專利名稱：總線制指令電話的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)用通訊設(shè)備，特別是一種用于工業(yè)現(xiàn)場多組不同用戶 同時(shí)分別進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)的全數(shù)字總線制指令電話。
技術(shù)背景指令電話被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)流水線上下工序之間的通訊聯(lián)絡(luò)，是 工業(yè)現(xiàn)場聯(lián)系的主要通訊手段，指令電話主要有布控方式指令電話、自動(dòng)型指 令電話、數(shù)字化指令電話和總線制指令電話等幾種類型。布控方式指令電話和自動(dòng)型指令電話是基于專用的主機(jī)與專用的終端組 成。布控方式指令電話主要是采用多線制相互連接的交叉星形連接方式，在一 個(gè)用戶集合中，為了能夠與相關(guān)的用戶進(jìn)行直接的連接，必須在每個(gè)相關(guān)的用 戶之間配置一根直接連接線，以保障相關(guān)用戶之間的呼叫有效性。該類指令電話的連接極為復(fù)雜，優(yōu)點(diǎn)是采用直接連接呼叫線，呼叫可靠性較高。德國的E65 系統(tǒng)即為布控式指令電話系統(tǒng)。自動(dòng)型指令電話用戶的通訊由一臺(tái)主機(jī)完成，通過撥號實(shí)現(xiàn)用戶之間呼 叫，其主機(jī)通常是一臺(tái)交換機(jī)。自動(dòng)型指令電話有集中放大和分散放大兩種擴(kuò) 音方式。集中放大方式采用集中放大器對各個(gè)路由的通訊信號進(jìn)行功率放大； 采用如縱橫制交換設(shè)備的繼電器接續(xù)的空間交換模式，實(shí)現(xiàn)高壓信號的傳輸； 在終端采用揚(yáng)聲器擴(kuò)音。該類指令電話的終端設(shè)備簡單，由于采用高壓傳送， 需要專門的傳送線路，對線路要求非常高，并且同時(shí)處理呼叫的能力很低，集 中放大設(shè)備的故障率也非常高。分散放大方式的指令電話終端，通常采用程控 交換機(jī)或調(diào)度機(jī)作為交換設(shè)備，在指令電話終端上實(shí)現(xiàn)調(diào)度機(jī)或者交換機(jī)功 能，采取"星型"連接方式，每個(gè)指令電話終端都獨(dú)立與主機(jī)連接，指令電話 功能向終端轉(zhuǎn)移。本發(fā)明申請人在中國專利03129481. 2"自適應(yīng)抗噪全數(shù)字指 令擴(kuò)音電話機(jī)"中公開的主要由接口電路、編解碼器、運(yùn)算控制器及噪聲抑制 器組成的指令電話，就是此種類型的指令電話系統(tǒng)，該專利公開了一種數(shù)字化 的抗噪技術(shù)，使指令電話與調(diào)度機(jī)配合。自動(dòng)型指令電話需要為每個(gè)終端敷設(shè)與主機(jī)之間的獨(dú)立線路，布線復(fù)雜，維護(hù)量高；由于其必須依靠主機(jī)才能夠工 作，其系統(tǒng)組成是主機(jī)加終端設(shè)備，運(yùn)行安全存在瓶頸，制造成本較高；且大 部分采用模擬方式進(jìn)行傳輸，語音質(zhì)量較低；由于未配置視頻裝置，在主機(jī)與 終端通訊過程中不可視?，F(xiàn)有技術(shù)數(shù)字化指令電話是將交換機(jī)ISDN用戶作為指令電話用戶，因 ISDN用戶采用2B+D方式，故稱"數(shù)字化指令電話"。就其實(shí)質(zhì)而言，仍然是交 換機(jī)型指令電話，僅傳輸基于數(shù)字方式，其指標(biāo)、實(shí)用性、可靠性等均未獲得 有效提升，武鋼通訊電訊公司制造的DX—DN128型指令電話即此類指令電話系 統(tǒng)?？偩€制指令電話系統(tǒng)主要由主機(jī)、多芯專用總線和用戶指令電話終端組 成。采用總線形式連接現(xiàn)場指令電話終端，將所有用戶都掛接在總線上，就像 是一串葫蘆，目前較多的是多總線模式，使用不少于7根線的現(xiàn)場專用總線來 實(shí)現(xiàn)指令電話之間的連接，最大獨(dú)立通話通常被限制在總線數(shù)量之內(nèi)，例如7 線制總線，最大可實(shí)現(xiàn)5路獨(dú)立通話。現(xiàn)有技術(shù)的總線制指令電話大多是模擬 方式的總線制指令電話系統(tǒng)，是基于主機(jī)的一個(gè)指令電話系統(tǒng)，只是在功能和 配置上更趨向于向終端傾斜。當(dāng)指令電話的主叫用戶呼叫被叫時(shí)，首先使用一 個(gè)公用的呼叫信道實(shí)現(xiàn)"一呼百應(yīng)"，當(dāng)主叫與被叫需要實(shí)現(xiàn)單獨(dú)通訊時(shí)，雙 方同時(shí)手動(dòng)選擇空閑的信道，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立雙向?qū)χv。美國的GTC系列產(chǎn)品屬于此 類總線制指令電話系統(tǒng)。數(shù)字化總線制指令電話采用多組模擬的通話總線，一 組數(shù)據(jù)傳輸總線傳送主叫用戶信息，在呼叫總線實(shí)現(xiàn)了數(shù)字方式，能顯示主叫 用戶信息，告訴被叫主叫的呼叫目標(biāo)和使用的路由號碼，被叫根據(jù)提示切換到 指定的總線內(nèi)。該系統(tǒng)的傳輸模式及通話方式仍然是模擬方式，它比全模擬總 線制指令電話先進(jìn)的地方是它可向被叫傳送主叫的信息，但是仍然必須使用專 門的多線電纜來完成用戶間的連接。武鋼通訊電訊公司制造的SSZ系列全數(shù)字 指令電話系統(tǒng)和常州科先達(dá)電訊有限公司制造的SD8000型指令電話屬于數(shù)字 化總線制指令電話?？偩€制指令電話的布線簡單，用戶之間的通話靠選擇不同 的線路采用空間分割來完成，不具備自動(dòng)交換能力；操作不方便，需要主被叫 同時(shí)調(diào)整到空閑信道才能夠單獨(dú)通話；通訊電纜使用專門的多芯電纜，現(xiàn)場基本上沒有擴(kuò)展的余地，應(yīng)用領(lǐng)域受到限制；實(shí)時(shí)信息量很少，無視頻配置；信 道數(shù)量固定，大容量時(shí)呼叫重疊、信道占用現(xiàn)象嚴(yán)重；與外部系統(tǒng)擴(kuò)展連接困 難，無法映射內(nèi)部用戶，基本上不具備跨網(wǎng)延伸能力和網(wǎng)間組融合能力，涉及 到用戶間信息交換、系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示、資源顯示等功能必須基于上位設(shè)備才能夠 實(shí)現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種全數(shù) 字化、無主機(jī)，二總線制帶視頻采集、語音通訊、能夠跨網(wǎng)連接的總線制指令 電話。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是該總線制指令電話，主要由傳 輸總線和指令電話終端組成，傳輸總線連接指令電話終端，傳輸總線傳輸指令 電話信號，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是-a、 所述的傳輸總線采用2-4根物理連接線構(gòu)成的現(xiàn)場總線，所述的現(xiàn)場 總線包括總線控制器、光隔離器和總線接口，總線控制器和光隔離器雙向連接， 光隔離器和總線接口雙向連接；b、 所述的指令電話終端包括音頻輸入及處理模塊、主控制處理模塊、音 頻功放輸出模塊和人機(jī)界面電路，所述的音頻輸入及處理模塊包含音頻信號采 集電路和數(shù)字化處理電路，音頻信號采集電路的輸出和數(shù)字化處理電路的輸入 相連，所述的數(shù)字化處理電路主要由語音編解碼器、語音抗噪處理電路和壓縮 電路組成，語音數(shù)據(jù)傳輸與交換采用語音壓縮算法和語音信息交換算法，語音 編解碼器與語音抗噪處理電路和壓縮電路雙向連接；所述的主控制處理模塊和語音抗噪處理電路和壓縮電路雙向連接，總線控 制器和主控制處理模塊雙向連接，人機(jī)界面電路和主控制處理模塊連接，語音 編解碼器的輸出和音頻功放輸出模塊的輸入相連。本發(fā)明總線制指令電話所述的現(xiàn)場總線為RS—485總線或CAN總線。 本發(fā)明總線制指令電話所述的音頻信號采集電路含有語音采集話筒和噪 聲拾取話筒，采取二級衰減合成的噪聲過濾方法消除語音信號中的噪聲，第一 級衰減進(jìn)行相位調(diào)整，采用共模方式對消噪聲中的高幅值噪聲，第二級衰減采用取信號最大值方式，過濾噪聲中的低幅值噪聲。本發(fā)明總線制指令電話所述的指令電話終端還包括視頻輸入/輸出及控制 模塊，所述的視頻輸入/輸出及控制模塊包含視頻采集電路、視頻接口電路和 壓縮處理器，視頻采集電路的輸出和視頻接口電路的相連，視頻接口電路和壓 縮處理器連接，壓縮處理器與主控制處理模塊雙向連接。本發(fā)明總線制指令電話所述的人機(jī)界面電路中輸入采用呼叫鍵盤，顯示采用LCD液晶顯示，呼叫鍵盤輸出接主控制處理模塊，主控制處理模塊的輸出接 LCD液晶顯示的輸入，所述的呼叫鍵盤帶有映射表，呼叫鍵盤的每個(gè)鍵映射一 個(gè)指令電話終端或一項(xiàng)功能。本發(fā)明總線制指令電話所述的指令電話終端還包括視頻顯示模塊，所述的 視頻顯示模塊包含視頻編解碼電路、視頻終端顯示器，視頻編解碼電路的輸入 接主控制處理模塊的輸出，視頻編解碼電路的輸出接視頻終端顯示器的輸入， 所述的人機(jī)界面電路的呼叫鍵盤配有擴(kuò)展鍵盤，擴(kuò)展鍵盤通過串行接口接入指 令電話終端及與下位擴(kuò)展鍵盤連接。本發(fā)明總線制指令電話所述的現(xiàn)場總線采用CAN總線，所述的總線控制器 采用MCP2510模塊、光隔離器采用6N137模塊、總線接口采用PCA82C250模塊， 所述的主控制處理模塊采用CPU處理器ARM7系列S3C44B0，所述的語音抗噪處 理電路和壓縮電路采用DSP處理器TMS320C5409，所述的語音編解碼器采用 WM8731模塊，所述的視頻采集電路采用30萬 45萬象素的視頻采集器，視頻 接口電路采用視頻輸入接口和USB接口，所述的USB接口采用SL811HST模塊， 視頻采集器的輸出通過與指令電話匹配的視頻輸入接口和USB接口接主控制處 理模塊，USB接口和主控制處理模塊雙向連接，所述的音頻功放輸出模塊采用 模塊式功放器，LCD液晶顯示采用128X64點(diǎn)陣顯示液晶模塊HG1286412-LYH， 通過74LS244驅(qū)動(dòng)并與主控制處理模塊連接。本發(fā)明總線制指令電話所述的現(xiàn)場總線采用CAN總線，所述的總線控制器 采用MCP2510模塊、光隔離器采用6N137模塊、總線接口采用PCA82C250模塊， 所述的主控制處理模塊采用CPU處理器ARM7系列S3C44B0，所述的語音抗噪處 理電路和壓縮電路采用DSP處理器TMS320C5409，所述的語音編解碼器采用WM8731模塊，所述的視頻采集電路采用30萬 45萬象素的視頻采集器，視頻 接口電路采用視頻輸入接口和USB接口 ，所述的USB接口采用SL811HST模塊， 視頻采集器的輸出通過與指令電話匹配的視頻輸入接口和USB接口接主控制處 理模塊，USB接口和主控制處理模塊雙向連接，所述的音頻功放輸出模塊采用 模塊式功放器，LCD液晶顯示采用128X64點(diǎn)陣顯示液晶模塊HG1286412-LYH， 通過74LS244驅(qū)動(dòng)并與主控制處理模塊連接，所述的擴(kuò)展鍵盤經(jīng)RS232串口轉(zhuǎn) RS485串口與主控制處理模塊連接。本發(fā)明采用抗噪算法、語音壓縮算法，在CAN總線實(shí)現(xiàn)語音數(shù)據(jù)與視頻數(shù) 據(jù)的傳輸與交換。在主叫與被叫的通訊過程中，通過總線傳輸?shù)男盘柊唤?用戶地址信息、壓縮的語音信息包、主叫屬性信息、總線傳輸質(zhì)量信息、視頻 狀態(tài)信息?？偩€制指令電話系統(tǒng)內(nèi)的指令電話終端通過CAN總線實(shí)現(xiàn)物理上的 連接。被叫接收到主叫用戶呼叫后，根據(jù)主叫要求會(huì)自動(dòng)開啟接收電路和擴(kuò)音 電路，并將主叫用戶的呼叫經(jīng)解碼后直接擴(kuò)音播報(bào)。本發(fā)明指令電話終端中嵌 裝視頻采集電路，能夠采集指令電話終端安裝點(diǎn)的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)。在主叫向被 叫呼叫并接通被叫后，當(dāng)被叫裝有視頻顯示模塊，則被叫向主叫回送連接構(gòu)成 證實(shí)信號，經(jīng)視頻顯示模塊請求，主叫將發(fā)送實(shí)時(shí)采集的視頻數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù) 經(jīng)被叫視頻編解碼電路解碼后會(huì)在被叫的視頻終端顯示器上顯示。發(fā)送視頻數(shù) 據(jù)的幀數(shù)由發(fā)送端根據(jù)傳輸帶寬控制，發(fā)送端發(fā)送視頻數(shù)據(jù)的同時(shí)，發(fā)送一個(gè) 測試信號，接收端收到該測試信號后，立即回復(fù)一個(gè)證實(shí)信號，根據(jù)此信號到 達(dá)發(fā)送端的時(shí)間判斷線路實(shí)時(shí)帶寬，當(dāng)帶寬低于最低保障帶寬時(shí)，停止發(fā)送視 頻信號，優(yōu)先保障語音通訊。若最低保障設(shè)為五對用戶通訊時(shí)，保障帶寬大約 是100K時(shí)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用一對總線作為傳輸介 質(zhì)、無主機(jī)、全數(shù)字化傳輸，容易實(shí)時(shí)"掛接"用戶，容易擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量，具 有用戶信息自動(dòng)交換、視頻采集與上傳功能，可通過異種網(wǎng)絡(luò)便捷地進(jìn)行傳輸 延伸、與網(wǎng)外設(shè)備連接，有效提高了指令電話系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。1、本 發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)主機(jī)型即星型接法自動(dòng)型指令電話的缺陷，不設(shè)置主機(jī)而 具有主機(jī)型指令電話產(chǎn)品的信道優(yōu)勢，可在總線上實(shí)現(xiàn)語音通訊的交換，采用數(shù)字化傳輸，較模擬式主機(jī)型指令電話的語音信號更清晰；沒有主機(jī)，布線簡 單，不需要再敷設(shè)終端至主機(jī)之間復(fù)雜的線路，節(jié)約主機(jī)設(shè)備費(fèi)用、布線材料 費(fèi)與人工費(fèi)，制造、使用成本約降低30% 65%。 2、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù) 總線制指令電話及布控式指令電話的缺陷，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的語音、數(shù)據(jù)交換， 雙線總線制布局，節(jié)約線路，簡化布線，便于"掛接"；充裕的信道資源，能 夠在任何時(shí)候?qū)崿F(xiàn)基本無阻塞通訊，尤其是非廣播方式的通訊可同時(shí)進(jìn)行很多 對，不受總線數(shù)量制約；本發(fā)明的指令電話終端的智能化與靈活性更高，配置 更簡單，更改系統(tǒng)配置、布局更便利，具有靈活的接力與延長技術(shù)，可方便實(shí) 現(xiàn)擴(kuò)容、中繼接入、路由延長等操作；可上傳視頻數(shù)據(jù)并在指令電話指揮系統(tǒng) 中實(shí)現(xiàn)可視調(diào)度通訊。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例電路原理框圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例工作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。 實(shí)施例結(jié)構(gòu)參見圖1，該總線制指令電話主要由指令電話終端和傳輸總線 組成，各指令電話終端通過傳輸總線連接。實(shí)施例指令電話終端包括音頻輸入 及處理模塊、音頻功放輸出模塊、視頻輸入/輸出及控制模塊、視頻顯示模塊、 主控制處理模塊和人機(jī)界面電路。傳輸總線采用2-4根物理連接線構(gòu)成的現(xiàn)場 總線，現(xiàn)場總線包括總線控制器、光隔離器和總線接口。主控制處理模塊和總 線控制器雙向連接，總線控制器和光隔離器雙向連接，光隔離器和總線接口雙 向連接。音頻輸入及處理模塊包含音頻信號采集電路和數(shù)字化處理電路，音頻信號 采集電路的輸出和數(shù)字化處理電路的輸入相連。音頻信號采集電路含有語音采 集話筒和噪聲拾取話筒，數(shù)字化處理電路主要由語音編解碼器IC1、 IC2和語 音抗噪處理電路和壓縮電路IC3組成，語音數(shù)據(jù)傳輸與交換采用語音壓縮算法。 實(shí)施例語音采集話筒有三個(gè)，分兩個(gè)音頻輸入端口，對現(xiàn)場的音頻信號分二路 采集，第一路是語音信號采集，有二個(gè)話筒，擴(kuò)音對講話筒Ml安裝在指令電話終端殼體上，采用共?？乖胧浇Y(jié)構(gòu)，在擴(kuò)音對講時(shí)，使用該話筒采集語音信號，手柄話筒M2安裝在通話手柄上，手柄提機(jī)后，安裝在機(jī)殼上的話筒被切 換到手柄上；第二路是環(huán)境噪聲采集，噪聲拾取話筒M3安裝在指令電話終端 殼體上部的一個(gè)噪聲采集位置上，采集指令電話安裝點(diǎn)的使用環(huán)境噪聲。擴(kuò)音 對講話筒Ml和手柄話筒M2通過音源選擇繼電器Jl選擇，擴(kuò)音對講話筒Ml和 手柄話筒M2輸出接語音編解碼器IC1，噪聲拾取話筒M3輸出接語音編解碼器 IC2，語音編解碼器IC1、 IC2和語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3雙向連接， 主控制處理模塊IC5與語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3雙向連接。音頻信號 采集電路采集的語音信號經(jīng)語音編解碼器IC1、 IC2進(jìn)行編碼后，再經(jīng)語音抗 噪處理電路和壓縮電路IC3進(jìn)行壓縮，使傳輸總線傳輸?shù)恼Z音信號具有較小的 信息量。實(shí)施例音頻輸入及處理模塊還裝有PLD時(shí)鐘控制邏輯電路IC4， PLD 時(shí)鐘控制邏輯電路IC4受數(shù)字化處理電路的語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3 控制，PLD時(shí)鐘控制邏輯電路IC4輸出接語音編解碼器IC1和IC2。實(shí)施例語 音抗噪處理電路和壓縮電路IC3采用DSP處理器TMS320C5409模塊，語音編解 碼器IC1和IC2采用WM8731模塊。噪聲拾取話筒M3采集的環(huán)境噪聲信號有二 個(gè)用途， 一是，將環(huán)境噪聲信號經(jīng)過數(shù)字化處理后與語音信號回路中的噪聲相 減，去掉部分可識別的噪聲；二是，按照加權(quán)后的環(huán)境噪聲聲壓，調(diào)整指令電 話的輸出功率，使之有效信號聲壓始終高于噪聲聲壓，以提高現(xiàn)場通話可懂度 即信噪比。通常將指令電話擴(kuò)音輸出的有效信號設(shè)置成高于環(huán)境噪聲約5dB。使用時(shí)，當(dāng)本指令電話終端作為主叫時(shí)，用戶按下被叫按鈕，在未提起通 話手柄前，現(xiàn)場語音信號由安裝在機(jī)殼上的擴(kuò)音對講話筒Ml和噪聲拾取話筒 M3采集。采集到的語音信號和環(huán)境噪聲信號上分別加入時(shí)標(biāo)信號和同步信號， 該時(shí)標(biāo)與同步信號將用于數(shù)字化噪聲消除，兩路信號均經(jīng)過8K取樣，有效音 頻帶寬300 3400Hz、帶外衰減大于60dB，其作用相當(dāng)于一個(gè)低通濾波。再將 兩路語音信號A/D轉(zhuǎn)換，語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3對兩路信號進(jìn)行消 噪識別。消除噪聲先采用共模消除法，其原理是基于現(xiàn)場噪聲幅度相等、相位 相反進(jìn)行對消去除噪聲。信號輸入端的兩路取自來源近似的音頻信號， 一路是 語音信號，另一路是主要含有環(huán)境噪聲，也含有少量語音信號的環(huán)境噪聲信號，假設(shè)兩路音頻采集來源的各項(xiàng)參數(shù)一致，則將兩路信號相減，余數(shù)就是有效的 語音信號。實(shí)際應(yīng)用中，由于器件的不一致性，采用數(shù)字化共模方式會(huì)遇到二 路音頻信號產(chǎn)生的相位差、幅度差、波形差，從而影響減噪效果。為保證減噪 效果，除在指令電話終端制造前期元器件篩選過程中注重元器件一致性外，在 進(jìn)行共模消噪前，先將二路音頻信號進(jìn)行固定延時(shí)時(shí)間的相位校準(zhǔn)。實(shí)施例在語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3內(nèi)，為擴(kuò)音對講話筒M1或者手柄話筒M2輸 入的音頻信號增加一個(gè)5ms的參數(shù)化固定延時(shí)，以10us為步長、區(qū)間為l 10ms，將噪聲拾取話筒M3輸入的音頻信號增加一個(gè)動(dòng)態(tài)可調(diào)的延時(shí)，區(qū)間是 1 20ms，在為音頻信號開辟的FLASH存儲(chǔ)器IC7中首先校對一次同步。噪音 信號延時(shí)時(shí)間采用外部單節(jié)奏音源校準(zhǔn)，模擬一個(gè)仿真環(huán)境噪聲，使用單音節(jié) 脈沖的同步信號音來測定兩路的相位差，采用軟件識別自動(dòng)鎖定方式確定噪音 信號的延時(shí)時(shí)間并鎖定。通過調(diào)整噪音信號的延時(shí)并鎖定來對準(zhǔn)兩路的相位， 使同步信號起始點(diǎn)對準(zhǔn)，且相位正好相反。 一般來說，音頻信號采集電路的元 器件在安裝好以后的一個(gè)較長的時(shí)間段內(nèi)其電參數(shù)基本上固定，這些被校準(zhǔn)的 參數(shù)能夠有效穩(wěn)定運(yùn)行很長時(shí)間。由于語音信號輸入點(diǎn)距離噪聲采集點(diǎn)的位置 差，語言信號輸入端具有較強(qiáng)的語音信號而噪音信號輸入端則幅度較低，而兩 個(gè)話筒采集到的環(huán)境噪聲電平基本上是差不多的，這樣就可將幅度相等、波形 近似的噪聲信號對消掉。但是，由于電路元器件電特性不可能完全一致，會(huì)導(dǎo) 致兩路相同的音源信號波形不一致，在減去相同的部分后，實(shí)際上兩路不一致 的信號噪聲會(huì)疊加，此時(shí)噪聲峰值電平下降，但是底部密度增加，有些噪聲是 相減后剩余部分產(chǎn)生的新噪聲。在采用共模消除法消除幅值較高的噪聲后，在 語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3內(nèi)，再對音頻信號進(jìn)行"取最大值"處理， 舍去信號底部、取最大值。由于底部噪聲電平被"砍掉"，噪聲基本上被濾除， 指令電話的通話可懂度與清晰度有大幅度提高。在具體處理過程中，先將音頻 信號劃分幅度區(qū)間，例如將整個(gè)信號電平劃分為128級，根據(jù)對消均值與語音 信號差值，選取信號有效區(qū)間。在指令電話終端調(diào)試期間，由元器件差異造成 的，對消后未能夠有效抵消的殘余噪聲電平，相對于整個(gè)電平幅度區(qū)間而言， 會(huì)變成一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)的噪聲電平雖然由于器件差異在不同的指令電話終端之間會(huì)產(chǎn)生一些小的差異，但是不會(huì)有很大的變化，可以在后期的程序處理中 按照在批次中確定的數(shù)值"砍掉"底部噪聲。上部有用信號會(huì)由于被砍去底部 而產(chǎn)生失真，可在后期處理中加入"趨勢修補(bǔ)算法"來彌補(bǔ)。"趨勢修補(bǔ)算法" 的基本方式是在每個(gè)被"砍掉"底部的波形其下降沿斜率由處理器給予按原來 斜率"修補(bǔ)"，上升沿波形也是按照其原有斜率予以補(bǔ)足，人為修復(fù)被"砍掉" 部分的信號。由于指令電話主要應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場，不像音樂那樣對保真度要求 很高，經(jīng)過人為"修補(bǔ)"波形后的語音通訊基本上保持原有的可懂度。語音信 號經(jīng)噪聲濾除處理后，將進(jìn)行壓縮處理，可供選擇的壓縮方法很多，為便于降低成本及提高設(shè)備兼容性，本發(fā)明選擇制式壓縮方式，實(shí)施例使用比323協(xié)議 的語音壓縮算法對語音信號進(jìn)行壓縮和打包。經(jīng)壓縮處理的音頻信號送入主控 制處理器IC5，經(jīng)主控制處理器IC5再經(jīng)過總線收發(fā)器送到傳輸總線上。音頻功放輸出模塊的輸入和語音編解碼器IC1的輸出連接，音頻功放輸出 模塊包括音頻功放器、手柄聽筒Y1和話站喇叭Y2。實(shí)施例音頻功放器采用模 塊式功率放大器P1、 P2，模塊式功率放大器P1輸出接手柄聽筒Y1，模塊式功 率放大器P2輸出接話站喇叭Y2。模塊式功率放大器Pl、 P2完成對輸出語音的 功率放大,音量調(diào)節(jié)采用數(shù)字化調(diào)節(jié)方式，在語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3 與語音編解碼器IC1 一側(cè)完成。視頻輸入/輸出及控制模塊包含視頻采集電路、視頻接口電路和壓縮處理 器。實(shí)施例視頻采集電路綜合考慮傳輸介質(zhì)、帶寬及圖象質(zhì)量，采用標(biāo)準(zhǔn)化的 可與計(jì)算機(jī)USB接口直接連接的30萬 45萬象素的視頻采集器——攝像機(jī)， 也稱貓眼，視頻接口電路采用視頻輸入接口K1和USB接口 IC9， USB接口IC9 采用SL811HST模塊，壓縮處理器采用DSP處理器。視頻采集器的輸出通過與 指令電話匹配的視頻輸入接口 Kl和USB接口 IC9，再經(jīng)過DSP壓縮處理器ICX 后接主控制處理模塊IC5， DSP壓縮處理器ICX與主控制處理模塊IC5雙向連 接。視頻顯示模塊包含視頻編解碼電路、視頻終端顯示器，視頻編解碼電路的 輸出接視頻終端顯示器的輸入，視頻編解碼電路的輸入接主控制處理模塊IC5 的輸出。本發(fā)明在整個(gè)指令電話系統(tǒng)的每一個(gè)指令電話終端都配置視頻采集電路， 但一般僅在指令電話系統(tǒng)中處于支配地位的指令電話終端內(nèi)安裝視頻終端顯 示器，即視頻接收終端。視頻采集電路的視頻采集器即攝像機(jī)在未被激活前， 視頻采集電路處于休眠待命狀態(tài)，并不向傳輸總線發(fā)送視頻流數(shù)據(jù)，當(dāng)與該終 端建立通訊的另一終端具備視頻接收功能時(shí)，視頻采集電路將被激活并根據(jù)線 路傳輸帶寬情況自適應(yīng)地向具備視頻顯示終端的指令電話終端發(fā)送視頻流數(shù) 據(jù)，實(shí)現(xiàn)可視通訊。本發(fā)明指令電話的可視通訊克服了現(xiàn)有技術(shù)用于控制中心 與工業(yè)現(xiàn)場工作人員調(diào)度作業(yè)中無法實(shí)現(xiàn)可視通訊的缺陷，有效縮短指揮人員 與現(xiàn)場操作人員的距離感，能夠更好的實(shí)現(xiàn)調(diào)度意圖。為了增加總線制指令電 話中視頻部分與主流產(chǎn)品和技術(shù)的同步性，在本發(fā)明中視頻部分的輸出技術(shù)特 性與貓眼執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等同。當(dāng)與本終端通訊的對方終端沒有向本終端發(fā)送視頻請 求時(shí)，說明對方終端沒有視頻終端顯示器。當(dāng)對方終端發(fā)送視頻請求時(shí)，說明 對方終端有視頻接收功能并且具備視頻終端顯示器。具體發(fā)送將根據(jù)主控制處理模塊IC5測得的傳輸帶寬后再確定，其前提是保證語音數(shù)據(jù)絕對優(yōu)先。測定 帶寬使用"反彈法"，由視頻發(fā)送終端向視頻接收終端發(fā)送一個(gè)測試包，該包 到達(dá)接收終端后，會(huì)被立即反彈回去，按照該包來回所化時(shí)間判斷帶寬，主控 制處理模塊IC5根據(jù)帶寬決定發(fā)送的幀數(shù)，并在每一幀發(fā)送前發(fā)送一個(gè)測試包 來決定是否需要發(fā)送下一幀。實(shí)施例設(shè)定，當(dāng)帶寬低于100K時(shí)，停止發(fā)送視 頻數(shù)據(jù)以保障語音數(shù)據(jù)的傳送，當(dāng)帶寬大于100K時(shí)，在保障語音數(shù)據(jù)優(yōu)先的 前提下可在全程監(jiān)控下發(fā)送視頻數(shù)據(jù)，每一幀發(fā)送前均測定總線是否符合發(fā)送 帶寬要求。本發(fā)明總線制指令電話是一種無主機(jī)指令電話系統(tǒng)，相對于星型接法的有 主機(jī)指令電話系統(tǒng)，控制處理器需要處理的工作更多，語音信息編解碼、壓縮、 解壓縮等處理，語音交換、數(shù)據(jù)信息交換、視頻數(shù)據(jù)交換等信息交換，視頻信 息編解碼、壓縮和解壓縮等處理，以及呼叫處理、狀態(tài)顯示和處理、傳輸總線 控制等等。實(shí)施例主控制處理器IC5采用CPU處理器ARM7系列S3C44B0， S3C44B0處理器的處理速度滿足總線制指令電話設(shè)置的功能管理、人機(jī)界面管 理、工作狀態(tài)管理等全部功能綜合處理要求，對于實(shí)時(shí)性要求較高的音頻信號和視頻信號處理則由采用DSP處理器的語音抗噪處理電路和壓縮電路IC3、DSP 壓縮處理器ICX完成。主控制處理器IC5與SDRAM存儲(chǔ)器IC6和FLASH存儲(chǔ)器 IC7雙向連接，實(shí)施例SDRAM存儲(chǔ)器IC6采用HY57V641620， FLASH存儲(chǔ)器IC7 采用39VF3201?？偩€制指令電話的人機(jī)界面電路和主控制處理模塊IC5連接，人機(jī)界面電 路輸入采用呼叫鍵盤，顯示采用LCD液晶顯示，實(shí)施例LCD液晶顯示K2采用 128X64點(diǎn)陣顯示液晶模塊HG1286412-LYH，通過74LS244驅(qū)動(dòng)并與主控制處 理模塊IC5連接。實(shí)施例人機(jī)界面電路的呼叫鍵盤有二種配置， 一種配置4X4 或8X8呼叫鍵盤IN1，呼叫鍵盤IN1輸出直接接主控制處理模塊IC5，每個(gè)按 鍵都可根據(jù)用戶要求按照映射表編程對按鍵功能進(jìn)行編程重定義，鍵盤使用方 式有一鍵直呼和撥號方式呼叫， 一鍵直呼每個(gè)鍵對應(yīng)映射表內(nèi)的一個(gè)具體地 址，在安裝的鍵中間有一個(gè)作為總呼叫鍵，其余鍵可根據(jù)映射表自定義，例如 定義組呼鍵或者一鍵直呼；撥號方式呼叫其他終端或者其他系統(tǒng)內(nèi)的用戶，將 普通終端上4X4鍵盤定義成一個(gè)撥號盤，通過號碼組合來表達(dá)最終輸出數(shù)值， 經(jīng)映射表轉(zhuǎn)換成最終被叫地址。人機(jī)界面電路的呼叫鍵盤另一種配置是用在指 令電話系統(tǒng)中處于支配地位的指令電話終端， 一般是安裝在需要與所有用戶保 持通訊的指揮中心，配置可擴(kuò)展的呼叫鍵盤，根據(jù)用戶要求可再擴(kuò)展至少二個(gè) 8X8的鍵盤，在一個(gè)指令電話終端上同時(shí)使用不少于3個(gè)8X8鍵盤。擴(kuò)展的 鍵盤使用專配的處理器，不占用指令電話終端的其他部件。呼叫鍵盤IN1直接 與主控制處理器IC5連接，擴(kuò)展鍵盤通過接口與上位終端及下位擴(kuò)展鍵盤連接， 實(shí)施例擴(kuò)展鍵盤通過串行接口 RS232轉(zhuǎn)RS485串口 IC13接入，經(jīng)RS232串口 IC8轉(zhuǎn)換后與主控制處理器IC5連接。每個(gè)鍵盤都有自己對應(yīng)的映射表，存儲(chǔ) 在SDRAM存儲(chǔ)器IC6內(nèi)，可為每個(gè)鍵映射一個(gè)在線的終端或功能。通過在傳輸 總線上發(fā)送特殊指令來實(shí)現(xiàn)對鍵盤對應(yīng)的映射表的編程或者通過傳輸總線實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)程下載。本發(fā)明呼叫鍵盤1N1的對應(yīng)鍵帶LED顯示，每個(gè)鍵均對應(yīng)三個(gè)LED， 在呼入、呼出、總呼、組呼、故障、報(bào)錯(cuò)等狀態(tài)時(shí)顯示對應(yīng)的不同LED花色。 工作時(shí)LCD液晶顯示K2顯示本終端及主叫終端信息，同時(shí)還顯示傳輸總線狀 態(tài)。 一般在人機(jī)界面電路的后一種配置終端配置視頻接收終端，即嵌裝有視頻顯示模塊，前一種配置中通常不配視頻接收終端，只配置視頻輸入/輸出及控 制模塊。理論上幾乎現(xiàn)有的現(xiàn)場總線都可用于本發(fā)明指令電話，但是在實(shí)際應(yīng)用 中，現(xiàn)場總線必須滿足傳輸速度和傳輸介質(zhì)要求這二大基本條件，在現(xiàn)有較為成熟的現(xiàn)場總線中，RS — 485傳輸總線和CAN傳輸總線即Controller Area Network相對比較適合作為指令電話的傳輸總線，而RS—485與CAN傳輸總線 相比，CAN傳輸總線更符合指令電話的傳輸要求。CAN傳輸總線能有效支持分 布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，具有較高的通訊速率、良好的抗電磁干 擾能力和使用可靠等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空工業(yè)和工業(yè)控制等自動(dòng) 化領(lǐng)域的分布式環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、變電站監(jiān)測系統(tǒng)等數(shù)據(jù)交 換，本發(fā)明實(shí)施例將CAN總線作為語音通訊設(shè)備的傳輸載體，依靠總線接口及 傳輸介質(zhì)相互連接實(shí)現(xiàn)高可靠性串行通信。CAN總線包括CAN總線控制器ICIO、 CAN光隔離器IC11和CAN總線接口 IC12。 CAN總線控制器ICIO主要是完成對 數(shù)據(jù)的收發(fā)控制，光隔離器IC11主要是完成光電隔離及抗干擾工作，CAN總線 接口 IC12是連接其他CAN總線設(shè)備的接口，它最終完成與其他設(shè)備的物理連 接。實(shí)施例CAN總線控制器ICIO采用MCP2510模塊、CAN光隔離器IC11采用 6N137模塊、CAN總線接口 IC12采用PCA82C250模塊。CAN光隔離器IC11和 CAN總線控制器ICIO、 CAN總線接口 IC12均為雙向連接，CAN總線控制器ICIO 和主控制處理模塊IC5雙向連接。本發(fā)明電源采用本地供電模式時(shí)，通過標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)電源模塊完成對整機(jī)的 供電。當(dāng)采用集中供電模式時(shí)，僅設(shè)置一個(gè)保護(hù)電路，供電由集中電源完成。本發(fā)明總線制指令電話是一種無主機(jī)的總線制指令電話通訊系統(tǒng)，為了實(shí) 現(xiàn)相互之間的呼叫與通訊，必須在每個(gè)指令電話的內(nèi)部建立一個(gè)反映指令電話 物理地址與邏輯號碼之間的映射關(guān)系的"映射表"，通過編輯一個(gè)集合內(nèi)每個(gè) 指令電話的"映射表"，可變更該集合內(nèi)用戶間的組合關(guān)系和用戶代碼。每一個(gè)指令電話終端在呼叫其他指令電話終端時(shí)，接收端在接收到發(fā)送端 的呼叫后，能夠馬上回應(yīng)發(fā)送端一個(gè)表示信息收到的證實(shí)信息，該信息在發(fā)送 端將給出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)一個(gè)預(yù)置的語音芯片或者啟動(dòng)一段預(yù)錄的語音。如果該終端正在工作則該語音將直接送到手柄聽筒Yl或者話站喇叭Y2，按照 終端實(shí)時(shí)工作情況隨終端狀態(tài)定。如果終端處于待命狀態(tài)則啟動(dòng)話站喇叭Y2， 直接將預(yù)錄的語音進(jìn)行擴(kuò)音廣播。當(dāng)發(fā)起呼叫終端呼叫的是一個(gè)實(shí)際不存在的 終端時(shí)，或在指定時(shí)間沒有收到證實(shí)數(shù)據(jù)的呼叫，發(fā)起終端則會(huì)語音報(bào)錯(cuò)；當(dāng) 呼叫終端按下一個(gè)沒有定義的呼叫按鈕時(shí)，也會(huì)執(zhí)行語音報(bào)錯(cuò)。本發(fā)明總線制指令電話設(shè)有三種常用的呼叫形式， 一是總呼叫，所有終端 接收到該類呼叫后，無論其實(shí)時(shí)工作狀態(tài)如何，都會(huì)同時(shí)接收該呼叫的語音數(shù) 據(jù)，同時(shí)點(diǎn)亮總呼叫指示燈，是否與總呼叫發(fā)起終端通訊則由被叫終端決定， 待總呼叫結(jié)束后指示燈消滅；二是組呼，被呼叫的用戶終端無論工作狀態(tài)如何， 都會(huì)接收該呼叫的語音數(shù)據(jù)，同時(shí)點(diǎn)亮組呼叫指示燈，是否與組呼叫發(fā)起終端 通訊則由被叫終端決定，待組呼叫結(jié)束后指示燈消滅，組呼數(shù)據(jù)中的被叫用戶 終端具體數(shù)據(jù)在映射表內(nèi)體現(xiàn)；三是常規(guī)通訊呼叫，在映射表內(nèi)為鍵盤定義需 要呼叫的用戶數(shù)據(jù)。每個(gè)用戶均可設(shè)置自己的級別，該級別代碼在呼叫時(shí)同時(shí) 傳送到被叫終端。通訊中的兩個(gè)終端中任意一個(gè)中止通訊后，另一個(gè)自動(dòng)退出連接，通訊結(jié) 束。結(jié)束信息有三個(gè)來源， 一是終端對語音輸入進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)雙方中斷語音輸 入達(dá)60秒以上時(shí)，自動(dòng)退出通話狀態(tài)。自動(dòng)退出的時(shí)間設(shè)置是參數(shù)化的，實(shí) 施例默認(rèn)時(shí)間是60秒，最大時(shí)間是360秒，時(shí)間步長是10秒。二是通訊雙方 中的任意一方發(fā)出中止信號，雙方同時(shí)退出。三是通訊雙方其中一方或者雙方 收到更高級別的呼叫，并且呼叫要求與其單獨(dú)通訊，此時(shí)原通訊雙方連接中止， 轉(zhuǎn)入新的連接。實(shí)施例指令電話結(jié)束通訊的定義是退出與特定用戶的連接， 關(guān)閉自身的音頻功放輸出模塊，主控制處理器IC5和傳輸總線繼續(xù)工作，隨時(shí) 接收來自網(wǎng)絡(luò)的呼入或來自鍵盤的呼出指令。在一個(gè)指令電話系統(tǒng)中，決定指令電話終端"掛接"數(shù)量的是傳輸總線的 技術(shù)指標(biāo)，決定最嚴(yán)酷條件下同時(shí)通話用戶數(shù)量的是，該系統(tǒng)單純總線的長度 和在該長度下的傳輸帶寬，單純總線長度指物理上的總線長度，也就是未經(jīng)過 信號延長處理的總線物理長度。通常在一段1200米長、采用0. 5毫米市話電 纜的傳輸介質(zhì)上采用CAN傳輸總線方式可掛接不少于80個(gè)用戶，在最嚴(yán)酷通訊環(huán)境、最遠(yuǎn)端通訊條件下可保障5對不同用戶間同時(shí)進(jìn)行不同內(nèi)容的語音通 訊。為了在最嚴(yán)酷的通訊條件下盡可能提高同時(shí)通訊的用戶數(shù)量，本發(fā)明在視 頻傳輸模塊中采用了低幀高壓縮動(dòng)態(tài)傳輸方式，接收端隨時(shí)偵測傳輸帶寬，當(dāng) 帶寬低于閾值時(shí)，指令發(fā)送終端暫停視頻數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)帶寬高于閾值時(shí)，再指 令發(fā)送終端恢復(fù)視頻數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明總線制指令電話工作流程參見圖2，首先，進(jìn)行主控制處理模塊IC5及相關(guān)外設(shè)的初始化，査詢傳 輸總線狀態(tài)并由LCD液晶顯示K2顯示；然后開始操作，1、若要撥號——查詢 映射表——發(fā)出語音請求/語音和視頻請求，等待應(yīng)答——啟動(dòng)通話/同時(shí)啟動(dòng) 視頻顯示模塊，LCD液晶顯示K2顯示相關(guān)信息~~"通話結(jié)束，待機(jī)。2、若需 受話，判斷是否通話中——"是"，判斷本終端優(yōu)先級高低，強(qiáng)插或直接啟動(dòng) 通話；"否"，發(fā)送是否請求發(fā)送視頻的"具有視頻顯示模塊"信息，"是"則 啟動(dòng)語音和視頻，"否"則啟動(dòng)語音——通訊結(jié)束，待機(jī)?？偩€制指令電話的工作模式允許主叫終端自動(dòng)打開被叫終端，主叫終端此 時(shí)的語音呼叫會(huì)自動(dòng)在被叫終端被擴(kuò)音播放，當(dāng)被叫終端有摘機(jī)、按鍵等應(yīng)答 動(dòng)作時(shí)，雙方可進(jìn)入對講通話狀態(tài)。當(dāng)主叫終端在被叫終端未應(yīng)答時(shí)就掛機(jī)則 被叫終端自動(dòng)退回到待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)主被叫雙方在通話過程中任意一方退出通話 狀態(tài)則本次通話結(jié)束，雙方均進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。通常指令電話是用于工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)線崗位之間的通訊工具，但是由于工藝 生產(chǎn)要求，也需要與系統(tǒng)外用戶比如調(diào)度室通訊，使用調(diào)度機(jī)。本發(fā)明指令電 話是一種總線制的通訊終端設(shè)備，通過與調(diào)度機(jī)、交換機(jī)、公用網(wǎng)連接的中繼 網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)外通訊設(shè)備的連接；通過與基于TCP/IP協(xié)議的IP電話通訊網(wǎng) 關(guān)連接，借助因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)透明傳輸，延長指令電話連接距離。網(wǎng)關(guān)由內(nèi)側(cè)模塊和外側(cè)模塊二部分組成，與調(diào)度機(jī)、交換機(jī)、公用電話網(wǎng) 組網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)入口與調(diào)度機(jī)、交換機(jī)或公用電話網(wǎng)連接一側(cè)，配置基于7號信令 和1號信令的數(shù)字通訊接口。外側(cè)模塊有數(shù)字接口模塊和模擬接口模塊二類， 外側(cè)數(shù)字接口模塊由基于l號信令的接口模塊、基于7號信令的接口模塊、基 于TCP/IP的以太網(wǎng)接口模塊組成。在數(shù)字通訊接口中，采用"映射表"模式將外側(cè)呼叫號碼映射到內(nèi)側(cè)的具體指令電話用戶終端上。內(nèi)側(cè)用戶則通過局向號加被叫號碼形式呼叫系統(tǒng)外用戶，該呼叫在網(wǎng)關(guān)被轉(zhuǎn)換成7號信令或1號信 令格式并通過交換機(jī)或調(diào)度機(jī)與被叫連接。7號信令、1號信令及接口電路是 公知電路，已商業(yè)化。當(dāng)指令電話與一些小容量調(diào)度機(jī)或者交換機(jī)連接時(shí)，可使用模擬用戶接口 簡單地實(shí)現(xiàn)雙向呼叫，外側(cè)的每個(gè)模擬用戶接口均可被映射到內(nèi)部的某個(gè)指定 的指令電話終端上；當(dāng)采用非指定方式時(shí)，可將端口設(shè)為自動(dòng)模式即撥號模式， 在該模式下，外側(cè)用戶通過二次撥號方式呼叫內(nèi)側(cè)用戶，網(wǎng)關(guān)對呼叫進(jìn)行解碼 及信令轉(zhuǎn)換并將外側(cè)用戶連接到內(nèi)側(cè)被叫用戶上。內(nèi)側(cè)用戶通過局向號加最終 用戶號呼叫外側(cè)用戶，其呼叫碼的信令轉(zhuǎn)換由網(wǎng)關(guān)完成。外側(cè)模擬接口模塊由 自動(dòng)用戶接口電路、環(huán)路中繼接口電路、EM接口電路組成。自動(dòng)用戶接口電路、 環(huán)路中繼電路、EM接口電路屬于公知電路，已投入商業(yè)化應(yīng)用。網(wǎng)關(guān)的模擬端接口模塊輸入端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、壓縮后與處理器連接。內(nèi)側(cè)接 口模塊由總線收發(fā)器、緩沖電路組成，緩沖電路與處理器連接，在一個(gè)獨(dú)立的 網(wǎng)關(guān)的內(nèi)側(cè)，只有一個(gè)總線收發(fā)器，全部外側(cè)接入均通過一個(gè)總線收發(fā)器與總 線上的其他指令電話終端連接。 一個(gè)網(wǎng)關(guān)在物理上僅相當(dāng)于一個(gè)指令電話終 端，在一個(gè)傳輸總線上的各個(gè)端點(diǎn)可配接多個(gè)不同的網(wǎng)關(guān)，每個(gè)網(wǎng)關(guān)僅占用一 個(gè)傳輸總線掛接地址"指標(biāo)"。網(wǎng)關(guān)處理器內(nèi)映射表略不同于指令電話終端的映射表，它具有自己的局向 號標(biāo)識，還包含本系統(tǒng)指令電話集合內(nèi)的全部用戶地址與代碼，包含與其組網(wǎng) 的其他系統(tǒng)內(nèi)用戶信息，當(dāng)外側(cè)的接口在接收到主叫的呼叫信息后，處理器會(huì) 識別比較映射表內(nèi)的用戶數(shù)據(jù)并找出與主叫要求相符合的被叫，處理器再代為 呼叫被叫并將主叫與被叫的邏輯連接接通，此時(shí)主叫發(fā)送的語音數(shù)據(jù)流在被編 碼和打包后將會(huì)被直接送到被叫，被叫的語音數(shù)據(jù)流經(jīng)編解碼后會(huì)被送到主 叫，該過程一直會(huì)持續(xù)到其中一方發(fā)出中止通訊的信號，即掛機(jī)。內(nèi)側(cè)用戶在 呼叫外側(cè)用戶時(shí)，會(huì)在總線上發(fā)出帶局向號及后綴串碼的呼叫，局向號等于網(wǎng) 關(guān)地址，后綴串碼相當(dāng)于最終被叫用戶的路由碼和識別信息碼，當(dāng)具有不同的 路由碼和不同的識別信息碼時(shí)，信息會(huì)經(jīng)由處理器識別以不同的端口流向叫，不會(huì)相互串?dāng)_。使用CAN傳輸總線時(shí)，通常1200米的有效距離對于工業(yè)現(xiàn)場而言，通訊 距離顯然是不足的，但是，現(xiàn)場總線的距離越長，帶寬就越窄，1200米的通訊 距離，帶寬僅剩大約50 120K，視傳輸介質(zhì)不同而不同，為了增加系統(tǒng)的有效 傳輸距離，采用"橋接"方式使兩個(gè)總線網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)網(wǎng)橋，橋接器由二個(gè) 總線收發(fā)器、 一個(gè)處理器組成，將兩個(gè)傳輸總線之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行有選擇的含接 力放大過濾式透明傳輸。工業(yè)現(xiàn)場的千擾在傳輸過程中被濾除，過濾可成功減 少傳輸總線干擾通過橋接器跨網(wǎng)傳輸?shù)膸茁?，但是，也減慢了傳輸?shù)乃俣?。?jīng) 測試，使用電話線類低端傳輸介質(zhì)的情況下，過濾可有效的將3個(gè)指令電話系 統(tǒng)連接在一起，如果使用高端的傳輸介質(zhì)，可將5個(gè)指令電話系統(tǒng)連接在一起， 但是過多接入仍然會(huì)影響最終組成的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率，甚至有可能中斷通 訊，其主要原因是當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，橋接器雖然可識別并阻斷一些明 顯錯(cuò)誤的信息，但是對于在傳輸總線上的合理信息它仍然是會(huì)透明傳輸，這就 使得傳輸總線會(huì)隨著用戶數(shù)量的增加而越來越擁擠。要增加橋接器對網(wǎng)段信息 的識別能力并自行攔截?zé)o效跨網(wǎng)數(shù)據(jù)，例如將主被叫終端均在A網(wǎng)的數(shù)據(jù)流攔 截在A網(wǎng)內(nèi)，不傳到B網(wǎng)。這樣能有效減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擁擠程度，但是將增加 橋接器處理器的數(shù)據(jù)處理量，如果橋接器處理器處理能力不足仍將影響跨網(wǎng)傳 輸?shù)膸挕９识咧g的取舍只有根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際配置來決定，具體應(yīng)用可將攔 截和過濾效果分成8級，以便根據(jù)實(shí)際用戶數(shù)量的配置來設(shè)置過濾能力。在實(shí)際應(yīng)用中，為異種網(wǎng)絡(luò)配置的網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋?qū)⒂行岣呖偩€制指令電話 的傳輸距離和使用范圍。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與總線制指令電話系統(tǒng)的CAN網(wǎng)絡(luò)之 間建立網(wǎng)關(guān)，由于基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用極為普遍，當(dāng)指令電話的CAN 傳輸總線通過網(wǎng)關(guān)與以太網(wǎng)連接后，可借助以太網(wǎng)將總線制指令電話信號進(jìn)行 遠(yuǎn)距離傳輸，在需要的節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)關(guān)再下載到另一個(gè)指令電話系統(tǒng)的傳輸總線 上，使總線制指令電話的應(yīng)用范圍獲得更大拓寬。
權(quán)利要求
1、一種總線制指令電話，主要由傳輸總線和指令電話終端組成，傳輸總線連接指令電話終端，傳輸總線傳輸指令電話信號，其特征在于a、所述的傳輸總線采用2-4根物理連接線構(gòu)成的現(xiàn)場總線，所述的現(xiàn)場總線包括總線控制器、光隔離器和總線接口，總線控制器和光隔離器雙向連接，光隔離器和總線接口雙向連接；b、所述的指令電話終端包括音頻輸入及處理模塊、主控制處理模塊、音頻功放輸出模塊和人機(jī)界面電路，所述的音頻輸入及處理模塊包含音頻信號采集電路和數(shù)字化處理電路，音頻信號采集電路的輸出和數(shù)字化處理電路的輸入相連，所述的數(shù)字化處理電路主要由語音編解碼器、語音抗噪處理電路和壓縮電路組成，語音數(shù)據(jù)傳輸與交換采用語音壓縮算法和語音信息交換算法，語音編解碼器與語音抗噪處理電路和壓縮電路雙向連接；所述的主控制處理模塊和語音抗噪處理電路和壓縮電路雙向連接，總線控制器和主控制處理模塊雙向連接，人機(jī)界面電路和主控制處理模塊連接，語音編解碼器的輸出和音頻功放輸出模塊的輸入相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線制指令電話，其特征在于所述的現(xiàn)場總 線為RS—485總線或CAN總線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的總線制指令電話，其特征在于所述的音頻信 號采集電路含有語音采集話筒和噪聲拾取話筒，采取二級衰減合成的噪聲過濾 方法消除語音信號中的噪聲，第一級衰減進(jìn)行相位調(diào)整，采用共模方式對消噪 聲中的高幅值噪聲，第二級衰減采用取信號最大值方式，過濾噪聲中的低幅值 噪聲。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的總線制指令電話，其特征在于所述的指令電 話終端還包括視頻輸入/輸出及控制模塊，所述的視頻輸入/輸出及控制模塊包 含視頻采集電路、視頻接口電路和壓縮處理器，視頻采集電路的輸出和視頻接 口電路的相連，視頻接口電路和壓縮處理器連接，壓縮處理器與主控制處理模 塊雙向連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的總線制指令電話，其特征在于所述的人機(jī)界面電路中輸入采用呼叫鍵盤，顯示采用LCD液晶顯示，呼叫鍵盤輸出接主控制 處理模塊，主控制處理模塊的輸出接LCD液晶顯示的輸入，所述的呼叫鍵盤帶 有映射表，呼叫鍵盤的每個(gè)鍵映射一個(gè)指令電話終端或一項(xiàng)功能。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的總線制指令電話，其特征在于所述的指令電 話終端還包括視頻顯示模塊，所述的視頻顯示模塊包含視頻編解碼電路、視頻 終端顯示器，視頻編解碼電路的輸入接主控制處理模塊的輸出，視頻編解碼電 路的輸出接視頻終端顯示器的輸入，所述的人機(jī)界面電路的呼叫鍵盤配有擴(kuò)展 鍵盤，擴(kuò)展鍵盤通過串行接口接入指令電話終端及與下位擴(kuò)展鍵盤連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的總線制指令電話，其特征在于所述的現(xiàn)場總 線采用CAN總線，所述的總線控制器采用MCP2510模塊、光隔離器采用6N137 模塊、總線接口采用PCA82C250模塊，所述的主控制處理模塊采用CPU處理器 ARM7系列S3C44B0，所述的語音抗噪處理電路和壓縮電路采用DSP處理器 TMS320C5409,所述的語音編解碼器采用WM8731模塊，所述的視頻采集電路采 用30萬 45萬象素的視頻采集器，視頻接口電路采用視頻輸入接口和USB接 口，所述的USB接口采用SL811HST模塊，視頻采集器的輸出通過與指令電話 匹配的視頻輸入接口和USB接口接主控制處理模塊，USB接口和主控制處理模 塊雙向連接，所述的音頻功放輸出模塊采用模塊式功放器，LCD液晶顯示采用 128X64點(diǎn)陣顯示液晶模塊HG1286412-LYH，通過74LS244驅(qū)動(dòng)并與主控制處 理模塊連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的總線制指令電話，其特征在于所述的現(xiàn)場總 線采用CAN總線，所述的總線控制器采用MCP2510模塊、光隔離器采用6N137 模塊、總線接口采用PCA82C250模塊，所述的主控制處理模塊采用CPU處理器 ARM7系列S3C44B0，所述的語音抗噪處理電路和壓縮電路采用DSP處理器 TMS320C5409，所述的語音編解碼器采用WM8731模塊，所述的視頻采集電路采 用30萬 45萬象素的視頻采集器，視頻接口電路采用視頻輸入接口和USB接 口，所述的USB接口采用SL811HST模塊，視頻采集器的輸出通過與指令電話 匹配的視頻輸入接口和USB接口接主控制處理模塊，USB接口和主控制處理模塊雙向連接，所述的音頻功放輸出模塊采用模塊式功放器，LCD液晶顯示采用 128X64點(diǎn)陣顯示液晶模塊HG1286412-LYH,通過74LS244驅(qū)動(dòng)并與主控制處 理模塊連接，所述的擴(kuò)展鍵盤經(jīng)RS232串口轉(zhuǎn)RS485串口與主控制處理模塊連 接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種總線制指令電話，主要由傳輸總線和指令電話終端組成。傳輸總線采用2-4根物理連接線構(gòu)成的現(xiàn)場總線；指令電話終端包括音頻輸入及處理模塊、主控制處理模塊、音頻功放輸出模塊、視頻輸入/輸出及控制模塊、視頻顯示模塊和人機(jī)界面電路。音頻輸入及處理模塊包含音頻信號采集電路和數(shù)字化處理電路，數(shù)字化處理電路含有語音編解碼器、語音抗噪處理電路和壓縮電路。本發(fā)明采用一對總線作為傳輸介質(zhì)、無主機(jī)、全數(shù)字化傳輸，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，容易實(shí)時(shí)“掛接”用戶、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量，具有用戶信息自動(dòng)交換、視頻采集與上傳功能，可通過異種網(wǎng)絡(luò)便捷地進(jìn)行傳輸延伸、與網(wǎng)外設(shè)備連接，有效提高了指令電話系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
文檔編號H04M9/02GK101217605SQ20081005923
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月10日
發(fā)明者偉 陳 申請人:偉 陳