钟的倍速运行。通过总线锁存芯片IC5(74HC583)外扩有32k字节的RAM芯片IC4(62WV256)，供终端MCU处理网络协议和缓冲MP3数据流使用。终端MCU还配有带有256字节EEPROM的复位芯片IC12(CAT1021)，以便灵活设置部分特性参数；除了可以手动系统以外，还可以在工作电压不稳定时自动复位终端CPU，以增加系统的可靠性；网络接口端使用10M网络专用芯片RTL8019AS，接受“终端MCU”控制，向“终端MCU”提供由Internet网得到的数据，同时把“终端MCU”传递过来的数据发送至Internet网。
声音播放单元通过终端MCU把“网络接口”传递过来的MP3流通过口线P1.5、P1.6传送到MP3解码芯片IC2(STA013)，解码芯片IC2把解码得到的声音数据流通过其引脚9、10、11、12传递给声音复原芯片IC1(CS4334)，声音复原芯片IC1把复原得到立体声音频信号通过其引脚5、8经过接口PHONE传递到有源音箱进行功率放大并播放。
终端双工无线遥控单元与遥控器双工无线遥控单元相同的性能并配对使用，均采用高性能高频无线收发芯片IC11(IA4420)，终端MCU通过引脚P4.0选择IC11，通过引脚P3.3、P3.4、P4.3连接IC11，通过引脚P3.2接受IC11的中断请求，并通过IC11向终端遥控器发送数据，或者接收终端遥控器发送的数据，无线传输仅限于室内。
直流电源利用市电220V交流输入，输出直流电压5V，电流容量500mA。
终端用户可以通过终端遥控器控制播放终端，在电脑服务器授权的情况下自主点播服务器的FTP节目管理中心的节目内容，总体原理图如图3为终端遥控器电路组成线路图。遥控器MCU核心部分的单片机ICI采用16位总线的超低功耗MSP430F41x系列，工作电压1.8V-3.6V，活动模式仅需要225uA电流，维持RAM数据的掉电模式只需要0.1uA电流，非常适合双电池系统使用。通过口线P5.3和P5.4组成的通用异步串行口UART，可以对IC1进行相应的配置；外接具有512k字节容量的Flash芯片IC2(AT45DB041)，用于存放液晶显示所需要的中文字库，指示性图标，以及液晶显示数据的缓冲。
终端遥控器中的遥控器双工无线遥控单元和播放终端中的终端双工无线遥控单元工作原理和设计方法完全一致，遥控器MCU通过其引脚P3.6选择无线收发芯片IC3，通过P4.1、P4.2、P4.3连接IC11，通过P2.7接受IC3的中断请求；遥控器MCU通过IC3向播放终端发送数据，或者接收播放终端发送的数据，无线传输仅限于室内。
电池的选用终端遥控器采用两节5号电池，终端遥控器平常处于超低功耗的掉电状态，只有当终端遥控器上的键盘按下时，终端遥控器材开始进入正常工作显示，超过30秒钟没有键盘输入，终端遥控器将重新进入掉电状态，并关闭液晶显示。正常情况下可以保证终端遥控器具有一个月以上的使用时间，具体使用时间的长短还和用户的使用习惯以及电池性能有关。
液晶显示器选用采用128x128点阵的黑白液晶显示模块128128B，内部没有中文字库，由IC2提供液晶显示所需要的中文字库。该液晶可以显示8行8字的中文，或者显示8行16英文字符。本系统显示6行文字信息，外加一行时间显示和一行状态图标显示。键盘选用采用16个键盘输入，部分按键可以双功能复用，包含如下功能确定、返回、上翻、下翻、播放/暂停、快进/0、快倒/1、停止/2、跟读/3、A/4、B/5、AB/6、复听/7、音量上/8、音量下/9、复位。
本实用新型操作直观简单，具有节目互动点播的智能化控制终端，具有快速数字定位及复读、变速功能，其基于现有的校园网来建设，安装时无需单独布线，其还可基于IP网络的节目传送，每个广播点都有各自独立的广播节目，将广播引入日常教学。
其能替代目前语音课堂上“课本+录音机”的教学方式，教师上课时使用中文液晶屏的无线手机操作，实现节目互动点播。应用在教学，尤其是个性化的早晚自习听力训练，具有自动性、强制性特点，有利于创造浓厚的自然语言氛围，从而有利于学生日常语言习惯的养成。本实用新型在物理结构上与校园网完全融合，这还为共享互联网的教学资源提供了方便；并且其还能够播放数字课件，并实时将数字方式转播网上电台。
权利要求1.交互式网络语音广播系统，包括电脑服务器、外围设备控制器和播放终端，电脑服务器配接并控制所述的外围设备控制器、播放终端，其特征是所述的电脑服务器包含有节目调度模块，以及与该节目调度模块配接的辅助设备管理模块、FTP节目管理器、网络广播室模块、综合通道，该节目调度模块还配接实时声源管理器；电脑服务器中的辅助设备管理模块经电脑服务器的串行口外接外围设备控制器，网络广播室模块与综合通道配接所述的内部互联网；所述的播放终端至少包含一个播放终端单元，所述的播放终端单元包括终端MCU，以及与该终端MCU相配接的网络接口端、直流电源、声音播放单元、终端双工无线遥控单元；所述的电脑服务器中的内部互联网引接所述的播放终端单元中的网络接口端；所述的播放终端单元与终端双工无线遥控单元接受终端遥控器配接。
2.根据权利要求1所述的交互式网络语音广播系统，其特征是所述的终端遥控器包括遥控器MCU，以及与该遥控器MCU相配接的遥控器双工无线遥控单元、电池、液晶显示器、键盘；终端遥控器中的遥控器双工无线遥控单元经无线电波通道配接所述的终端双工无线遥控单元。
3.根据权利要求1所述的交互式网络语音广播系统，其特征是所述的网络广播室模块包括至少6个网络广播单元，所述的网络广播室能同时对应配接所述的每个网络广播单元播放广播节目。
4.根据权利要求1或2或3所述的交互式网络语音广播系统，其特征是所述的内部互联网引接有至少一个分控工作站，所述的分控工作站软件安装在所述的内部互联网内的任一电脑上。
5.根据权利要求1或2或3所述的交互式网络语音广播系统，其特征是所述的遥控器MCU核心部分的单片机IC1采用16位总线的超低功耗MSP430F41x系列，所述的终端MCU为终端单片机IC6使用51系列增强型单片机STC89C58RD+，所述的终端MCU通过引脚P4.0配接IC11，通过引脚P3.3、P3.4、P4.3连接IC11；所述的遥控器MCU通过其引脚P3.6配接无线收发芯片IC3，通过P4.1、P4.2、P4.3连接IC11。
专利摘要本实用新型公开了交互式网络语音广播系统，包括电脑服务器、外围设备控制器和播放终端，电脑服务器包含有节目调度模块、辅助设备管理模块、FTP节目管理器、网络广播室模块、综合通道，该节目调度模块按协议控制实时声源管理器；辅助设备管理模块外接外围设备控制器，网络广播室模块与综合通道配接内部互联网；播放终端由至少一个播放终端单元，播放终端单元包括终端MCU，以及与该终端MCU相配接的网络接口端、直流电源、声音播放单元、终端双工无线遥控单元；电脑服务器中的内部互联网引接播放终端单元中的网络接口端；播放终端单元通过终端双工无线遥控单元接受控制有终端遥控器。其操作直观简单，具有节目互动点播的智能化控制终端。
文档编号H04L29/12GK2877160SQ200520116509
公开日2007年3月7日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者张卫强, 陈涯, 史雪峰 申请人:宁波大学, 宁波市海曙四方电子有限公司