《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于DMB的考場(chǎng)同步信息接收及顯示終端設(shè)計(jì)
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
陳雪飛，張紅升，王國(guó)裕
重慶郵電大學(xué) 光電工程學(xué)院，重慶400065
摘要： 為了保證考場(chǎng)信息的精準(zhǔn)發(fā)布，避免考場(chǎng)中因時(shí)間或指令不同步而導(dǎo)致的不公平現(xiàn)象，基于數(shù)字多媒體廣播(Digital Multimedia Broadcasting，DMB)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款面向大型考試的同步信息接收終端。該終端基于FPGA和單片機(jī)設(shè)計(jì)，可接收DMB信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣屏實(shí)時(shí)顯示時(shí)間和考場(chǎng)文本信息，并提供語(yǔ)音播報(bào)功能?？杀ＷC時(shí)間精準(zhǔn)同步到秒，所有考場(chǎng)誤差不超過(guò)0.5 s。所顯示的考場(chǎng)指令具有同步性、一致性、準(zhǔn)確性和醒目的特點(diǎn)，有效保證了各考場(chǎng)中時(shí)間和指令的同步實(shí)時(shí)發(fā)布。
中圖分類號(hào)： TN87
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200027
中文引用格式： 陳雪飛，張紅升，王國(guó)裕. 基于DMB的考場(chǎng)同步信息接收及顯示終端設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(8)：126-128.
英文引用格式： Chen Xuefei，Zhang Hongsheng，Wang Guoyu. Design of educational synchronization information receiving and display terminal based on DMB[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：126-128.
Design of educational synchronization information receiving and display terminal based on DMB
Chen Xuefei，Zhang Hongsheng，Wang Guoyu
College of Electronic Engineering，Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing 400065，China
Abstract： In order to ensure the accurate release of the test site information, avoid the unfairness caused by the time synchronization in the test room，a synchronization information receiving terminal for large-scale examinations is designed based on digital multimedia broadcasting technology. Based on FPGA and MCU design, the terminal can receive DMB signals and drive LED dot matrix screen to display time and test text information in real time, and provides voice broadcast function. The time can be accurately synchronized to the second, and all the test field errors are less than 0.5 s. The displayed test field instructions have the characteristics of synchronization, consistency, accuracy and eye-catching, which effectively guarantees the simultaneous release of time and instructions in each examination room.
Key words : digital multimedia broadcasting；FPGA；MCU；LED dot matrix screen；information release

0 引言

    同步化多媒體信息接收是教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容。在一個(gè)現(xiàn)代化的教室中，為了保證教學(xué)、考試的有序進(jìn)行[1]，廣播終端和同步時(shí)鐘是必備的教學(xué)設(shè)施。廣播終端主要用來(lái)接收學(xué)校管理部門(mén)(如考試中心等)發(fā)來(lái)的統(tǒng)一指令和考試內(nèi)容；同步時(shí)鐘則為所有教室提供相同的時(shí)間基準(zhǔn)。

    在考場(chǎng)中，最初使用的是常規(guī)時(shí)鐘來(lái)顯示時(shí)間，成本較低，但精準(zhǔn)度較差，需要人工校準(zhǔn)。近年來(lái)，有學(xué)者提出了基于GPS的同步時(shí)鐘[2]，但GPS在教室內(nèi)有信號(hào)弱、容易受其他信號(hào)干擾的問(wèn)題。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，系統(tǒng)基于手機(jī)信號(hào)的同步時(shí)鐘被提出，但手機(jī)接收需要流量費(fèi)，對(duì)于長(zhǎng)期使用并不經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且手機(jī)信號(hào)在偏僻地區(qū)存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，不能很好達(dá)到同步時(shí)鐘效果；也有學(xué)者提出基于以太網(wǎng)的同步時(shí)鐘[3]，但也存在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題，不能保證考場(chǎng)時(shí)鐘的嚴(yán)格同步。

    在考場(chǎng)指令和考試內(nèi)容的播報(bào)方面，目前大都采用基于有線廣播[4]、調(diào)頻廣播[5]和IP廣播[6]的方式。有線廣播結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但施工量較大，對(duì)于一些大型校園其建設(shè)和維護(hù)的成本都較高。調(diào)頻廣播是無(wú)線方式，雖然施工簡(jiǎn)單，但是內(nèi)容單一，音質(zhì)較差，且容易被竊聽(tīng)和干擾，安全性很低。IP廣播雖然功能強(qiáng)大，但也需要大量的布線，對(duì)大型校園而言，需要大量的路由設(shè)備，建設(shè)成本和維護(hù)成本都很高。

    結(jié)合以上現(xiàn)狀，本文利用數(shù)字多媒體廣播(Digital Multimedia Broadcasting，DMB)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款基于FPGA和單片機(jī)的考場(chǎng)同步信息接收、播放及顯示終端。DMB廣播可以以無(wú)線的方式傳輸文字、圖像、音頻等業(yè)務(wù)[7]，對(duì)于考場(chǎng)信息播報(bào)尤為適用。DMB發(fā)射信號(hào)中包含了精確的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，在接收端可以實(shí)現(xiàn)所有終端時(shí)間和考場(chǎng)信息精準(zhǔn)同步[8]。該終端接收DMB信號(hào)，在考場(chǎng)中能醒目、友好、同步地顯示時(shí)間信息，又能以語(yǔ)音和文字方式靈活播放考場(chǎng)指令，所有教室內(nèi)信息播放的同步誤差小于0.5 s，滿足標(biāo)準(zhǔn)化教室的建設(shè)求。




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作者信息:

陳雪飛，張紅升，王國(guó)裕

(重慶郵電大學(xué) 光電工程學(xué)院，重慶400065)

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