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构建第四代物联网广播系统

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随着互联网、移动互联网、云计算、大数据和物联网的发展,物联网广播将会成为第四代广播系统。

广播是常见的传播方式,也是上世纪20年代开始流行的媒体之一。不过,随着技术的演进,广播从最初的模拟广播到数字广播,再到现在的网络广播,已经经历了三代的变革。

一、传统广播系统发展简史

广播系统经历了模拟时代、数字时代模拟广播

广播系统的历史是从模拟广播开始的,因此模拟广播也称为传统广播。其基本原理是,通过音频信号线把模拟功率信号传输到终端扬声器上,通过功率放大器实现稳定和响亮的扬声效果。

模拟广播一般分为定阻广播和定压广播,最先出现的是定阻广播,被广泛应用在村委会、学校、矿山等场合。定阻广播的问题很明显:不能远距离传输,随着距离的增大,信号的衰退会非常快,一般200米之外就不响了,这就造成了“远处听不到,近处听不清”现象。而且,定阻广播施工需匹配多个扬声器与功放输出的阻抗,所以施工相对复杂,广播终端数量少,而且不能并联、扩容。

21世纪初,出现了定压广播,其工作原理是将音频信号直接放大,基于功率信號进行传输。为降低线路传输损耗,通过升压变压器将其4Ω-16Ω匹配阻抗变换到100V网络广播

网络广播较数字广播有了进步,其控制信号、通信方式和传输内容都是数字的,而且往往是网络化的结构,因此也称为网络广播。

网络广播的特色是:可寻址、可分组、传输距离远、网络化、安全性好。

网络广播的优势十分明显:全面兼容现有网络,无需另行布线,传输范围较远,可以超过几公里;主要以双绞线网络化并支持多种网络

除了控制信号和音频信号均为数字外,所有的设备都必须网络化,而且要支持包括以太网在内的多种网络。具体地,物联网广播系统所有设备通过装入射频识别设备等,无线网络则包括Wi-Fi等。这些广播设备之间可以实现信息实时、准确地传递,也可以通过云实现广播功能,也可以利用互联网技术,在广域网内实现广播功能,同时可以利用运营商的3G/4G/5G网络来实现广播功能。

都做到可寻址,状态和参数均可感知、可反馈,所有设备都可配置、可管理、可控制。

支持多种操作系统和终端

物联网广播系统要支持多种终端,物联网广播不仅可以支持Windows系统,还应该支持Linux、mac OS、苹果iOS、安卓和移动App兼容模拟信号并实现同步采样与传输

物联网广播中所有设备必须数字化和网络化,但是目前模拟设备仍然大量存在,比如:麦克风、卡座、磁带等,甚至MP3、CD、VCD、DVD等数字播放设备的音频输出也均为模拟信号。

而在物联网广播系统中,往往需要在同一时间、不同地点、不同设备上播放由这些多个模拟设备产生的多个不同的模拟信号,这样的应用场景很多,诸如:教育行业,在晨会结束后,学校分管不同年级的相应领导需要通过麦克风对不同年级学生讲话,又比如在英语考试时,需要通过各卡座对不同年级学生播放难易程度不同的听力内容等;体育行业,举办运动会時,针对不同的赛事,主办方和裁判需要通过麦克风对不同赛事的运动员进行讲话,解说员也需要针对不同的赛事进行解说等。

而要实现多个模拟信号的播放,必须能够先对多个模拟信号同一时间进行数字化、压缩和传输,之后才能播放,其中数字化则包括:采样、保持、量化和编码四个过程。

拥有多个模拟信号的同步传输,将极大地提升系统性价比,无需重新铺设一套或多套模拟信号的广播网络系统,同时原有的模拟设备都可以直接用在物联网广播系统上,对原有的系统改动很小甚至几乎没有任何影响。

保障物联网广播的安全

在应用物联网广播的过程中,会涉及很多应用,比如:统一动员讲话、发布紧急通知、英语听力内容播放等。如果由于种种原因而造成了系统瘫痪,无法正常地完成上述任务,就会影响到正常秩序。

因此,物联网广播的安全问题也是必须考虑的。双线广播+主备功放与无缝切换:随着广播数字化和网络化进程的不断加快,很多单位都用上了数字网络广播,但是为了稳定、安全,也为了做到法规遵从,在物联网广播系统中配置了模拟定压广播系统。而且,定压广播系统中的功率放大器具备主从备份与切换功能,一旦主功放出现问题时,可以无缝地切换到备用功放。

离线模块+带障运行:物联网广播需要具备离线模块,即使在断网或出现其他故障时,作息项也能得到执行,音频文件也能得到播放。物联网广播在支持常规的有线以太网络和WiFi无线网络外,还支持3G/4G/5G网络,可以将作息项和音频文件等离线到广播终端中,广播终端支持最新的SDUC标准的MicroSD卡,理论上可以支持128TB容量,最高速度可达985MB/s,足够保存作息项和音频文件等。由于5G基站电磁波信号采用了非常高频率的毫米波展望未来的广播系统—人工智能广播

人工智能广播是未来的发展方向,其特征是可以添加更多的传感器,并能够模拟人大脑的思维,作出智能的判断和决策,而且会产生更为高级的动作,包括并不属于广播系统内的“跨界动作”,比如:打开/关闭某些设备,诸如智能灯、电视、冰箱、空调等;改变设备的状态,诸如智能灯的亮度、电视机的音量、冰箱的温度、空调的模式等。

人工智能广播的感知能力有了更大的扩展,不再是“冷冰冰物的感知”,而是有了更强的感知能力,比如:使用者的生理特性,包括指纹、声纹、静脉、掌型、虹膜、视网膜、声音、人脸、耳廓、DNA、体味等;使用者的行为特征,包括签名、走路姿势、击键节奏等;现场地理位置特征,包括学校、家庭、茶馆、酒店、会议室等;现场天气特征,包括空温,当前季节,当前时刻等,并且可以根据这些作出不同的行为。

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