礦用IP廣播系統改進設計

摘 要：模擬音頻廣播是大多數煤礦井下廣播系統所采取的廣播方式，然而該種方式具有抵御能力弱、傳輸距離短等缺陷，已經無法滿足煤礦井下廣播系統的需求。文章首先介紹了改進的隔爆兼本質安全型的礦用IP廣播系統的結構及功能，然后詳細的探討了該系統的軟硬件設計，證明該系統能夠補足傳統礦用廣播系統的不足，值得在礦井企業中廣泛應用。

關鍵詞：IP廣播系統設計；礦用；改進

前言

傳遞信息高效、靈活、快捷等是廣播系統的特征，不但能夠播放音樂、通知、展開尋呼廣播和業務宣傳，同時還能夠有災害發生時及時發送疏散廣播，是十分關鍵的傳播信息平臺。當前，我國大多數采取傳統模擬音頻的模式構建煤礦井下廣播系統。該種模擬信道在進行信頻傳送時，具有抵御干擾能力弱、傳輸間距短、鋪設單獨線路等缺陷，假若要控制廣播的對象、內容、時間都需要運用單獨的控制線路進行傳輸，耗費了大量的人力。根據模擬音頻廣播模式的缺陷，筆者將網絡、音頻、視頻解碼等技術充分運用起來彌補了以往模擬廣播的不足，為高效、遠距離輸送信號提供服務，同時每臺終端機都有單獨的IP地址，能夠展開定點和分組廣播，不再受音頻信號約束等，因此改進礦用IP廣播系統設計十分必要。

1 系統結構及功能

1.1 系統結構

多媒體數據服務器、信息傳送平臺、防爆顯示屏、終端供電設備組成了礦用IP廣播系統。為了使系統能平穩、持續的運轉，要求將一臺備用和一臺應用的多媒體數據服務器安放在系統控制室內，并且利用運行雙機容錯軟件給以保障。

（1）多媒體數據服務器：高性能電腦安裝上多媒體管理系統之后就被稱作多媒體數據服務器，其對節目源展開搜集、編輯和傳播的基礎上，還能夠對防爆顯示屏的工作情況進行遠程監控和檢測，達到日常管理系統、診斷故障和異常警報的目的。（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，有單獨的MAC地址，采取IP/TCP協議的方法展開通信，把收到的數字信號轉化成音頻、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：在系統中起著及時、實時傳輸消息的作用。實行總線或者以太網傳播方式。（4）終端供電設備起到供應防爆顯示屏電量的作用，是儲備電量，當交流電斷掉后可以維系防爆顯示屏兩個小時不間斷工作。

1.2 主要功能

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

緊急廣播：優先權最高的就是緊急廣播，能夠實時斷掉所有終端服務的語音廣播。緊急廣播以現實情況為依據，選擇應用麥克風直接喊話發布命令和指揮的方式和循環播放多媒體數據服務器所編輯的文字以及轉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：系統能夠以終端預設的播放列表為依據，循環、自動、停止播放存儲在終端視頻、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。

自動調節音量功能：系統中為了能夠符合不同狀況、條件的各種需要，具備遠程和本地兩種調節功能。例如，在緊急廣播時，遠程多媒體系統就會將發出的緊急指令放到最大，當緊急廣播撤消后再恢復到原來的水平。

實時儲存文字廣播和對語音廣播進行錄音的功能，即系統能夠把調度員發出的語音廣播儲存為錄音文件，并且向數據庫中直接儲存文字廣播，方便管理和查看。

系統具備實時監控、監測故障、遠程管理的功能，終端防爆顯示屏利用網絡與服務器相連接，服務器可以實時監管控制所有加增到配置管理的運轉狀況，當發現異常立馬就會向工作人員發出警報，確保人員能夠及時的處理異常，確保廣播正常進行。

2 礦用IP廣播系統的硬件軟件改進設計

2.1 硬件設計

終端防爆顯示屏和終端供電設備是設計系統硬件的主要內容。

設計終端防爆顯示屏：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、外圍儲存器等。類屬于防爆設備的顯示屏，應當以GB3836有關要求為依據展開嚴格的設計，充分考量到整機散熱、密封方法、防護級別、固定方法、引線等方面的內容。

供電設備：其是安全與隔爆兼備的設備，該設備分別提供2路12V和5V電壓，該設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，多媒體驅動電路和擴音喇叭所需電量是由2路12V電壓提供。電源的變壓器對660V和127V兩路交流電輸入給予支持，一旦交流電停止供電，就會自行切換到直流電進行供電，并且能夠保持終端顯示器持續工作兩個小時之上。

2.2 軟件設計

在多媒體服務器中運轉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廣播軟件的兩個部分。軟件在.NET平臺的基礎上，運用C#語言來研發，秉承模塊化編程理念，確保了軟件有優異的擴展性。

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。在本地內存中所存放的視頻和音頻文件可由前臺自行循環播放；對遠程多媒體數據服務器所發出的緊急廣播、日常廣播、音量調節等指令，則由后臺線程展開實時監控和監聽。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停掉，同時將順序流式信息接收模塊開啟，緩存所有收到的音頻數據。與此同時這些緩存的語音數據會通過程序傳送到揚聲器向外廣播。另外，該軟件還擁有很多種編譯、解碼視頻和音頻的功能，能夠播放和儲存多種主流格式的視頻和音頻。

遠程管理軟件：該軟件擁有管理設備、用戶權限、視頻音頻文件的功能，并且運用寬帶或總線模式，來實時監控遠程終端設備運轉狀況、搜集、壓縮、編碼文字或音頻信號，且用IP數據包的方式將這些處理過的音頻或文字信號發布到終端顯示裝備上，達到全網或者分組廣播的目的。

3 結束語

文章所設計的隔爆兼本質安全礦用IP廣播系統，通過實驗和運轉證明，運用該系統不但能夠確保穩定、有效、長距離、流暢的播放音頻視頻文件，而且還有人性化的操作界面，能夠符合煤礦現場的需求。因此，改進后的IP廣播系統能夠廣泛應用在煤礦企業中。

參考文獻

[1]王樹強，江云，徐煒，等.礦用IP廣播對講系統設計[J].工礦自動化，2011，11：4-6.

[2]徐煒.礦用IP網絡廣播終端硬件設計[J].工礦自動化，2014，7：16-18.

[3]楊娟.礦用數字廣播系統設計[J].工礦自動化，2011，8：44-47.