陶麗莉

隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)廣播將會成為第四代廣播系統(tǒng)。

廣播是常見的傳播方式，也是上世紀20年代開始流行的媒體之一。不過，隨著技術的演進，廣播從最初的模擬廣播到數(shù)字廣播，再到現(xiàn)在的網(wǎng)絡廣播，已經(jīng)經(jīng)歷了三代的變革。

一、傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)發(fā)展簡史

廣播系統(tǒng)經(jīng)歷了模擬時代、數(shù)字時代（數(shù)控時間）和網(wǎng)絡時代，我們稱之為傳統(tǒng)廣播時代。在模擬時代，傳輸?shù)囊纛l信號為模擬的，幾乎談不上控制，稱為模擬廣播；而在數(shù)字時代則可以用數(shù)字信號來控制音頻信號，但是音頻信號仍是模擬的，因此也稱為數(shù)控廣播；網(wǎng)絡時代則控制信號和傳輸信號都是數(shù)字的，較先前兩代有很大的進步，組網(wǎng)能力和控制能力大大增強，而且均采用數(shù)字信號，優(yōu)點十分明顯。

（一）模擬廣播

廣播系統(tǒng)的歷史是從模擬廣播開始的，因此模擬廣播也稱為傳統(tǒng)廣播。其基本原理是，通過音頻信號線把模擬功率信號傳輸?shù)浇K端揚聲器上，通過功率放大器實現(xiàn)穩(wěn)定和響亮的揚聲效果。

模擬廣播一般分為定阻廣播和定壓廣播，最先出現(xiàn)的是定阻廣播，被廣泛應用在村委會、學校、礦山等場合。定阻廣播的問題很明顯：不能遠距離傳輸，隨著距離的增大，信號的衰退會非?？欤话?00米之外就不響了，這就造成了“遠處聽不到，近處聽不清”現(xiàn)象。而且，定阻廣播施工需匹配多個揚聲器與功放輸出的阻抗，所以施工相對復雜，廣播終端數(shù)量少，而且不能并聯(lián)、擴容。

21世紀初，出現(xiàn)了定壓廣播，其工作原理是將音頻信號直接放大，基于功率信號進行傳輸。為降低線路傳輸損耗，通過升壓變壓器將其4Ω-16Ω匹配阻抗變換到100V（或110V/220V）定壓方式進行傳輸，到終端后降壓轉(zhuǎn)換到4-16Ω的匹配阻抗上并推動揚聲器。其主要特點是：采用額定電壓，電路施工簡單，采用并聯(lián)方式安裝揚聲器，數(shù)量相對較多，傳輸距離比較遠，一般可以超過500米。

模擬廣播的缺點顯而易見：技術落后，兼容性、擴展性不佳；音質(zhì)差、功能單一；廣播的范圍只能是在一個區(qū)域內(nèi)，可管理性差、無法進行遠程控制；無法滿足遠距離、跨區(qū)域廣播需求；安裝復雜、維護不便、故障率高，極易出現(xiàn)“一響全響，一不響全不響”現(xiàn)象。而且，由于定壓有線廣播是按照并聯(lián)方式進行線路敷設的，往往會因某揚聲器發(fā)生短路現(xiàn)象而燒壞功放，影響整個廣播系統(tǒng)。

（二）數(shù)字廣播

數(shù)字廣播指的控制信號是數(shù)字的，但是傳輸?shù)膬?nèi)容是模擬信號，因此也稱為數(shù)字控制廣播，或者稱為數(shù)控廣播，其最大的特點是可尋址。對于信號采用的是串口方式的數(shù)字化控制，通過RS-232、RS-422或RS-485等來實現(xiàn)，主要用RS-485來實現(xiàn)。

數(shù)字廣播的特點：對于傳輸?shù)膬?nèi)容的控制方式加強了，借助于PC，可以進行多種作息方案的控制，但是傳輸速度較慢，而且聯(lián)網(wǎng)功能有限，傳輸距離較短。

（三）網(wǎng)絡廣播

網(wǎng)絡廣播較數(shù)字廣播有了進步，其控制信號、通信方式和傳輸內(nèi)容都是數(shù)字的，而且往往是網(wǎng)絡化的結(jié)構(gòu)，因此也稱為網(wǎng)絡廣播。

網(wǎng)絡廣播的特色是：可尋址、可分組、傳輸距離遠、網(wǎng)絡化、安全性好。

網(wǎng)絡廣播的優(yōu)勢十分明顯：全面兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡（包括局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)），無需另行布線，傳輸范圍較遠，可以超過幾公里；主要以雙絞線（RJ45）作為傳輸載體，傳輸速度可以達到100Mbps甚至是1000Mbps（即1Gbps），速度更快；基于以太網(wǎng)網(wǎng)絡，擁有IP地址，可以精確尋址；可以進行分組控制，控制方式更為靈活；設備節(jié)點容量要大了很多，可以實現(xiàn)多節(jié)目源播放；而且，傳輸?shù)膬?nèi)容為數(shù)字信號，較模擬信號有諸多優(yōu)點：數(shù)字信號的信噪比高、失真小、動態(tài)范圍大；數(shù)字信號的控制和處理非常精確，精度和質(zhì)量較高；數(shù)字信號直觀，處理速度快；數(shù)字信號易于控制和處理，易于網(wǎng)絡化；數(shù)字信號可以加密，更加安全。

二、物聯(lián)網(wǎng)廣播的特色

作為網(wǎng)絡廣播之后的第四代的物聯(lián)網(wǎng)廣播，也是下一代和新一代的廣播系統(tǒng)，其應該具備下列特點：

（一）網(wǎng)絡化并支持多種網(wǎng)絡

除了控制信號和音頻信號均為數(shù)字外，所有的設備都必須網(wǎng)絡化，而且要支持包括以太網(wǎng)在內(nèi)的多種網(wǎng)絡。具體地，物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)所有設備通過裝入射頻識別設備（RFID）、紅外感應器、GPS或網(wǎng)絡的方式進行連接，有線方式包括：以太網(wǎng)、串口（RS-232/RS-422/RS-485等）等，無線網(wǎng)絡則包括Wi-Fi（中國移動、中國聯(lián)通、中國電信、中國廣電等）、紅外、RF（2.4G/5.8G/藍牙/Zigbee等）、運營商網(wǎng)絡（2G/3G/4G/5G）等。這些廣播設備之間可以實現(xiàn)信息實時、準確地傳遞，也可以通過云（通信、存儲、計算）來傳遞和交換信息，并可以實現(xiàn)廣播功能。

物聯(lián)網(wǎng)廣播不僅支持局域網(wǎng)，同時也必須支持廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等。即物聯(lián)網(wǎng)廣播可以做到智能感知、協(xié)同處理、泛在網(wǎng)絡，不僅可以在指定區(qū)域內(nèi)（局域網(wǎng)）實現(xiàn)廣播功能，也可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術，在廣域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)廣播功能，同時可以利用運營商的3G/4G/5G網(wǎng)絡來實現(xiàn)廣播功能。

（二）可尋址、可感知、可反饋、可配置、可管理、可控制

物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)中的所有設備，包括：音源設備、功率放大器、均衡器、信號處理器、主機、控制器、周邊設備（分區(qū)器、信號分配器、前置放大器、監(jiān)聽器、主備功放切換器、消防報警器、市話接口、網(wǎng)絡廣播故障檢測器、網(wǎng)絡廣播GPS校時器等）都做到可尋址，狀態(tài)和參數(shù)均可感知、可反饋，所有設備都可配置、可管理、可控制。

（三）支持云存儲和大數(shù)據(jù)，符合云計算體系理念

物聯(lián)網(wǎng)廣播包括所有設備的參數(shù)、編碼解碼器的調(diào)節(jié)參數(shù)、傳輸內(nèi)容等數(shù)據(jù)都可以存儲、處理、調(diào)用、分享，支持云存儲和大數(shù)據(jù)，符合云計算體系理念。比如，物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)中用戶可以將演講的內(nèi)容，按時間、地點、演講者、類別等進行分門別類的保存，以供隨時回聽調(diào)用，或者進行大數(shù)據(jù)分析。當然，如果愿意，也可以添加視頻采集器，這樣就可以將用戶演講的視頻上傳至云，隨時可以回看。

（四）支持多種操作系統(tǒng)和終端

物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)要支持多種終端，物聯(lián)網(wǎng)廣播不僅可以支持Windows系統(tǒng)，還應該支持Linux、mac OS、蘋果iOS、安卓（Android）等操作系統(tǒng)，可以做到跨系統(tǒng)實現(xiàn)廣播功能。

同時，物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)不僅可以支持PC軟件，還可以支持網(wǎng)頁（瀏覽器）和移動App（蘋果iOS和安卓等平臺）來管理、應用廣播功能。需要同時支持包括手機、平板、智能設備等在內(nèi)的多種終端。

物聯(lián)網(wǎng)廣播不僅可以支持傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)，還應該支持B/S架構(gòu)，以在不同架構(gòu)下實現(xiàn)廣播功能。

（五）兼容模擬信號并實現(xiàn)同步采樣與傳輸

物聯(lián)網(wǎng)廣播中所有設備必須數(shù)字化和網(wǎng)絡化，但是目前模擬設備仍然大量存在，比如：麥克風、卡座、磁帶等，甚至MP3、CD、VCD、DVD等數(shù)字播放設備的音頻輸出也均為模擬信號。

而在物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)中，往往需要在同一時間、不同地點、不同設備上播放由這些多個模擬設備產(chǎn)生的多個不同的模擬信號，這樣的應用場景很多，諸如：教育行業(yè)，在晨會結(jié)束后，學校分管不同年級的相應領導需要通過麥克風對不同年級學生講話，又比如在英語考試時，需要通過各卡座對不同年級學生播放難易程度不同的聽力內(nèi)容等；體育行業(yè)，舉辦運動會時，針對不同的賽事，主辦方和裁判需要通過麥克風對不同賽事的運動員進行講話，解說員也需要針對不同的賽事進行解說等。

而要實現(xiàn)多個模擬信號的播放，必須能夠先對多個模擬信號同一時間進行數(shù)字化、壓縮和傳輸，之后才能播放，其中數(shù)字化則包括：采樣、保持、量化和編碼四個過程。

擁有多個模擬信號的同步傳輸，將極大地提升系統(tǒng)性價比，無需重新鋪設一套或多套模擬信號的廣播網(wǎng)絡系統(tǒng)，同時原有的模擬設備都可以直接用在物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)上，對原有的系統(tǒng)改動很小甚至幾乎沒有任何影響。

（六）特征識別智能判斷

物聯(lián)網(wǎng)廣播還可以根據(jù)播放節(jié)目的特征進行識別，并根據(jù)這些作出不同的動作，比如：節(jié)目源的風格、長度、所屬專輯等。

同時，物聯(lián)網(wǎng)廣播不僅可以實現(xiàn)物物互連，也能夠支持智能感知，比如：可以根據(jù)周邊的噪聲的情況來決定揚聲器的聲壓，從而提升整體廣播的信噪比；可以根據(jù)當前的氣溫情況，來決定是否執(zhí)行學生跑步計劃；可以根據(jù)當前的天氣情況，來決定執(zhí)行是否執(zhí)行學生出操計劃等。

（七）保障物聯(lián)網(wǎng)廣播的安全

在應用物聯(lián)網(wǎng)廣播的過程中，會涉及很多應用，比如：統(tǒng)一動員講話、發(fā)布緊急通知、英語聽力內(nèi)容播放等。如果由于種種原因而造成了系統(tǒng)癱瘓，無法正常地完成上述任務，就會影響到正常秩序。

因此，物聯(lián)網(wǎng)廣播的安全問題也是必須考慮的。雙線廣播+主備功放與無縫切換：隨著廣播數(shù)字化和網(wǎng)絡化進程的不斷加快，很多單位都用上了數(shù)字網(wǎng)絡廣播，但是為了穩(wěn)定、安全，也為了做到法規(guī)遵從，在物聯(lián)網(wǎng)廣播系統(tǒng)中配置了模擬定壓廣播系統(tǒng)。而且，定壓廣播系統(tǒng)中的功率放大器具備主從備份與切換功能，一旦主功放出現(xiàn)問題時，可以無縫地切換到備用功放。

離線模塊+帶障運行：物聯(lián)網(wǎng)廣播需要具備離線模塊，即使在斷網(wǎng)或出現(xiàn)其他故障時，作息項也能得到執(zhí)行，音頻文件也能得到播放。物聯(lián)網(wǎng)廣播在支持常規(guī)的有線以太網(wǎng)絡和WiFi無線網(wǎng)絡外，還支持3G/4G/5G網(wǎng)絡，可以將作息項和音頻文件等離線到廣播終端中，廣播終端支持最新的SDUC標準的MicroSD卡，理論上可以支持128TB容量，最高速度可達985MB/s，足夠保存作息項和音頻文件等。由于5G基站電磁波信號采用了非常高頻率的毫米波（mmWave），不容易產(chǎn)生衍射效應，因此其覆蓋面將不及4G/3G基站。

針對此情況，電信運營商采用了微基站技術和多天線技術來解決。但是，采用離線模塊，在網(wǎng)絡覆蓋正常時，將數(shù)據(jù)離線到廣播終端中，當網(wǎng)絡覆蓋不及時，則不影響廣播系統(tǒng)的正常運行，這是非常不錯的解決方案。

故障檢測與報警：物聯(lián)網(wǎng)廣播在運行時，會遇到很多不可預料的問題。因此，需要配置廣播故障檢測器，實時記錄廣播終端工作狀態(tài)，當出現(xiàn)問題時，可以主控軟件或移動APP警示用戶或者蜂鳴器報警，以便隨時掌握情況，并啟動相應的應急預案。

（八）展望未來的廣播系統(tǒng)—人工智能廣播

人工智能廣播是未來的發(fā)展方向，其特征是可以添加更多的傳感器，并能夠模擬人大腦的思維，作出智能的判斷和決策，而且會產(chǎn)生更為高級的動作，包括并不屬于廣播系統(tǒng)內(nèi)的“跨界動作”，比如：打開/關閉某些設備，諸如智能燈、電視、冰箱、空調(diào)等；改變設備的狀態(tài)，諸如智能燈的亮度、電視機的音量、冰箱的溫度、空調(diào)的模式等。

人工智能廣播的感知能力有了更大的擴展，不再是“冷冰冰物的感知”，而是有了更強的感知能力，比如：使用者的生理特性，包括指紋、聲紋、靜脈、掌型、虹膜、視網(wǎng)膜、聲音、人臉、耳廓、DNA、體味等；使用者的行為特征，包括簽名、走路姿勢、擊鍵節(jié)奏等；現(xiàn)場地理位置特征，包括學校、家庭、茶館、酒店、會議室等；現(xiàn)場天氣特征，包括空溫，當前季節(jié)，當前時刻等，并且可以根據(jù)這些作出不同的行為。