一种校长无线寻呼播音工作站的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种校长无线寻呼播音工作站，该系统包括分控主机、接收主机、无线接收终端、无线中继器；所述接收主机接收所述分控主机的信号控制连接功放机及音柱；无线接收终端直接接收分控主机发射的无线射频信号控制各个分区；无线中继器用于放大分控主机的信号，提供远距离传输功能。本发明的结构简单、控制可靠、安装维护成本低。
【专利说明】一种校长无线寻呼播音工作站
【技术领域】
[0001] 本发明涉及广播【技术领域】，尤其涉及一种校园广播系统的功能强化和升级装置。
【背景技术】
[0002] 现有校园广播系统主要包括定压分区广播系统、可寻址（定压）广播系统及数字 IP广播系统。
[0003] 定压分区广播系统，目前大部分学校都使用这种系统，该系统是将整个校园广播 按年级教室、运动场、教学区等分为几个分区，每个分区单独架设一条广播线至广播室，通 过广播室的设备对各个分区的广播进行控制。这种广播系统存在的问题是：一是广播分区 的固定性和变动性之间的矛盾。分区的广播线安装好后处于固定状态，改动时相当繁琐， 而像英语听力考试和广播通知等又必须按年级分区广播，但是各年级的教室每年都是变动 的；二是由于分区数量较多，线路汇集到广播室使系统繁杂，线路成本和安装成本急剧增 力口，同时维护难度加大，维护成本增加；三是广播设备的操作较为繁琐，需要较长的熟练过 程，而校园广播站的播音员一般为学生，学生的流动性大，培训时间较长，若不熟练时操作 会缩短设备的使用寿命，甚至造成损坏；四是校长或其他学校领导要广播通知必须去广播 室，既耗费时间又不方便，不利于校园管理。
[0004] 可寻址（定压）广播系统，该系统是将每一个广播点（如教室）安装1个寻址器， 每个寻址器用一条公共广播线和寻址信号线并联起来，用寻址器去控制每个广播点的开和 关；利用PC电脑和寻址广播主机发送寻址信号，实现点控或分区广播控制。这种广播系统 虽然解决了定压分区广播系统按年级教室调整分区难的问题，但同样存在以下缺陷：一是 设备成本高，寻址主机和PC电脑的价格昂贵，每个教室的寻址终端的费用也较高；二是安 装成本高，要把每个终端用网线联结起来接到广播室，需要质量非常好的的网线和较高的 安装调试费；三是维护麻烦，因控制线（网线）有许多节点，氧化、生锈、鼠咬很容易造成系 统故障；四是操作起来需要更高的技术要求，需专人操作，不适合学生操作；五是校长要广 播通知必须去广播室或委托专人广播，但一般学校是没有专人广播的。因此这种广播系统 也难以推广普及。
[0005] 数字IP广播系统，数字IP广播系统是通过服务器利用局域网（或互联网）来传 送广播信号的。在每个广播点（如每个教室）设一个终端，可实现对每个广播点的寻址广 播，也可在任何需要的地方设置广播分机，便于学生日常广播和校长广播通知。这种广播 系统的功能全面，主要存在的问题：一是需要一个局域网平台；二是造价昂贵；三是维护麻 烦；四是使用操作需要专业人员。因此这种广播系统不能普及推广，只能成为极少数学校的 奢侈品。
【发明内容】
[0006] 本 申请人:针对上述校园广播系统的现有缺点，提供一种设备和安装成本低、工作 可靠、维护简单的校长无线寻呼播音工作站，做为校园广播系统的功能强化和升级装置。此 装置应用于任何现有的简易定压广播系统，即可使原简易广播系统升级为无线分区可寻址 广播系统和具有无线寻址分控播音及校长无线寻呼广播功能的功能强大易用的广播系统。
[0007] 本发明所采用的技术方案如下：
[0008] -种校长无线寻呼播音工作站，该系统包括分控主机、接收主机、无线接收终端、 无线中继器；所述接收主机接收所述分控主机的信号控制连接功放机及音柱；
[0009] 所述分控主机包括第一分控主机及第二分控主机，第一分控主机包括分控电源模 块，与分控电源模块连接的无线分区寻址信号发射模块、分区工作状态指示模块、音频模 块、MP3播放模块及操作按键；所述第二分控主机相对第一分控主机减少MP3播放模块；所 述分控主机通过无线分区寻址信号发射模块发射分区寻址无线电信号、通过音频模块给功 放机提供音源信号，进而通过功放机给教室音箱及室外音柱提供音频功率信号；
[0010] 所述接收主机包括接收电源模块，与接收电源模块连接的第一接收解码模块、光 电隔离模块、手动控制模块、外接触发控制模块、指示模块及继电执行模块；所述第一接收 解码模块包括接收模块及单片机控制模块；第一接收解码模块通过接收分区的控制信号和 电源时序信号分别用于控制分区的音柱和功放机的电源；所述继电执行模块由三极管及继 电器组成；所述光电隔离模块通过多个光耦将第一接收解码模块、单片机控制模块及继电 器进行电气隔离；所述手动控制模块由多个自锁开关组成，所述自锁开关用于控制所述继 电器；所述外接触发模块用于控制除所述分控主机外的其他广播控制方式；
[0011] 所述无线接收终端包括无线接收电源模块，与无线接收电源模块连接的第二接 收解码模块、分区地址码设定模块、分区信号选通模块、光电隔离模块及继电执行模块；所 述无线接收终端通过第二接收解码模块接收所述分控主机的无线分区寻址信号发射模块 发出的分区寻址射频信号并解码出含地址的分区控制信号；
[0012] 所述第一接收解码模块与第二接收解码模块的工作原理一致；
[0013] 所述中继电器与所述分控主机连接，用于放大所述分控主机的无线信号。
[0014] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0015] 所述第一接收解码模块及第二接收解码模块均由开关、二极管或门路组成；
[0016] 所述操作按键为单用按键；
[0017] 所述操作按键为复用按键，复用键功能由单片机程序实现；
[0018] 所述音频模块的音频输出电压有效值大于5V，音频输出功率大于1W。
[0019] 本发明的有益效果如下：
[0020] (1)可实现无线分区寻址广播：一是可以实现分区广播，广播分区的数量为16个 或更多，可以满足绝大多数学校的教学管理需求；二是各分区是可寻址的，即每个分区有独 立的地址码，每个终端的地址码是可编地址码，相同地址编码的终端属同一个分区，只需改 变终端编码就可改变终端所在分区。解决了现有定压分区广播系统中以同年级教室作为分 区管理不能变动年级教室的难题；三是分区寻址的控制是无线控制，即各教室广播终端的 联结只需1条公共广播线路，无需多条广播线或控制信号线。本发明能降低设备和安装成 本，使系统可靠性高，维护简单；
[0021] (2)通过分控主机可以实现远离广播室在任何方便的地方进行广播，其控制范围 广、操作简便；
[0022] (3)通过分控主机可以供两人同时直接广播讲话（需要时可扩展至多人），也可以 广播歌曲。广播歌曲时可以从本机上的U盘插口直接播放U盘中的MP3歌曲，也可以外接 DVD或卡座广播音频节目。完全满足正常广播的需要。
[0023] (4)通过分控主机广播时，操作简单，即使操作失误也不会对广播室的设备造成损 坏。本发明的广播室功放设备的开机和关机为全自动模式，无需去广播室进行操作，多台功 放需打开时可以按先后顺序延时自动打开开功放和自动关功放；本发明的分控主机的操作 简单可靠，只需操纵面板上的开关按键即可。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的结构示意图。
[0025] 图2为本发明的结构框图。
[0026] 图3为本发明的分控主机原理框图。
[0027] 图4为本发明的接收主机的原理框图。
[0028] 图5为本发明的无线接收终端的原理框图。
[0029] 图6为本发明的6分区单用键模式分控主机面板结构图。
[0030] 图7为本发明的16分区复用键模式分控主机面板结构图。
[0031] 图8为本发明的16分区单用键模式分控主机面板结构图。
[0032] 图中：1、第一分控主机；2、第二分控主机；11、分控电源模块；12、无线分区寻址信 号发射模块；13、分区工作状态指示模块；14、音频模块；15、MP3播放模块；16、操作按键； 3、接收主机；31、接收电源模块；32、第一接收解码模块；33、光电隔离模块；34、手动控制模 块；35、外接触发控制模块；36、继电执行模块；37、指示模块；4、无线接收终端；41、无线接 收电源模块；42、第二接收解码模块；43、分区地址码设定模块；44、分区信号选通模块；45、 光电隔离模块；46、继电执行模块；5、广播室；6、音柱；7、无线中继器；8、功放机。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图，说明本发明的【具体实施方式】。
[0034] 如图1、图2所示，本实施例的校园无线广播系统，该系统包括分控主机、接收主机 3、无线接收终端4、无线中继器7 ;接收主机4接收分控主机的信号控制连接功放机8及音 柱6 ;
[0035] 如图3所示，分控主机包括第一分控主机1及第二分控主机2,第一分控主机1包 括分控电源模块11，与分控电源模块11连接的无线分区寻址信号发射模块12、分区工作状 态指示模块13、音频模块14、MP3播放模块15及操作按键16 ;第二分控主机2相对第一分 控主机1减少MP3播放模块16 ;分控主机通过无线分区寻址信号发射模块12发射分区寻址 无线电信号、通过音频模块14给功放机8及音柱6提供音源信号，音源信号如音乐、播音员 或校长的讲话声音能够在任何地点的一定距离内（1000米）高保真传送到广播室的功放机 8或室外的音柱6 ;音源信号的传送有两种方案：一是有线传送方式，二是无线传送方式。有 线传送方式是把毫伏级的音乐声或讲话声经音频放大器放大到峰值30V左右进行传输，这 样可以降低信号传输过程中的干扰，在广播室接收端再将音频信号衰减到适合功放机线路 输入的强度；无线传输方案一般采用2. 4G无线技术，这样可以做到高保真传送音乐信号。
[0036] 如图4所示，接收主机3包括接收电源模块31，与接收电源模块31连接的第一接 收解码模块32、光电隔离模块33、手动控制模块34、外接触发控制模块35、指示模块37及 继电执行模块36 ;第一接收解码模块32包括接收模块及单片机控制模块；第一接收解码模 块32通过接收分区的控制信号和电源时序信号分别用于控制分区的音柱6和功放机8的 电源；继电执行模块36由三极管及继电器组成；光电隔离模块33通过多个光耦将接收解 码模块、单片机控制模块及继电器进行电气隔离；手动控制模块34由多个自锁开关组成， 自锁开关用于控制继电器；外接触发模块35用于控制除分控主机外的其他广播控制方式； 接收主机3接收到分控主机发出的任意分区无线寻址信号后，将自动开启功放机8的电源， 由于功放机8分别包括多个，其按先后顺序自动开启，以保证电源不致因多台功放机6同时 开启而造成对电网的冲击，同时接收主机3的指示模块37将接收到分控主机信号并指示 出来；接收主机3也可直接输出各分区的控制信号，节省用于室外广播分区（音柱6)的户 外无线接收终端4,将室外分区的广播线直接接到位于广播室5的接收主机3即可。
[0037] 如图5所示，无线接收终端4包括无线接收电源模块41，与无线接收电源模块41 连接的第二接收解码模块42、分区地址码设定模块43、分区信号选通模块44、光电隔离模 块45及继电执行模块46 ;无线接收终端4通过第二接收解码模块42接收分控主机的无线 分区寻址信号发射模块发出的分区寻址射频信号并解码出含地址的分区控制信号，并根据 该终端的编码决定是接通进入该终端的广播信号还是断开广播信号，同时各终端的分区编 码采用DIP开关，DIP开关处于外置可调整状态，以方便各分区的调整。
[0038] 中继电器7与分控主机连接，用于放大分控主机的无线信号，以更大的功率同步 转发出去，以传播更远的距离及方便远程的无线接收终端4接收信号。
[0039] 以下通过具体实施例对本发明进行进一步说明。
[0040] 暂且把代表一年级的分区叫1分区。
[0041] 如图1所示，例如校长要对全体一年级学生广播讲话，你只需按一下分控主机面 板上的"一年级开"按键，分控主机便通过无线电波将含有"一年级开，，的编码信息的射频 信号（即无线电信号）发射出去，广播室5的接收主机3和室外的无线中继器7以及教室 的无线接收终端4都会接收到这一信号。接收主机接收到这一信号时便会对这一信号进行 解码，解码后经过单片机处理输出第一台功放的开机信号和第二台、第三台功放的延时开 机信号，同时输出1个分区的控制信号，使1分区指示灯亮，并输出1个1年级分区接通的 开关信号（备用）。无线中继器7收到该射频信号后将此信号转发出去，以便更远的接收 终端收到该信号。无线接收终端4收到该射频信号后对这一信号进行解码，解码后经单 片机处理变为一个含有地址信息的开关信号（低电平有效，低电平为广播开，高电平为广 播关），然后经1个地址码识别电路识别，如果该信号的地址与本接收终端所设定的地址一 致，则允许该开关信号通过，以此去进一步控制继电器的接通与断开，从而实现对各教室终 端分区寻址控制的作用。
[0042] 与此同时，分控主机中的音频放大电路将话筒信号或音乐信号放大至30V左右后 经音频传输线送至广播室的功放机或调音设备。由于传输的音频信号电压较高，因此能进 行远距离传输而不受干扰；由于传输的信号电流小（mA级），因此对传输线要求不高，用廉 价的普通电话线即可高保真传输1000米以上距离（优质线可传输2000米以上）。可以满 足一般校园任意分控广播的要求。在功放端或调音设备端将该信号衰减至500M V左右即成 为正常的线路输入信号，由调音设备和功放设备处理成为通用的100V定压公共广播信号。
[0043] 由功放机输出的100V定压公共广播信号一部分直通教室，一部分接入接收主机4 的功放信号输入端，再由接收主机4根据接收到的分区寻址信号决定开通哪一个室外广播 分区。关机时的过程与此类似，只是按"一年级关"即可。至此，完成了这一广播的全过程。
[0044] 音频传输的第2个途径是采用2. 4G无线传输方案。该方案的技术是节省连廉价 的电话线。
[0045] 以下对分控主机的工作原理进行进一步说明。
[0046] 如图2所示，分控主机包括第一分控主机1及第二分控主机2,按使用对象的不同 第一分控主机1用于播音员广播，又称为"无线分区寻址播音工作站分控主机"，第二分控 主机2用于校长等学校领导广播，称为校长无线寻呼广播站分控主机，其中后者是前者的 功能简化版，将前者中的MP3播放等音乐模块去掉。分控主机按操作按键16可以使单用按 键或复用按键。单用键模式是一个功能键只能有一种功能，例：1#键如果用做1分区开的 功能，则1分区关的功能必须用另1个键去实现；复用键模式是一个功能键实现两种功能， 例：1#键即做1分区开键，又做1分区关键，按第一次为开，按下一次则为关，反之亦然。分 控主机按所寻址的分区数，我们设计两种常用型号：6分区寻址（如图6)和16分区寻址 (如图7及图8)。其中16分区寻址的分控主机中有2个分区是广义的分区：一是全体室内 广播分区（1-8分区），简称室内分区；二是全体室外分区（9-14分区），简称室外分区。这 种机型一般用在6个年极以上的学校。六分区寻址的分控主机中有一个分区是广义分区 (全部分区），按这个键时所启动的分区是5个分区同时开关；
[0047] 分控主机中的分区工作状态指示模块13,负责将接收到的分控主机发出的射频信 号解码成分区地址的指示电信号；
[0048] 分控主机中的音频模块15的设计规则是音频输出电压有效值须在5V以上，音频 输出功率在1W以上，其电压越高，抗干扰能力越强，传输距离越远。本发明的音频输出电压 可达20V，输出功率5W以上。无线分区寻址信号发射模块12由按键电路（产生地址编码的 指令）、编码电路、地址码信号形成电路、射频电路及天线等组成（属于现有技术，图中未示 出）。
[0049] 本发明的16分区单用键模式分控主机如图8所示，此型分控主机共用32个按键 (轻触开关），用S1-S32表示。其中奇数号按键做"分区开"按键，偶数号按键做"分区关" 按键，S1-S16及S27、S28用于室内广播分区，S17-S26用于室外广播分分（1分区-5分区）， 6分区留下作机动。按键与编码电路内轻触开关及与之相连的二极管或门电路组成，当按下 某一按键时便通过与各位数据线相连的二极管，产生一个代表分区地址与开关的6位二进 制并行脉冲数据信号，即编码信号，例如按下按键S15时产生的一个编码信号是D5 = 1M，D4 =1M，D3 = 1M，D2 = 1M，D1 = 0，D0 = 0。这一信号或数据经由编码电路专用芯片PT2262 转换成串行数据，送于由三极管、声表滤波器、天线等组成的射频电路发射出去。其中编码 电路，即二极管或门电路组成的一个规则是，当按下轻触开关SN(N= 1，2, 3……32)时，由 此开关和二极管传送到数据线D5、D4、D3、D2、Dl、D0的高电平信号，应遵从6位二进制数的 累加规律，见表一。
[0050] 本发明的复用键模式分控主机，如图7所示，用复用键模式的分控主机可以节省 一半的按键，但其发射编码电路不能由PT2262芯片等现成的遥控编码电路实现，而必须用 单片机程序来实现，用此种方法必须按下同一个键时产生2种状态的结果，即第一次按下 为开，第二次按下为关。通过单片机程序来记忆和产生这两个不同的寻址信号，即单片机用 16个按键产生32个寻址开关信号，即16个地址的开信号和16个地址的关信号。这是对编 码单片机程序所要实现的功能的一个规则。
[0051] 本发明的接收主机3及无线接收终端4中的接收模块32、42的工作原理如下：接 收模块接收到分控主机的某分区寻址射频信号后，解码输出含有地址信息的开关信息的6 位并行脉冲信号包（简称为带地址的开关数据），其持续时间取决于分控主机上按下按键 的时间，此数据经单片机及其内部程序处理，产生1路带锁厚的开关信号和5路电源时序位 号（用于按顺序依次延时2-3秒开启或关闭5台功放与电器），并且低电效有效，这路带锁 存的开关信号即为需开启或关闭某路分区的控制信号。其中，单片机程序处理的输入输出 法则如表一所不。
[0052] 以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利 要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
【权利要求】
1. 一种校长无线寻呼播音工作站，其特征在于：该系统包括分控主机、接收主机（3)、 无线接收终端（4)、无线中继器（7);所述接收主机（4)接收所述分控主机的信号控制连接 功放机⑶及音柱（6); 所述分控主机包括第一分控主机（1)及第二分控主机（2)，第一分控主机（1)包括分控 电源模块（11)，与分控电源模块（11)连接的无线分区寻址信号发射模块（12)、分区工作状 态指示模块（13)、音频模块（14)、MP3播放模块（15)及操作按键（16);所述第二分控主机 (2)相对第一分控主机（1)减少MP3播放模块（16);所述分控主机通过无线分区寻址信号 发射模块（12)发射分区寻址无线电信号、通过音频模块（14)给功放机（8)提供音源信号， 进而通过功放机给教室音箱及室外音柱（6)提供音频功率信号； 所述接收主机（3)包括接收电源模块（31)，与接收电源模块（31)连接的第一接收解码 模块（32)、光电隔离模块（33)、手动控制模块（34)、外接触发控制模块（35)、指示模块（37) 及继电执行模块（36);所述第一接收解码模块（32)包括接收模块及单片机控制模块；第 一接收解码模块（32)通过接收分区的控制信号和电源时序信号分别用于控制分区的音柱 (6)和功放机（8)的电源；所述继电执行模块（36)由三极管及继电器组成；所述光电隔离 模块（33)通过多个光耦将第一接收解码模块（32)、单片机控制模块及继电器进行电气隔 离；所述手动控制模块（34)由多个自锁开关组成，所述自锁开关用于控制所述继电器；所 述外接触发模块（35)用于控制除所述分控主机外的其他广播控制方式； 所述无线接收终端（4)包括无线接收电源模块（41)，与无线接收电源模块（41)连接的 第二接收解码模块（42)、分区地址码设定模块（43)、分区信号选通模块（44)、光电隔离模 块（45)及继电执行模块（46);所述无线接收终端（4)通过第二接收解码模块（42)接收所 述分控主机的无线分区寻址信号发射模块发出的分区寻址射频信号并解码出含地址的分 区控制信号； 所述第一接收解码模块（32)与第二接收解码模块（42)的工作原理一致； 所述中继电器（3)与所述分控主机连接，用于放大所述分控主机的无线信号。
2. 按照权利要求1所述的校长无线寻呼播音工作站，其特征在于：所述第一接收解码 模块（32)及第二接收解码模块（42)均由开关、二极管或门路组成。
3. 按照权利要求1所述的校长无线寻呼播音工作站，其特征在于：所述操作按键（16) 为单用按键。
4. 按照权利要求1所述的校长无线寻呼播音工作站，其特征在于：所述操作按键（16) 为复用按键，复用键功能由单片机程序实现。
5. 按照权利要求1所述的校长无线寻呼播音工作站，其特征在于：所述音频模块（14) 的音频输出电压有效值大于5V，音频输出功率大于1W。
【文档编号】H04H20/61GK104092507SQ201410265768
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】阳晓知 申请人:长沙三羊电子科技有限公司