專利名稱：基于ip的煤礦擴播通信及程控電話裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及程控調度電話裝置，具體是一種基于IP的煤礦擴播通信及程控 電話裝置，適用各種網絡環(huán)境。
背景技術：
防爆工業(yè)以太環(huán)網在煤炭企業(yè)已經得到了廣泛的應用。IP電話是一種通過以太網 或其他使用IP技術的網絡來實現(xiàn)語音通信的一種全新的通訊設備。除了支持以太網通信， 還集成調度電話功能，可直接接入礦用調度電話系統(tǒng)。擴播電話在皮帶集控、水泵自動化等 煤礦自動化系統(tǒng)中的作用十分重要，但目前已有的擴播電話系統(tǒng)相對獨立，自成體系，在與 地面控制中心通話時需要單獨敷設線纜，不能利用已有的工業(yè)以太環(huán)網。隨著井下膠帶運 輸自動化的推進，地面生產調度信息中心工程師室可直接對井下膠帶運輸進行控制，所以 通信暢通是井下自動化進程的一個主要因素。目前，煤礦生產調度中心使用的通信裝置主要是程控調度電話，生產調度中心通 過程控電話與井下各工作場所進行聯(lián)絡。井下膠帶運輸通信主要使用擴音電話進行皮帶 機操作站與給煤點、轉載點和綜采工作面聯(lián)絡和通話，與生產工作面形成局部通信網絡，與 程控電話無法對接。由于程控電話安裝數(shù)量受到傳輸線路容量的影響，井下每個工作場所 (皮帶機機頭和工作面下口)只能安裝1-2部電話，井下各工作場所的運輸距離較長，轉載 點較多；特別是有緊急情況發(fā)生時，井下人員與生產調度中心通話需要走一段路程，在匯報 時間上存著延誤。
發(fā)明內容為了解決上述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型提供一種基于IP的煤礦擴播通信及 程控電話裝置；擴音電話井上集中調度對井下各自動化系統(tǒng)的通信做到“一呼百應”，地面 工程師控制室對每一個子系統(tǒng)都可以直接通話和信號聯(lián)系，統(tǒng)一指揮調度，減少和杜絕因 設備故障停車而聯(lián)系不到維修人員的情況。本實用新型是以如下技術方案實現(xiàn)的一種基于IP的煤礦擴播通信及程控電話 裝置，包括多個VOIP交換機路由模塊U1，每個VOIP交換機路由模塊Ul連接一防爆兼本安 型語音網關U2，防爆兼本安型語音網關U2連接有多個語音電話終端模塊U3 ；VOIP交換機 路由模塊Ul之間采用光纖連接；VOIP交換機路由模塊Ul與防爆兼本安型語音網關U2之 間采用網線連接；防爆兼本安型語音網關U2與語音電話終端模塊U3之間采用RS485總線 結構連接。工作原理井上調度室中輸出的VOIP網絡語音命令傳輸?shù)絍OIP交換機路由模塊 Ul模塊后，經過協(xié)議轉換成為在光纖中傳輸?shù)腣OIP以太網信號，VOIP以太網信號通過網線 接入防爆兼本安型語音網關模塊U2中；防爆兼本安型語音網關模塊U2將VOIP以太網信號 轉換成485總線接收信號；485總線接收信號通過語音電話終端模塊U3的處理后給井下輸 出擴播信號。當從井下發(fā)出請求信號(包括語音和打點)時，聲音信號經過語音電話終端模塊U3處理和打包后傳入防爆兼本安型語音網關模塊U2中，防爆兼本安型語音網關模塊 U2將485總線發(fā)出的信號轉換成VOIP以太網信號格式后傳入VOIP交換機路由模塊Ul模 土夬，因此在井上的調度臺也可以得到相應的信號。本實用新型的有益效果是本裝置采用數(shù)字語音通信技術，基于IP通信，支持靜 態(tài)、動態(tài)IP地址及IP地址智能學習功能，而且支持SIP協(xié)議或H323協(xié)議，語音編碼支持 G. 711，G723. 1，G. 729A，語音清晰、QoS語音保證，適應各種網絡環(huán)境；它是純數(shù)字擴播系 統(tǒng)，音質好，抗干擾性強，不但具有傳統(tǒng)的擴播電話系統(tǒng)的擴音、對講、打點等功能，還具備 定時播報、背景音樂、與地面調度臺互通等擴展功能；使用工業(yè)以太網和光纖傳輸節(jié)約了通 信電纜的鋪設，擴音電話與程控電話能相互接通增加了井下的通信點，解決工作場所缺少 通信工具的問題；利用光纖傳輸和通訊電纜同時對井下通信，雙路通訊通道，為礦井通信增 加了一道保障體系；通過增加一些其他功能可做為煤礦災害應急預案的通信系統(tǒng)。
以下結合附圖及實例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本發(fā)明原理框圖；圖2是防爆兼本安型語音網關模塊U2電路原理圖；圖3是語音電話終端模塊U3電路原理圖。VOIP交換機Ul 主要完成井上調度室與井下防爆兼本安型語音網關之間的協(xié)議 轉換，把調度室的控制命令轉換成井下網絡數(shù)據(jù)；把井下的語音數(shù)據(jù)轉換成VOIP網絡數(shù)據(jù) 傳到調度室主機；防爆兼本安型語音網關模塊U2 將從VOIP交換機傳來的網絡信號進行數(shù)據(jù)格式 轉換成適合RS485傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，發(fā)送到各個擴播電話機，以便在井下就可以擴播；語音電話終端模塊U3 通過接收串口傳來的數(shù)據(jù)，經CPU處理后輸出到A/D轉換 模塊和編碼解碼器MC14LCM80中，最后經過功率放大器到擴音喇叭實現(xiàn)擴音廣播。
具體實施方式
如圖1所示，基于IP的煤礦擴播通信及程控電話裝置有多個VOIP交換機路由模 塊U1，每個VOIP交換機路由模塊Ul連接一防爆兼本安型語音網關模塊U2、防爆兼本安型 語音網關模塊U2連接語音電話終端模塊U3。該裝置采用全分布式控制結構，VOIP交換機 路由模塊Ul位于地面中央控制室，VOIP交換機路由模塊Ul之間采用光纖連接；VOIP交換 機路由模塊Ul與防爆兼本安型語音網關模塊U2之間采用工業(yè)以太網連接；防爆兼本安型 語音網關模塊U2與多個相同的語音電話終端模塊U3之間采用RS485總線結構連接。上述 電路為本質安全型電路，安裝在一個密閉殼體中。如圖2和圖3所示，本實施例中VOIP交換機路由模塊Ul采用羅杰康交換機。防 爆兼本安型語音網關U2采用FPGA芯片EP2S90F1020作為微控制器核心芯片，采用Altera 的串行配置器件EPCS64作為配置芯片，采用以太網控制芯片DM9000AE作為以太網控制器； FPGA芯片EP2S90F1020經地址、數(shù)據(jù)總線以及相應的讀寫信號線與FLASH、SDRAM存儲器芯 片相連，完成應用程序的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的存??；其數(shù)據(jù)總線、INT、CMD、I0R、IOff, CS、RESET和 25MHZ分別與以太網控制芯片DM9000AE的數(shù)據(jù)總線、INT、CMD、I0R、I0W、CS、RESET和25MHZ
4相連，將VOIP以太網信號轉換成485總線接收信號。語音電話終端模塊U3主要由RS485串口電路、FPGA芯片EP2C8Q208C8、語音編碼 解碼芯片MC14LCM80和功率放大器TDA^22M組成；RS485串口電路中的RXD端(光耦芯 片6N137中6腳)、T)(D端(光耦芯片HCPL4630的3腳)、RTC端(光耦芯片HCPL4630 的2腳)分別與FPGA芯片EP2C8Q208C8中的199、198、197腳連接，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)；FPGA 芯片EP2C8Q208C8中的33腳、5腳、4腳、34腳、35腳、37腳、39腳分別與語音編碼解碼芯片 MC14LC5480的FST端、DT端、BCKT端、MCLK端、FSR端、DR端、BCKR端相接，完成語音的編 碼解碼；語音編碼解碼芯片MC14LCM80的4、17腳分別與功率放大器TDA^22M的7、8腳連 接，功率放大器TDA^22M的1、3腳連接外部揚聲器，完成從井下輸出擴播信號。防爆兼本安型語音網關U2中FPGA芯片EP2S90F1020的200、201腳分別與RS485 串口電路中HCPL4630型的光耦芯片中3腳和6附37型光耦芯片中6腳連接，將485總線 發(fā)出的信號轉換成VOIP以太網信號格式后進行收發(fā)。本裝置可以完成的主要功能有1)在井上對一條或多條線路擴音完成線路連接后，先在調度臺屏幕上按下某一條或多條線路的選擇按鈕，再按住 通話按鈕直接對話筒講話，就可以把語音傳遞到井下相應的線路的所有擴音電話中播出 (不需要井下人員接聽)。2)在井上對一條或多條線路打點完成線路連接后，先在調度臺屏幕上按下某一條或多條線路的選擇按鈕，再按下 打點按鈕，就可以讓井下相應的線路的所有擴音電話中發(fā)出單頻的打點聲音(不需要井下 人員接聽)。3)在井上同時接收井下多條線路的通話井下的多條線路中任意一臺擴音電話按下通話按鈕講話，井上調度臺都可以通過 揚聲器聽到講話聲，并且屏幕上相應線路的指示燈會閃亮。多條線路同時講話時，如果所有 選通按鈕都沒有按下(默認狀態(tài))，則井上調度系統(tǒng)應當把所有聲音線路的聲音都播出來； 如果選通了一部分線路，則只播放選擇線路的聲音。4)在井上能顯示各條線路的在線狀態(tài)分別給出各條線路的專用防爆轉換器是否在線(正常連接)。5)在井上對各條線路的打點信號進行計數(shù)并顯示井下的各條線路向井上傳出打點信號時，為了防止因為沒有選通而漏掉重要的打 點信號，井上調度系統(tǒng)應當記錄每條線路的打點情況(時間和點數(shù))，并把最后一次打點信 號的點數(shù)顯示到屏幕上，直到調度人員確認才消失。6)在井上進行線路配置井上集中調度臺提供添加或刪除線路、遠程配置井下專用防爆轉換器參數(shù)的功 能。
權利要求1.一種基于IP的煤礦擴播通信及程控電話裝置，其特征在于包括多個VOIP交換機 路由模塊U1，每個VOIP交換機路由模塊Ul連接一防爆兼本安型語音網關U2，防爆兼本安 型語音網關U2連接有多個語音電話終端模塊U3 ；VOIP交換機路由模塊Ul之間采用光纖連 接；VOIP交換機路由模塊Ul與防爆兼本安型語音網關U2之間采用網線連接；防爆兼本安 型語音網關U2與語音電話終端模塊U3之間采用RS485總線結構連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于IP的煤礦擴播通信及程控電話裝置，其特征在于所述 的VOIP交換機路由模塊Ul采用羅杰康交換機。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于IP的煤礦擴播通信及程控電話裝置，其特征在于所 述的防爆兼本安型語音網關U2采用FPGA芯片EP2S90F1020作為微控制器核心芯片，采用 Altera的串行配置器件EPCS64作為配置芯片，采用以太網控制芯片DM9000AE作為以太網 控制器；FPGA芯片EP2S90F1020經地址、數(shù)據(jù)總線以及相應的讀寫信號線與FLASH、SDRAM 存儲器芯片相連，完成應用程序的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的存取，其數(shù)據(jù)總線、INT、CMD、I0R、IOff, CS、 RESET和25MHZ分別與以太網控制器DM9000AE的數(shù)據(jù)總線、INT、CMD、I0R、IOff, CS、RESET 和25MHZ相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于IP的煤礦擴播通信及程控電話裝置，其特征在于所述 的語音電話終端模塊U3主要由RS485串口電路、FPGA芯片EP2C8Q208C8、語音編碼解碼芯 片MC14LCM80和功率放大器TDA2822M組成；RS485串口電路中的RXD端、TXD端、RTC端 分別與FPGA芯片EP2C8Q208C8中的199腳、198腳、197腳相連，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)；FPGA芯 片EP2C8Q208C8中的33腳、5腳、4腳、34腳、35腳、37腳、39腳分別與語音編碼解碼芯片 MC14LC5480的FST端、DT端、BCKT端、MCLK端、FSR端、DR端、BCKR端相接，完成語音的編 碼解碼；語音編碼解碼芯片MC14LCM80的4、17腳分別與功率放大器TDA^22M的7、8腳連 接，功率放大器TDA^22M的1、3腳連接外部揚聲器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于IP的煤礦擴播通信及程控電話裝置，涉及程控調度電話裝置。該裝置有多個VOIP交換機路由模塊U1，每個VOIP交換機路由模塊U1連接一防爆兼本安型語音網關U2，防爆兼本安型語音網關U2連接有多個語音電話終端模塊U3；VOIP交換機路由模塊U1與防爆兼本安型語音網關U2之間采用網線連接，防爆兼本安型語音網關U2與語音電話終端模塊U3之間采用RS485總線結構連接。優(yōu)點是采用數(shù)字語音通信技術，基于IP通信，支持靜態(tài)、動態(tài)IP地址及IP地址智能學習功能，而且支持SIP協(xié)議或H323協(xié)議，語音編碼支持G.711，G723.1，G.729A，語音清晰、QoS語音保證，適應各種網絡環(huán)境。
文檔編號H04M7/00GK201860370SQ20102053957
公開日2011年6月8日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權日2010年9月17日
發(fā)明者馮小龍, 梁兵, 王鴻建, 程德強, 錢建生 申請人:徐州中礦大華洋通信設備有限公司