1、课题背景：
课题来源：传统的广播系统从传送音频信号到广播点，都须铺设专门的线路且传送的事模拟音频信号，模拟音频信号抗干扰能力弱，长距离的信号传输势必造成信号的衰减，很难保证声音质量。同时为了对广播的方式进行控制，控制信号必须通过另外的控制线来传送，布线复杂，成本高，施工及维修困难。采用互联网技术和音频流技术实现在以太网上以数字化方式传输多路音频信号，使广播点可以连续、实时地收听高品质声音，实现零布线设计。以太网数字音频广播系统定位于公用广播系统，主要应用于车站、机场、码头等广场和学校、大型商场等场合的广播。主要采用以太网络技术，将音频信号以TCP/IP协议形式在以太网上进行传送和接收，解决了传统广播系统存在的音质不佳、易受干扰、维护管理复杂、互动性能差等问题。
需求分析：以太网数字音频广播系统可广泛应用于车站、机场、学校、大厦等场合，具有低失真度、传输距离远、高可靠性、易于安装布线等优点，可实现实时广播、自由点播、多路分区播音，具有广阔的应用前景。以太网作为一种比较成熟的网络已经广泛应用于各个领域，其TCP/IP协议也成为事实上的标准网络协议。传统以PC机为中心的互联网应用现已开始转向以嵌入式为中心。利用FPGA来实现嵌入式系统设计，可以克服定制电路的不足，系统设计更加灵活，易于依不同的需要进行修改。引入软处理器和嵌入式操作系统，并结合使用LwIP协议栈，能够降低系统平台的设计复杂度，可缩短开发周期，提高系统的稳定性和可靠性，软硬件系部分可分离的设计架构，使得对系统进行修改和重构非常方便。
国内外研究现状：以太网数字音频广播系统定位于公用广播系统，主要应用于车站、机场、码头等广场和大厦等场合的广播。主要特点采用当今世界最广泛使用的以太网络技术，将音频信号以TCP/IP协议形式在以太网上进行传送和接收，彻底解决了传统广播系统存在的音质不佳容易受到干扰，维护管理复杂，互动性能差等问题。现有的广播系统可采用多路定向寻址等技术实现对广播节目播出、接收的智能化管理，安装在不同区域的广播终端可以实时接收广播数据，突破了传统广播系统只能对全部区域进行公共广播的局限，并且广播终端可以是移动的（在局域网范围内），并涵盖了传统广播系统的所有功能，包括音乐播放、实时讲话、播送通知和转播电台节目等。以太网广播系统具有良好的可靠性、稳定性、低失真度、易于安装布线等优点，有着广阔的发展及应用前景，目前已广泛应用于校园广播、大型商场及公司内部广播。以太网数字音频广播系统可实现的功能有：多路分区播音、自由点播、实时插播、移动播音，并可实现远程管理及监控。
2、功能描述：
功能：本系统将实时录制的音频文件利用以太网，以UDP传输方式实现实时的信号的发送、接收与播放。
- 实况音频流服务器：完成模拟语音信号的采集，将模拟信号转换为数字信号，通过以太网上，发送到终端进行接收和播放，满足用户播放实时声音的需求；
- 基于FPGA的广播终端：实时接收以太网传送的数字音频信号，存储并转发至音频D/A转换器，将所接收到的数字信号解码转换成模拟信号，并输出到音响设备进行播放。
- 扩展功能：实现多个广播终端的同时工作；广播先前已存储的音频文件数据。
技术指标：实时传输并播放语音信号，可用于远程管理，具有低失真度，高可靠性的特征。
3、总体设计：
以太网数字音频广播系统分为两个部分：音频数据采集发送端和音频数据接收播放端，通过以太网发送实时语音信号实现远端实时接收和播放功能。
系统硬件结构框架：
图1以太网音频广播系统框图
数据流程：
图2音频数据采集与发送模块数据流程图
图3音频数据接收与播放模块流程图
各模块功能：
①音频数据采集与发送模块：通过编程实现语音信号的采集、存储，根据接收端的IP地址，将语音信号压缩成广播包以UDP传输方式发送出去。
②音频数据接收与播放模块：由Spartan3E FPGA开发板接收以太网传来的IP包，进行存储，转发到音频D/A转换器进行解码，送交音响设备播放。 | 
