【文章內(nèi)容簡介】 所有用戶。使用單播發(fā)送時，需要將資料包復制多個拷貝，以多個點對點的方式分別發(fā)送到需要它的那些用戶，而使用廣播方式發(fā)送，資料包的單獨一個拷 貝 等發(fā)送給網(wǎng)絡上的所有用戶，而不管用戶是否需要，上述兩種傳輸方式會非常浪費網(wǎng)絡帶寬。組播吸收了上述兩種發(fā)送方式的長處，克服了上述兩種發(fā)送方式的弱點，將資料包的單獨一個拷貝發(fā)送給需要的那些客戶。組播不會復制資料包的多個拷貝傳輸?shù)骄W(wǎng)絡上，也不會將資料包發(fā)送給不需 要它的那些客戶，保證了網(wǎng)絡上多媒體應用占用網(wǎng)絡的最小帶寬。 點播 (Unicast) 7 點播連接是客戶端與服務器之間的主動的連接。在點播連接中，用戶通過選擇內(nèi)容項目來初始化客戶端連接。用戶可以開始、停止、后退、快進或暫停流。點播連接提供了對流的最大控制，但這種方式由于每個客戶端各自連接服務器，卻會迅速用完網(wǎng)絡帶寬。 TTS(TextToSound，文語轉換 )系統(tǒng) TTS 系統(tǒng)就是指文語轉換系統(tǒng) （ TextToSound 系統(tǒng) )，它的主要功能是將計算機中任意出現(xiàn)的文字轉換成自然流暢的語音輸出。一 般認為 TTS 語音合成系統(tǒng)包括三個主要組成部分 :文本分析模塊、韻律生成模塊和語音生成模塊。 MP3 MP3 是 MPEG1 Audio Layer3 的 縮寫，是一種音頻壓縮標準 。 它能以較大的壓縮比 (最高可達 12:1)獲得近乎完美 的 CD 音質(zhì) 。 C/S C/S是 client/server的簡稱是指客戶 /服務器?？蛻?(Client)是指運行用戶請求程序，并將這些請求傳送到服務器的軟件成分。 我們熟悉的即時通訊工具 MSN、 等，其遠程協(xié)助就是采用這種方式開發(fā)。 服務器 (Server)有兩個基本含 義 :(1)一種在網(wǎng)絡環(huán)境中提供共享服務的硬件 。(2)為其它軟件成分提供普通化功能服務的軟件成分，即它是用于管理數(shù)據(jù)資源、并進行數(shù)據(jù)庫處理的計算機?？蛻魴C和服務器可以是大型機、小型機或微機。物理上的客戶機是一種單用戶站，服務器一般是用以提供共享資源的多用戶處理機，客戶 /服務器結構可以由異種機 (使用不同操作系統(tǒng)的計算機 )構成。它們之間的通訊是通過嚴格定義的網(wǎng)絡通信協(xié)議、應用程序接口、和遠程過程調(diào)用實現(xiàn)的。 B/S B/S是 Browser/Server簡稱，是指瀏覽器 /服務器結構，它是 C/S結構的變 化或改進的結構。在這種結構下，用戶界面完全通過 WWW瀏覽器實現(xiàn)，一部分事務邏輯在前端實現(xiàn)，但是主要事務邏輯在服務器端實現(xiàn)。 B/S結構，主要是利用了不斷成熟的 WWW瀏覽器技術，結合瀏覽器的多種 Script語言 (VBScript、 JavaScript? )和 ActiveX技術，用通用瀏覽器就實現(xiàn)了原來需要復雜專用軟件才能實現(xiàn)的強大功能，并節(jié)約了開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構造技術。 B/S結構采用星形拓撲結構建立企業(yè)內(nèi)部通信網(wǎng)絡或利用 Inter虛擬專網(wǎng)（ VPN）。 8 前者的特點是安全、快捷、準確 ， 后者則具有節(jié) 省投資、跨地域廣的優(yōu)點。須視企業(yè)規(guī)模和地理分布確定。企業(yè)內(nèi)部通過防火墻接入 Inter， 在 整個網(wǎng)絡采用 TCP/IP協(xié)議。 典型的 B/S結構如下： 圖 典型的 B/S系統(tǒng)結構 ADO 三種數(shù)據(jù)訪 問 接口有 ADO、 RDO和 DAO。數(shù)據(jù)訪問接口是一個對象 模 型，代表了訪 問 數(shù)據(jù)的各個方面。每個接口都代表了數(shù)據(jù)訪 問 技術的不同發(fā)展階段。最新的是 ADO，它是比 RDO和 DAO更簡單，更靈活的對象 模 型。 ADO是為 OLE DB而設計的， OLE DB是 一個便于使用的新的低層接口，它為任何數(shù)據(jù)源提供了高性能的訪問，這些數(shù)據(jù)源包括關系和非關系數(shù)據(jù)庫、電子郵件和文件系統(tǒng)、文本和圖形、自定義業(yè)務對象等。 ADO封裝并且實際上實現(xiàn)了 OLE DB的所有功能。它的主要優(yōu)點是更容易使用、高性能、占用較少的內(nèi)存和拓展的數(shù)據(jù)庫類型 (包括各種關系和非關系型數(shù)據(jù)庫 )。 ADO模型的頂層有三個對象 :Connection, Command, Recordset , Connection對象可以指定數(shù)據(jù) 源 ，建立與數(shù)據(jù) 源 的連接、隔離特定的連接 ； Commend對象對數(shù)據(jù)源執(zhí)行指定的命令，它可 以接受 SQL語句、表的名稱和存儲過程的名稱，執(zhí)行SQL查詢、更新數(shù)據(jù)、插人記錄等 ； Recorded對象表示的是來自表和命令執(zhí)行結果的記錄全集，操作來自提供者的幾乎所有數(shù)據(jù) [6]。 Winsocket Winsocket是 Windows操作系統(tǒng)下的 TCP/IP網(wǎng)絡 應用 編程 接 口 標 準 ， 比較簡單易用 ，可用于局域網(wǎng)和 Inter編程 。 由于采用 UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)流，只能用 Winsocket無連接的數(shù)據(jù)報方式。數(shù)據(jù)報方式直接把數(shù)據(jù)送往 IP層打包，每一數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)不能超過下層子網(wǎng)的最大 IP包的大小 。 Socket(套接字 )是網(wǎng)絡的基本構件 ,它是可以被命名和尋址的通信端點 。 使用中的Web Browser TCP/IP Web Server HTML Server Extension Program Database Server Data source 9 每一個套接字都有其類型和一個與之相連 的 進程。套接字存在通信區(qū)域（通信區(qū)域又稱地址簇）中。套接字只與同一區(qū)域中的套接字交換數(shù)據(jù)（跨區(qū)域時，需要執(zhí)行某和轉換進程才能實現(xiàn)）。 WINDOWS 中的套接字只支持一個域 ——網(wǎng)際域。 一個 WINDOWS SOCKETS 實現(xiàn)是指實現(xiàn)了 WINDOWS SOCKETS規(guī)范所描述的全部功能的一套軟件。一般通過 DLL文件來實現(xiàn) 。 Winpcap Winpcap(windows packet capture)是 windows平臺下一個免費，公共的網(wǎng)絡訪問系統(tǒng)。開發(fā) winpcap這個項目的目的在于為 win32應用程序提供訪問網(wǎng)絡底層的能力。它提供了以下的各項功能： (1) 捕獲原始數(shù)據(jù)報，包括共享網(wǎng)絡上各主機發(fā)送 /接收的以及相互之間交換的數(shù)據(jù)報； (2) 在數(shù)據(jù)報發(fā)往應用程序之前，按照自定義的規(guī)則將某些特殊的數(shù)據(jù)報過濾掉； (3) 在網(wǎng)絡上發(fā)送原始的數(shù)據(jù)報； (4) 收集網(wǎng)絡通信過程中的統(tǒng)計信息。 Winpcap的主要功能在于獨立于主機協(xié)議（如 TCP/IP)而發(fā)送和接收原始數(shù)據(jù)報。也就是說， winpcap不能阻塞，過濾或控制其他應用程序數(shù)據(jù)報的發(fā)收，它僅僅只是監(jiān)聽共享網(wǎng)絡上傳送的數(shù)據(jù)報。因此，它不能用于 QoS調(diào)度程序或個人防火墻。目前， winpcap開發(fā)的主要對象是 windows NT/2020/XP。 MIB MIB是 Management Information Base的縮寫，中文名字叫 “管理信息庫 ”，它是網(wǎng)絡管理數(shù)據(jù)的標準，在這個標準里規(guī)定了網(wǎng)絡代理設備必須保存的數(shù)據(jù)項目，數(shù)據(jù)類型，以及允許在每個數(shù)據(jù)項目中的操作。通過對這些數(shù)據(jù)項目的存取訪問，就可以得到該網(wǎng)關的所有統(tǒng)計內(nèi)容。再通過對多個網(wǎng)關統(tǒng)計內(nèi)容的綜合分析即可實現(xiàn)基本的網(wǎng)絡管理。 MIB主要用途是 SNMP通過查 詢 代理 MIB中相應對象的值，實現(xiàn)對對網(wǎng)絡設備狀態(tài)的監(jiān)視。 IIS IIS（ Inter Information Server，互聯(lián)網(wǎng)信息服務）是一種 Web服務組件，其中包括Web服務器、 FTP服務器、 NNTP服務器和 SMTP服務器，分別用于網(wǎng)頁瀏覽、文件傳輸、新聞服務和郵件發(fā)送等方面，它使得在網(wǎng)絡（包括互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)）上發(fā)布信息成 了一 10 件很容易的事。 本文所做的 主要 工作 及創(chuàng)新點 主要做 的工作 (1) 系統(tǒng) 整體 方案 及各個子系統(tǒng)方案 的設計 ； (2) 點播和廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)； (3) 時鐘同步算法的研究 ； (4) 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包優(yōu)先級的研究； (5) 傳輸協(xié)議模式的研究； (6) 網(wǎng)絡管理軟件流程圖的設計； (7) 公共廣播標準的探討。 創(chuàng)新點 針對 IP 網(wǎng)絡傳輸數(shù)字音頻 存在的一些問題，提出 了 多種解決問題的思路 ： (1) 根 據(jù)網(wǎng)絡負載情況在 CSMA/CD 和虛擬令牌環(huán) 兩種傳輸模式上自由切換 ， 同時提出采用通過 N— Message 的時鐘同步算法的思路； (2) 以以太網(wǎng)幀協(xié)議為基礎，引入優(yōu)先級 ； (3) 用 C/S 結構來處理服務器和網(wǎng)絡音頻裝置之間的數(shù)據(jù)傳遞 , 用 B/S 結構來處理服務器與網(wǎng)絡主機訪問之間的互動 ， 減輕了網(wǎng)絡開銷及中心服務器負載 ； (4) 用 MP3 壓縮音頻數(shù)據(jù)后傳輸以減輕網(wǎng)絡負載； (5) 用現(xiàn)成的局域網(wǎng)絡 (5 類線、光纖等 )來傳輸 IP 網(wǎng)絡數(shù)字音頻； (6) 利用以太網(wǎng)中多余的導線，將供電線路整合到網(wǎng)線中 ，同時考慮配置電源時序器以保護設備 ； (7) 在 各廣播區(qū) 設置多個噪 聲檢測器， 實時檢測各廣播區(qū)的噪音， 引入反饋 控制 輸出音量，以獲得最合適音量的效果； (8) 在 UDP 協(xié)議實時性 的基礎上 增加實時傳輸協(xié)議 RTP 和實時傳輸控制協(xié)議 RTCP， 以RTP 協(xié)議標準把數(shù)據(jù)封裝．再由 IP 網(wǎng)絡層封裝為 IP 包傳輸 ， 另外，周期性地發(fā)送RTCP 報文，根據(jù)傳輸質(zhì)量的反饋來控制 RTP 包的傳輸 ，很好地解決了 報文丟失、重復、失序和流量控制等問題 ，以保證數(shù)字傳輸?shù)目煽啃裕? (9) 用 TTS 文 本 語 音 轉換系統(tǒng) （ TextToSound)將計算機中任意出現(xiàn)的文字轉換成 數(shù)字 11 語音輸出 ，極大地方便了某些場合廣播的使用，比如機場； (10) 用 ADO 作為數(shù)據(jù)訪問的接口，提高了系統(tǒng)的 性能 、 拓展 可用的 數(shù)據(jù)庫類型 ； (11) 用 Winsocket網(wǎng)絡編程接口 進行局域網(wǎng)編程 ，簡單易用。 系統(tǒng)的應用前景 傳統(tǒng)的廣播系統(tǒng)一般采用多組總線分別對各層進行控制的模式 ,增加了布線的復雜性和安裝成本 ,而且只能實現(xiàn)固定分組 ,靈活性較差。而采用基于 IP網(wǎng)的數(shù)字廣播系統(tǒng)則可通過控制信號 實現(xiàn)動態(tài)分組廣播或單點廣播 ,提高了系統(tǒng)的靈活性。對于重復信息、文本信息、郵件信息的處理則可通過計算機直接播發(fā)而不需要人工干預。且網(wǎng)絡音頻裝置可方便地嵌入到原有的網(wǎng)絡系統(tǒng)中 ,從而省卻線纜敷設和傳輸設 備的安裝 ,使安裝便捷 。另外 ,由于系統(tǒng)采用雙向傳輸模式 ,可方便地定位故障設備的位置 ,使維護簡便。 基于 IP網(wǎng)的智能樓宇音頻廣播系統(tǒng)有著巨大的市場和極其廣泛的應用領域 ,在以下幾個場所都會得到充分的應用 : (1) 機場 :機場的公共廣播系統(tǒng)主要是為乘客提供班機起飛 、 晚點 、 延誤等航班動態(tài)信息的。由于天氣等不定因素的存在 ,機場航班延誤是經(jīng)常遇到的事 ,此時就需要工作人員進行現(xiàn)場處理。故在這種情況下 ,在機場大廳或登記口等設置網(wǎng)絡主機 ,平時為乘客提供機場導航 、 航班查詢等工作 ,一旦遇到延誤等情況 ， 工作人員可在任意一臺主機登陸 ,向乘客留言航班延誤或采取的措施 (如決定換乘另一架飛機在何時在幾號登機口登機 ) 等消息 ,使系統(tǒng)自動廣播。只要將該模型稍加改動擴充 ,機場音頻廣播完全可以實現(xiàn)非人工全自動的廣播方式 ,提高了機場的工作效率與智能化水平。 (2) 商場 :采用基于 IP網(wǎng)的廣播系統(tǒng) ， 沒有噪音 ， 信號衰減的問題 ， 所以背景音樂的音質(zhì)是可以保證的。此外 ， 對于在商場辦公室的行政人員 ， 其可以將自己的辦公電腦作為一臺網(wǎng)絡主機 ， 需要廣播找人或?qū)潭菍舆M行短小通告時 ， 都可以在線完成留言 ， 簡化了到廣播控制室才能做到的工作 ， 提高了辦公自動化程度。另外 ， 這種基 于 IP 網(wǎng)的智能樓宇音頻廣播系統(tǒng)也可廣泛的應用于寫字樓 、 賓館等各種智能化大樓中。由于本廣播系統(tǒng)模型采用軟件形式 ， 利用 Web技術進行開發(fā) ， 有很好的開放性和可擴充性。隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展 ， 在此模型之上 ， 我們可以集成很多智能化的功能 ， 具有很好的應用前景 [7]。 12 3 系統(tǒng)總體方案設計 系統(tǒng)設計準則 開放性、兼容性、 満足 實時 性 和突發(fā)性 的要求， 與未來擴展的設備有具有 良好的 互聯(lián)性與互操作性 。 系統(tǒng)設計方案 整個系統(tǒng)模型由主控服務器、網(wǎng)絡主機和網(wǎng)絡音頻裝置三部分組成。系統(tǒng)主要采用客戶 /服務器 (Client /Server)框架結構和瀏覽器 /服務器 (Brower /Server)框架結構相結合的方式 ,以 C/S 結構來處理服務器和網(wǎng)絡音頻裝置之間的數(shù)據(jù)傳遞 , 用 B/S 結構來處理服務器與網(wǎng)絡主機訪問之間的互動。用 SQL Server2020 數(shù)據(jù)庫作為主要的后臺服務器數(shù)據(jù)庫 ,用以存放音樂資料和重復文字信息等 (包括管理信息等 )。 系統(tǒng)的結構模型如下圖 所示。 圖 智能樓宇音頻廣播系統(tǒng)結構模型 網(wǎng)絡音頻裝置是一些揚聲器模塊。這些模塊是一些網(wǎng)絡單元 ,具有能 夠驅(qū)動揚聲器的數(shù)模轉換器 (DAC),以完成接收網(wǎng)絡傳來的音頻信息并還原為語音輸出的功能。 網(wǎng)絡主機為任何架設在網(wǎng)絡上的主機 ,可通過網(wǎng)絡訪問服務器 ,根據(jù)權限實現(xiàn)查看改動節(jié)目表信息 ,發(fā)表留言 (促使服務器自動廣播留言消息 )等工作。 LAN 服 務 器 網(wǎng)絡主機 喇叭 喇叭 麥克風 13 圖 系統(tǒng) 具體 結構圖 在一個網(wǎng)絡化的公共廣播系統(tǒng)中，除主機 (即服務器 )外，另有四種功能不同的終端 ： (1) 播發(fā)