基于优先级的多通道应急广播智能终端系统及控制方法

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基于优先级的多通道应急广播智能终端系统及控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明适用于应急广播技术领域，涉及应急广播终端系统，尤其涉及一种基于优先级的多通道应急广播智能终端系统及控制方法。\n背景技术\n[0002] 随着经济的快速发展及工业化、城镇化进程的加快，公共卫生安全、企业生产安全、道路交通安全等面临的压力逐渐增大，特别是现阶段正处于经济发展、社会转型的关键时刻，各种传统的和非传统的、自然的和社会的、国际的和国内的风险矛盾交织并存，突发公共事件概率明显增加，而且在未来很长一段时间内还面临突发公共事件所带来的严峻考验。因此，建立全天候、全方位、全时段的应急广播系统日益迫切和重要，不仅关系到人民群众生命财产安全，而且关系到经济社会发展。\n[0003] 应急广播系统由预警信息发布平台、应急广播管理平台、传输覆盖网络和应急广播终端等部分构成，管理平台通过发布通道的前端播发平台向终端发送应急广播信息，包括应急广播视频节目、应急广播音频和应急广播控制指令等，其中应急广播控制指令包含了应急广播的必要信息，决定了应急广播的内容、时间和响应对象。应急广播的发布通道一般有直播星通道、有线数字电视通道、地面数字电视通道、中波通道和调频通道等。\n[0004] 应急广播终端在应急广播系统中具有极其重要的地位，是解决应急广播“最后一千米”的关键所在，在及时传达政令、发布信息、引导舆论、稳定人心、协助救灾等方面发挥了不可替代的独特作用。然而当前应急广播终端多为通道单一、功能简单的单向传输设备，首先抗灾性差，在单一通道信号中断或电力中断的突发情况下，便丧失了在紧急情况下进行应急广播的能力，而有可能此时恰恰是应急广播终端发挥关键性作用的时刻。其次可管控性差，单向的应急广播终端无法与应急广播管理平台进行通信，应急广播管理平台既无法对应急广播终端进行远程维护和管理，应急广播终端也无法将运行状态、应急广播响应情况等信息反馈到应急广播管理平台，从而无法对应急广播进行效果评估。再次安全性差，应急广播终端对应急广播控制指令缺少安全性处理，无法保证应急广播控制指令的合法性。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的旨在解决上述问题，提供了一种基于优先级的多通道应急广播智能终端系统及控制方法，不仅提高了应急广播终端的抗灾性和安全性，而且具备智能化的管控功能，为应急广播终端的智能化运营和管理奠定了基础。\n[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：\n[0007] 一种基于优先级的多通道应急广播智能终端系统，包括多通道接收模块、主控模块、电源模块和功放模块，所述多通道接收模块主要由直播星接收组件、有线数字电视接收组件、地面数字电视接收组件、中波接收组件和调频接收组件组成，所述多通道接收模块用于分别接收直播卫星信号、有线数字电视信号、地面数字电视信号、中波信号及调频信号，解调后分别得到TS包数据、音频信号和RDS分组数据，并传入主控模块进行信号和数据处理。\n[0008] 作为优选，主控模块主要由解码主芯片、以太网接口、SDRAM、FLASH、EEPROM、USB接口、RS-232接口、音视频输出接口、GPRS、电源输入接口及相关IO口组成。所述的主控模块一方面接收并处理多通道接收模块传入的数据和信号，对应急广播控制指令数据进行解密、校验、解析和优先级处理，并对应急广播执行指令指定通道的音频数据或信号进行处理，通过AV输出接口进行输出；同时根据应急广播执行指令要求输出控制信号，打开或关闭音频功率放大器，使之启动或停止应急广播。另一方面可通过以太网接口和GPRS接收、处理和执行应急广播管理平台下发的管控指令，向应急广播管理平台反馈应急广播响应情况、运行状态和参数，实现远程智能化管控功能。\n[0009] 作为优选，所述功放模块与主控模块连通，将主控模块的音频输出信号进行功率放大，并输出至扩音器播出，同时接收主控模块的控制信号，平时处于关闭状态，只在需要进行应急广播时才打开，以确保应急广播智能终端的低功耗运行。\n[0010] 作为优选，所述电源模块主要由电源管理系统、蓄电池和逆变器组成，为整个系统提供电源供应。蓄电池具备充电和供电功能，在电力中断情况下，电源管理系统能够迅速切换为蓄电池供电，以保障系统的正常运行。\n[0011] 一种基于优先级的多通道应急广播智能终端的控制方法，包括应急广播控制流程和管理控制流程，\n[0012] 所述的应急广播控制流程包括以下步骤：\n[0013] a、控制指令数据监测，各通道的数据监测线程实时监测应急广播控制指令数据，一旦监测到应急广播控制指令数据，则将应急广播控制指令数据上报至控制指令数据接收模块；\n[0014] b、控制指令数据接收，接收上报的应急广播控制指令数据，对接收的数据进行判断，抛弃重复收取和错误数据，并将接收到的正确数据存入缓存，进行数据完整性判断，以将完整的应急广播控制指令数据传送给控制指令数据处理模块进行处理；\n[0015] c、控制指令数据处理，对控制指令数据进行解密、校验和解析处理，当控制指令数据处理失败，则将错误信息通过以太网接口反馈给应急广播管理平台，在以太网中断的情况下，则通过GPRS反馈给应急广播管理平台；\n[0016] d、控制指令优先级处理，对控制指令进行优先级处理，优先级高的控制指令可中断正在执行的优先级低的控制指令，优先进行执行，优先级高的控制指令执行完成后，才能继续执行优先级低的控制指令；\n[0017] e、指令执行，执行应急广播控制指令，包括启动应急广播和停止应急广播，其中启动应急广播需要播放执行指令指定通道的应急广播节目，并输出至音频功率放大器，同时打开音频功率放大器，将音频输出至扩音器进行广播，对于直播星、有线数字电视、地面数字电视等通道的应急广播音视频节目，需要进行解复用和音视频解码处理，停止应急广播则需要停止执行指令指定通道的应急广播节目播出，关闭音频功率放大器；\n[0018] f、反馈执行结果，通过网络将应急广播控制指令执行结果反馈给应急广播管理平台，应急广播管理平台根据终端反馈信息，对每次应急广播响应情况进行分析评估，以对应急广播方案的进行完善，反馈通道以以太网为主通道，GPRS为备用通道，在以太网中断的情况下，启动GPRS进行反馈；\n[0019] 所述的管理控制流程包括以下步骤：\n[0020] a、管控指令数据监测，以太网和GPRS通道的管控指令数据监测线程实时监测管控指令数据，一旦监测到管控指令数据，则将管控指令数据上报至接收模块；\n[0021] b、管控指令数据接收，接收上报的管控指令数据，将接收到的数据存入缓存，进行数据完整性判断，并将完整的管控指令数据传送给处理模块；\n[0022] c、管控指令数据处理，对管控指令数据进行校验和解析处理，其中校验包括签名校验和CRC校验，以验证管控指令数据的合法性和完整性，解析管控指令数据，以获得管控指令相关参数信息；\n[0023] d、管控指令识别，对管控指令进行识别，管控指令包括数据采集指令和控制指令，其中数据采集指令用于采集终端运行状态及参数信息，控制指令用于终端的维护和管理；\n[0024] e、管控指令执行，对于数据采集指令，则根据指令要求，采集终端相关运行状态及参数信息，对于控制指令，则按照指令要求，进行相关的设置和操作；\n[0025] f、生成应答信息，对于数据采集指令，则将采集到的终端信息按照协议生成应答信息，对于控制指令，则将指令执行情况按照协议生成应答信息；\n[0026] g、反馈应答信息，将应答信息通过以太网接口反馈至应急广播管理平台，在以太网中断的情况下，则通过GPRS反馈给应急广播管理平台。\n[0027] 与现有技术相比，本发明的优点在于：\n[0028] (1)采用了主备双电源设计，在电力中断情况下，依然可以维持一段时间的应急广播，提高了应急广播终端的电力抗灾性。\n[0029] (2)采用了基于优先级的多通道设计，能够按照优先级并发处理各通道的应急广播控制指令，不仅使得各通道的应急广播控制指令能够高效和智能化的处理，而且在部分通道信号中断的情况下，仍然可以通过其它通道触发其进行应急广播，大大提高了应急广播终端的通道抗灾性。\n[0030] (3)采用以太网、GPRS主备双反馈网络设计，并辅以灵活、自动的管理控制和反馈处理功能，不仅提高了应急广播终端的网络抗灾性，而且大大增加了应急广播终端的管理控制和反馈功能，实现应急广播终端智能化管控。\n[0031] (4)应急广播控制指令播发的加密和签名处理，及应急广播终端进行对应的解密和签名校验操作，确保了应急广播控制指令的安全播出、传输和接收处理，使得应急广播终端只对合法的控制指令进行响应，大大提高了应急广播的安全性。\n附图说明\n[0032] 图1为本发明实施例中系统结构图；\n[0033] 图2为本发明实施例中应急广播控制流程图；\n[0034] 图3为本发明实施例中管理控制流程图；\n[0035] 图4为本发明实施例中控制指令数据处理流程图；\n[0036] 图5为本发明实施例中执行指令优先级处理流程图。\n具体实施方式\n[0037] 下面结合附图对本发明进行详细说明。\n[0038] 实施例：一种基于优先级的多通道应急广播智能终端系统，如图1所示，该系统主要由多通道接收模块、主控模块、电源模块和功放模块等四部分组成，其中多通道接收模块由直播星接收组件、有线数字电视接收组件、地面数字电视接收组件、中波接收组件和调频接收组件等组成，分别接收直播卫星信号、有线数字电视信号、地面数字电视信号、中波信号及调频信号，解调后分别得到TS包数据、音频信号和RDS分组数据，并传入主控模块进行信号和数据处理。主控模块由解码主芯片、以太网接口、SDRAM、FLASH、EEPROM、USB接口、RS-\n232接口、音视频输出接口、GPRS、电源输入接口及相关IO口等组成，一方面接收并处理多通道接收模块传入的数据和信号，对应急广播控制指令进行解密、校验、解析和优先级处理，并对应急广播执行指令指定通道的音频数据或信号进行处理，通过AV输出接口进行输出。\n同时根据应急广播执行指令要求输出控制信号，打开或关闭音频功率放大器，使之启动或停止应急广播。另一方面可通过以太网接口和GPRS接收、处理和执行应急广播管理平台下发的管控指令，向应急广播管理平台反馈应急广播响应情况、运行状态和参数，实现远程维护和智能化管控功能。电源模块由电源管理系统、蓄电池和逆变器组成，为整个系统提供电源供应。蓄电池具备充电和供电功能，在电力中断情况下，电源管理系统能够迅速切换为蓄电池供电，以保障系统的正常运行。功放模块由音频功率放大器组成，将主控模块的音频输出信号进行功率放大，并输出至扩音器播出，同时接受主控模块的控制信号，平时处于关闭状态，只在需要进行应急广播时才打开，以确保应急广播智能终端的低功耗运行。\n[0039] 一种基于优先级的多通道应急广播智能终端的控制方法，包括应急广播控制流程和管理控制流程：\n[0040] 所述应急广播控制流程，如图2所示，包括以下步骤：\n[0041] 1、控制指令数据监测。为直播星、有线数字电视、地面数字电视、中波和调频等接收通道单独创建一个数据监测线程，实时监测各通道中应急广播控制指令数据，一旦监测到应急广播控制指令数据，则将应急广播控制指令数据上报至控制指令数据接收模块。\n[0042] 2、控制指令数据接收。接收上报的应急广播控制指令数据，对接收的数据进行判断，抛弃重复收取和错误数据，并将接收到的正确数据存入缓存，进行数据完整性判断，以将完整的应急广播控制指令数据传送给控制指令数据处理模块进行处理。\n[0043] 3、控制指令数据处理。对控制指令数据进行处理，包括数据校验和解析，对于控制指令数据处理失败的情况，则将错误信息通过以太网接口反馈给应急广播管理平台，在以太网中断的情况下，则通过GPRS反馈给应急广播管理平台，详情参考图4。\n[0044] 4、控制指令优先级处理。对控制指令进行优先级处理，优先级高的控制指令可中断正在执行的优先级低的控制指令，优先进行执行，优先级高的控制指令执行完成后，才能继续执行优先级低的控制指令，详情参考图5。\n[0045] 5、指令执行。执行应急广播控制指令，包括启动应急广播和停止应急广播，其中启动应急广播需要播放指令指定通道的应急广播节目，并输出至音频功率放大器，同时打开音频功率放大器，将音频输出至扩音器进行广播。对于直播星、有线数字电视、地面数字电视等通道的应急广播音视频节目，需要进行解复用和音视频解码处理。停止应急广播则需要停止播出指令指定通道的应急广播节目，关闭音频功率放大器。\n[0046] 6、反馈执行结果。通过网络将应急广播控制指令执行结果反馈给应急广播管理平台，应急广播管理平台根据终端反馈信息，对每次应急广播响应情况进行分析评估，以对应急广播方案的进行完善。反馈通道以以太网为主通道，GPRS为备用通道，在以太网中断的情况下，启动GPRS进行反馈。\n[0047] 所述管理控制流程，如图3所示，包括以下步骤：\n[0048] 1、管控指令数据监测。为以太网和GPRS管控通道分别创建一个管控指令数据监测线程，实时监测各通道中管控指令数据，一旦监测到管控指令数据，则将管控指令数据上报至接收模块。\n[0049] 2、管控指令数据接收。接收上报的管控指令数据，将接收到的数据存入缓存，进行数据完整性判断，并将完整的管控指令数据传送给处理模块。\n[0050] 3、管控指令数据校验。对管控指令数据进行校验，包括签名校验和CRC校验，以检验管控指令数据的合法性和完整性。\n[0051] 4、管控指令数据解析。对管控指令数据进行解析，获取管控指令相关参数信息。\n[0052] 5、管控指令识别。对管控指令进行识别，管控指令包括数据采集指令和控制指令，其中数据采集指令用于采集终端运行状态及参数信息，控制指令用于终端的维护和管理。\n[0053] 6、管控指令执行。对于数据采集指令，则根据指令要求，采集终端相关运行状态及参数信息。对于控制指令，则按照指令要求，进行相关的设置和操作。\n[0054] 7、生成应答信息。对于数据采集指令，则将采集到的终端信息按照协议生成应答信息。对于控制指令，则将指令执行情况按照协议生成应答信息。\n[0055] 8、反馈应答信息。将应答信息通过以太网接口反馈至应急广播管理平台，在以太网中断的情况下，则通过GPRS反馈给应急广播管理平台。\n[0056] 本发明控制指令数据处理流程，如图4所示，包括以下步骤：\n[0057] 1、控制指令数据解密。对控制指令数据进行解密。应急广播控制指令数据加密采用对称加密方式，此种加密方式解密速度较快，满足应急广播快速响应的要求，解密密钥由内置安全中间件提供，以确保解密密钥的安全性。\n[0058] 2、控制指令数据校验。对控制指令数据进行校验，包括签名校验和CRC校验，以检验控制指令数据的合法性和完整性。\n[0059] 3、校验结果判定。如校验失败，则将错误信息通过以太网接口反馈至应急广播管理平台，在以太网中断的情况下，则通过GPRS反馈给应急广播管理平台。\n[0060] 4、控制指令数据解析。对控制指令数据进行解析，获取控制指令相关参数，包括来源单位、事件类型、事件级别、发布任务GUID、发布时间、持续时间、发布类型、发布音量、唤醒的终端编码列表、应急节目流信息等，其中应急节目流信息包括节目流所在频点、节目流类型、节目流Pid等信息。\n[0061] 5、解析结果判定。如解析失败，则将错误信息通过以太网接口反馈至应急广播管理平台，在以太网中断的情况下，则通过GPRS反馈给应急广播管理平台。\n[0062] 6、终端匹配校验。对控制指令进行终端匹配校验，包括播发时间校验和唤醒终端编码校验，其中播发时间校验用于判断应急广播控制指令是否过期，通过判断当前时间是否大于应急发布时间与持续时间之和来实现。唤醒终端编码校验用于判断终端是否需要对应急广播控制指令进行响应，通过判断终端序列号是否在唤醒的终端编码列表中来实现。\n[0063] 7、校验结果判定。校验通过，则标识终端要对此应急广播控制指令进行响应。反之则结束本次应急广播控制指令处理。\n[0064] 8、生成执行指令。从控制指令信息中提取与执行相关的参数，按照协议生成统一的执行指令。执行指令包括来源单位、事件类型、事件级别、发布任务GUID、发布时间、持续时间、发布类型、发布音量、应急节目流信息等。\n[0065] 9、加入执行指令队列。将生成的执行指令添加到执行指令队列中，以备后续优先级处理。\n[0066] 本发明执行指令优先级处理流程，如图5所示，包括以下步骤：\n[0067] 1、获取当前时间。获取当前系统时间，当前时间为基准时间，决定了所有执行指令的执行顺序。\n[0068] 2、遍历执行指令队列。对执行指令队列进行遍历，一方面将过期的执行指令删除，另一方面根据当前时间，找出优先级最高的当前需要执行的指令。\n[0069] 3、获取当前时间优先级最高的执行指令。将优先级最高的当前需要执行的指令与当前正在执行的指令进行对比，如果不一致，则获取成功，反之则失败。\n[0070] 4、获取结果判定。如获取失败，则标识当前没有执行指令需要立即进行执行，或者当前正在执行的指令优先级是最高的。\n[0071] 5、当前指令执行状态判定。判断当前是否有其它指令正在执行，如当前没有其它指令正在执行，则立即执行执行，如当前有其它指令正在执行，则进行优先级判断。\n[0072] 6、判断优先级。将当前正在执行的其它指令的优先级与当前需要执行指令的优先级进行对比。\n[0073] 7、优先级高低判定。判断当前正在执行的其它指令的优先级与当前需要执行指令的优先级，如当前需要执行指令的优先级高于当前正在执行的其它指令，则立即停止当前其它指令的执行，并启动需要执行指令的执行。反之则结束本次执行指令优先级处理。\n[0074] 8、停止当前指令执行。停止当前应急广播的播出，并关闭音频功率放大器。为了提高优先级处理线程的效率，停止指令执行通过发送指令停止消息的方式，由指令执行线程进行处理。\n[0075] 9、执行指令。启动优先级高的执行指令的应急广播，并打开音频功率放大器。为了提高优先级处理线程的效率，指令执行通过发送指令执行消息的方式，由指令执行线程进行处理。\n[0076] 以上的实施仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。