專利名稱：礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的廣播不能滿足煤礦井下廣播的需要。傳統(tǒng)的①定壓傳輸受線間變壓器帶寬、喇叭尺寸、電纜線徑等因素影響，頻率范圍在200HZ-12KHZ，失真度大，無法實現(xiàn)立體聲傳輸；②節(jié)目容量小，不能尋址控制，一條線只能傳輸一套節(jié)目，無法滿足同時廣播和分區(qū)廣播，無法實現(xiàn)點對點尋址廣播。③音源基本上都是采用模擬音源，無法播放數(shù)字格式音頻文件，無法實現(xiàn)自動播放，自動控制。定壓廣播都是按照功率匹配和阻抗匹配的原則進(jìn)行設(shè)計的，一旦系統(tǒng)布線安裝結(jié)束，功率擴(kuò)充的容量十分有限，且節(jié)目容量也無法擴(kuò)充。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案它包括CPU電路，CPU電路分別與網(wǎng)絡(luò)處理電路、SD卡電路、兩路音頻編解碼電路、音頻驅(qū)動電路以及用于供電的電源電路相連，兩路音頻編解碼電路經(jīng)過所述音頻驅(qū)動電路與至少一路音頻接口相連，所述SD卡電路與音頻編解碼電路直接相連。為了提聞首頻驅(qū)動能力，首頻驅(qū)動電路與至少一路首頻接口相連。所述SD卡電路和音頻編解碼電路通過SPI接口直接相連。SD卡電路和編解碼電路連接可以實現(xiàn)SD卡上輸出的音頻文件流不經(jīng)過CPU電路直接進(jìn)入編解碼電路，這樣可以減小對CPU內(nèi)存的消耗，使CPU可以同時處理更多的事情，同時也保證了音樂播放的連貫性，編解碼時間和真實音樂播放時間更加匹配。避免了，由于CPU在處理其任務(wù)或者突發(fā)事件而消耗大量內(nèi)存時而產(chǎn)生的音樂播放“卡殼”的現(xiàn)象。所述音頻驅(qū)動電路還與CPU電路相連，CPU可以通過控制驅(qū)動電路，控制音頻輸入輸出信號的切換和開斷。音頻驅(qū)動電路和CPU電路相連，一個作用是用CPU初始化音頻驅(qū)動電路。另一個作用是增強音頻驅(qū)動電路的可控性。音頻驅(qū)動電路中包含了送給音箱的要播放的音頻信號電路和由音箱傳來的Mic語音信號電路，跟CPU相連可以實現(xiàn)下發(fā)音頻和上傳音頻的自由切換、開關(guān)、回傳等功能。所述音頻接口為4路。所述電源電路還與級聯(lián)設(shè)備電源接口相連。電源電路為相關(guān)電路提供穩(wěn)壓電源，通過CPU電路控制音頻編解碼及音頻驅(qū)動電路，將網(wǎng)絡(luò)或者SD卡上的音頻資料下發(fā)并通過音箱廣播出來等。礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器是以編解碼芯片及微處理器為核心的自動化監(jiān)控設(shè)備。具有網(wǎng)絡(luò)收發(fā)，音頻文件編解碼功能，存儲著MP3文件。能接受上位機(jī)傳來的數(shù)字語音信號，并解碼成模擬信號發(fā)送給音箱。是音箱與地面中心站的智能信息中轉(zhuǎn)站。該礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器是輸入、輸出音源的承載和中轉(zhuǎn)設(shè)備，可以脫機(jī)單獨使用，也可與管理用上位機(jī)配合使用。本實用新型的礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，是煤礦井下廣播裝置的重要組成部分，適用于礦山井下人行道、停車場、休息室、采煤面等場所。通過網(wǎng)絡(luò)接收上位機(jī)的服務(wù)器軟件傳來的命令和喊話數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)操作。將音頻信號通過解碼器傳輸?shù)降V用本安型廣播裝置音箱，為井下工人提供音樂、安全知識教育、緊急通知廣播、井下喊話等。還可以接收礦用本安型音箱傳來的MIC信號，將該模擬語音信號回放并轉(zhuǎn)換成ADPCM編碼的數(shù)字信號上傳到上位機(jī)。該網(wǎng)絡(luò)語音控制器主板是以STM32F103為硬件基礎(chǔ)的。STM32F103為先進(jìn)的cotexM3內(nèi)核的ARM微處理器，該系列芯片功能強大、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、溫度范圍寬，功耗低，是井下應(yīng)用的理想選擇。礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器的嵌入式系統(tǒng)軟件采用實時性很強的嵌入式操作系統(tǒng) USOClI，并在程序中移植了 FatFs文件系統(tǒng)和TCP/UDP IP協(xié)議棧。該礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器的重要功能之一是控制礦用本安型音箱上的音頻編解碼器，對SD卡中音頻文件進(jìn)行編碼和解碼，同時對上位機(jī)傳過的命令進(jìn)行解析，分理出命令字和數(shù)據(jù)，將傳來的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并播放。當(dāng)檢測到井下音響MIC觸發(fā)的信號之后，停止正在播放的音頻文件，并切換到回放功能將MIC里的音頻回放到其他音響，并將該音頻編碼成ADPCM碼，給上位機(jī)發(fā)上傳指令并將編碼后的音頻文件打包上傳到上位機(jī)。在正常情況下每隔一段時間后上位機(jī)發(fā)送一個“心跳”包檢測網(wǎng)絡(luò)語音控制器是否在線，由于系統(tǒng)內(nèi)有多個控制器，以不同IP的形式同時掛載到網(wǎng)絡(luò)上，所以，每次的心跳包會恢復(fù)本身的IP地址，MAC等信息。對于音頻文件的處理包括對SD卡上音頻文件的掃描。掃描時根據(jù)里面文件的個數(shù)來申請空間存放音頻文件播放列表。上位機(jī)還可通過該礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器將下發(fā)音頻文件到SD卡，即上位機(jī)將音頻文件分包，按幀將數(shù)據(jù)出送給該控制器，控制器會根據(jù)上位機(jī)要傳送的文件名在SD卡中建立相關(guān)的音頻文件。并根據(jù)接收的數(shù)據(jù)整合成音頻文件，將其保存到SD卡中。之后會重新掃描文件列表，將新增加的文件添加到播放列表。用兩路半雙工的語音編解碼器通過軟件實現(xiàn)了全雙工的語音編解碼；音頻驅(qū)動電路驅(qū)動能力強，通用性能好，可以接市面通用的任意模擬音箱；通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對語音的控制、傳輸，使用方便；SD卡和音頻解碼器電路設(shè)計在一起，只用CPU控制命令、時鐘和片選信號即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，大大節(jié)省了 CPU的資源；電路上有4路電源出口可以實現(xiàn)下一級設(shè)備的級聯(lián)的供電，避免了外接電源布線的困難，同時采用雙電源線、雙地線共同接入的方式減小了線路勛耗；帶有兩光三電交換機(jī)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)；音頻電路保真性能好，是目前礦用音頻設(shè)備中音響效果最好的一款產(chǎn)品，并且采用獨特設(shè)計，使得音頻線、MIC線沒有極性，防止施工中線路反接帶來不必要的麻煩；并且音頻分為4路，可以分別接入不同的方向。該礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器還支持對重要參數(shù)的掉電保護(hù)。包括設(shè)備的IP、MAC以及服務(wù)器的IP、MAC還有出廠設(shè)置的初始化的IP、MAC以備在出現(xiàn)故障的時候進(jìn)行恢復(fù)出廠設(shè)置，然后就可以重新分配相關(guān)的IP、MAC等使其正常使用。在回復(fù)上位機(jī)的“心跳”包的時候回將自己正在用的IP信息返回上位機(jī)。該礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器可以在線修改本身的IP、MAC地址，還能修改保存的服務(wù)器的IP、MAC地址。同時可以接受上位機(jī)發(fā)的IP廣播搜索信號，返回自身IP、MAC等信息。方便在網(wǎng)絡(luò)混亂時找到控制器的IP信息。而且還可以在線調(diào)節(jié)音量，并將調(diào)節(jié)后的音量保存。以便掉電重啟后音量發(fā)生變化。網(wǎng)絡(luò)語音控制器在解碼音頻文件其間會在解碼期間檢測是否有特殊操作請求，如果沒有特殊請求。網(wǎng)絡(luò)語音控制器會根據(jù)播放列表中的音頻文件順序播放，如果列表播放完成，后從頭再播放，如此循環(huán)往復(fù)，直到收到特殊操作請求。這些特殊操作包括上位機(jī)對網(wǎng)絡(luò)語音控制器的廣播講話、廣播安全知識講座等音頻信息，此時控制器會暫停音頻文件的播放，直到上位機(jī)的音頻文件傳輸完畢，持續(xù)等待幾秒鐘看是否有連續(xù)音頻，如果沒有，則會繼續(xù)播放傳輸之前的音頻文件。還有，當(dāng)MIC信號請求觸發(fā)時，控制器也會暫停播放著的音頻文件，轉(zhuǎn)換到編碼模式，對由音箱傳來的音頻信號進(jìn)行編碼，編碼成PCM碼，傳送到上位機(jī)。等待MIC音頻的信號停止后，等待幾秒鐘時間，如果還沒有新的信號觸發(fā)，這會切換到播放模式，繼續(xù)播放之前的音頻。還有，當(dāng)上位機(jī)下發(fā)保存音頻文件時，也會執(zhí)行同樣的操作。先暫停正在播放的音頻文件，然后根據(jù)指令將要保存的文件保存到相應(yīng)的位置。再等待保存文件結(jié)束后再繼續(xù)播放原來暫停的音頻文件。 上面所說的音頻文件包括MP3格式，MIDI音頻格式，WAV格式和WMA格式等常用的音頻文件，由于硬件空間有限，所以在要求中主要規(guī)定為MP3格式?？刂破髦袑σ纛l文件的操作主要是在FAT文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)下進(jìn)行的。包括文件的查找、文件排序、文件的播放、保存等操作。對于編碼，采用的是IMA ADPCM單聲道編碼格式。用的是線輸入的方式。網(wǎng)絡(luò)語音控制器上有兩個編解碼器，分別擔(dān)當(dāng)編碼和解碼的工作，由于使用的芯片本身同一時刻只能在一種模式下工作，即同一個芯片編碼和解碼是不能同時工作的，所以在此處設(shè)計為兩個芯片，并在程序設(shè)計和ucosii的操作系統(tǒng)調(diào)度下，使編碼和解碼同時工作，可以做到語音通話的全雙工功能。并且礦下多個音箱傳來的語音信號可以合并成一路音頻信號通過一個控制器上傳到上位機(jī)，即可以實現(xiàn)點對多和多對點的雙向智能通訊。并且接收音箱傳來的信號時采用的是模擬信號觸發(fā)電路，即用上傳的音頻信號自身觸發(fā)控制器，使其產(chǎn)生中斷，因此可以實現(xiàn)快速響應(yīng)。同時設(shè)有響應(yīng)門限，防止線路傳來的噪聲信號引起的錯誤響應(yīng)，到達(dá)安全、穩(wěn)定、快速響應(yīng)的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是，應(yīng)用了該礦用網(wǎng)絡(luò)控制器的礦用廣播裝置是專為煤礦開發(fā)的融合當(dāng)今前沿計算機(jī)、多媒體、通信、實時操作系統(tǒng)、嵌入式、單片機(jī)技術(shù)的新一代廣播裝置，具有傳統(tǒng)定壓廣播不具備、不可比擬的特點I.多路廣播功能裝置可以實現(xiàn)多路音頻同時傳輸，可以支持8個物理鏈路。2.音源種類豐富音源種類豐富，可以使用麥克風(fēng)、話筒、DVD/V⑶等傳統(tǒng)音箱設(shè)備，也可以電腦、MP3等現(xiàn)代數(shù)字設(shè)備。當(dāng)使用電腦進(jìn)行播放時，可以播放電腦支持的全部數(shù)字語音文件，另外可支持網(wǎng)絡(luò)播放，礦領(lǐng)導(dǎo)可在本辦公室內(nèi)通過電腦對井下廣播講話。3.可分區(qū)功能可自動或手動按區(qū)域或邏輯分組廣播、分區(qū)域廣播(如辦公區(qū)、井下候車室、食堂)做到單獨控制，如單獨對辦公區(qū)播放通知；也可進(jìn)行全礦廣播。4.遠(yuǎn)程控制功能可以通過計算機(jī)進(jìn)行廣播裝置主機(jī)開?？刂?，界面友好，操作方便，真正實現(xiàn)了可尋址到點控制。5.日常安全宣傳、教育播放煤礦安全規(guī)章制度、安全措施、企業(yè)文化及其他注意事項等，增強職工的安全意識。[0028]6.結(jié)合應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)行自動或人工應(yīng)急救援當(dāng)裝置檢測到安全監(jiān)控裝置告警，井下出現(xiàn)重大安全事故時，可以根據(jù)事先設(shè)定程序，調(diào)動相關(guān)應(yīng)急預(yù)案，指揮現(xiàn)場人員撤離；也可人工調(diào)用應(yīng)急預(yù)案語音，播放給指定區(qū)域；還可以通過麥克風(fēng)，直接指揮有關(guān)人員撤離。(本功能需要額外定制，裝置已預(yù)留接口。)7.開關(guān)量輸入硬件上支持4路開關(guān)量信息輸入，配合礦業(yè)現(xiàn)場其他設(shè)備，進(jìn)行語音告警提示，避免事故的發(fā)生?？筛鶕?jù)需要設(shè)置啟動警報點附近的音箱或全部音箱。8.傳輸距離長可以采用全光纜方式傳輸，抗沖擊、無干擾、高保真、傳輸距離可以達(dá)到60公里，特別適合煤礦井下惡劣環(huán)境。9.自動播放功能管理用上位機(jī)同時兼做數(shù)字節(jié)目源，通過裝置上位機(jī)管理軟件可實現(xiàn)手動、自動定時播放，煤礦可將安全教育、安全規(guī)章等常用語音文件，存儲在硬盤上，實現(xiàn)全自動非線性播出，無需人工干預(yù)，即可自動播放，實現(xiàn)了真正無人值守，可按照周期制作不同的播放方案，實現(xiàn)實時循環(huán)播放。 10.高品質(zhì)的語音專業(yè)的語音芯片設(shè)計，獨特的機(jī)械、工藝設(shè)計，做到聲音洪亮，不失真，改變了過去煤礦井下擴(kuò)音電話音質(zhì)差的根本問題。11.音樂鈴聲、背景音樂功能歌曲、音樂及安全教育口號、標(biāo)語，悠揚的音樂代替高達(dá)90分貝的刺耳的電鈴聲；背景音樂自動或手動播放到指定區(qū)域，使礦工不再承受噪音干擾。12.傳統(tǒng)設(shè)備智能化管理智能安全廣播控制主機(jī)與電腦連接，接受電腦控制命令，在軟件統(tǒng)一管理設(shè)置下控制多臺設(shè)備的自動開關(guān)，定時自動播放。煤礦可以根據(jù)需要添加智能安全廣播控制主機(jī)(或以后添加，平滑升級)，實現(xiàn)計算機(jī)對VCD，CD, DVD等音源的智
能化管理。13.良好的開放性與可擴(kuò)展性具有良好的開放性和可擴(kuò)展性，可組成線狀、樹狀網(wǎng)絡(luò)，并口增設(shè)信號出口，根據(jù)具體的需求任意添加音箱。14.較高的穩(wěn)定性與可靠性采用RF弱信號傳輸方式，極大的提高了裝置的可靠性，裝置傳輸網(wǎng)絡(luò)中無功率信號，單只音箱的故障不影響裝置工作，整機(jī)在沒有信號的情況下自動處于關(guān)閉狀態(tài)，待有啟動信號或接收到開機(jī)指令后音箱自動啟動，無需人員的控制。15.雙向?qū)χv功能可實現(xiàn)井下向地面的對講。16.數(shù)字視頻聯(lián)動可以和數(shù)字視頻裝置相結(jié)合，達(dá)到數(shù)據(jù)、語音、視頻聯(lián)動。17.輸出音頻為標(biāo)準(zhǔn)的模擬音頻信號，可以接任意通用音響設(shè)備。本實用新型涉及的礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器是煤礦井下數(shù)字廣播的一部分，數(shù)字廣播采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，信噪比高，傳輸距離遠(yuǎn)，具有傳統(tǒng)定壓廣播無法比擬的優(yōu)勢。本實用新型調(diào)高了井下作業(yè)的安全性、使得信息能及時傳達(dá)，最大限度的保障井下作業(yè)人員在突發(fā)事件時的人身安全及其信息的流通，和平時重要信息能夠及時有效地通知到每個人。

圖I是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是控制器箱內(nèi)的模塊示意圖；圖3是網(wǎng)絡(luò)處理電路的電路圖；[0045]圖4是SD卡電路的電路圖；圖5是電源電路的電路圖；圖6是編解碼電路的電路圖；圖7是CPU電路的電路圖；圖8是級聯(lián)設(shè)備連接示意圖。其中，I. CPU電路；2.網(wǎng)絡(luò)處理電路；3. SD卡電路；4.編解碼電路I，5.編解碼電路II，6.音頻驅(qū)動電路，7.電源電路，8.音頻接口，9.級聯(lián)設(shè)備電源接口，10光電交換機(jī)，
11.光纖，12.電源轉(zhuǎn)換模塊，13.光纖盤，14. I路24V輸入，15. I路24V輸出，16.2路24V輸入，17. 2路24V輸出，18. 3. 3V輸入，19. 3. 3V輸出，20.礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制 器，Dl.礦用防爆型24V直流電源，Zl.網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)I，Z2.網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)2，Z3.網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)3，Z4.網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)4。
具體實施方式
下面通過具體實例對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實用新型，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。參見圖I的結(jié)構(gòu)示意圖和圖2的控制箱內(nèi)模塊示意圖，一種礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，由電源電路7，網(wǎng)絡(luò)處理電路2，SD卡電路3，CPU電路1，編解碼電路I 4，編解碼電路II 5，音頻驅(qū)動電路6，4路音頻接口 8，級聯(lián)設(shè)備電源接口 9等組成。圖3是網(wǎng)絡(luò)處理電路的電路圖；圖4是SD卡電路的電路圖；圖5是電源電路的電路圖；圖6是編解碼電路的電路圖；圖7是CPU電路的電路圖。CPU電路I分別與網(wǎng)絡(luò)處理電路2、SD卡電路3、2個音頻編解碼電路、以及用于供電的電源電路7相連，音頻編解碼電路與驅(qū)動電路相連，驅(qū)動電路與4路音頻接口 8相連。所述SD卡電路3還與音頻編解碼電路相連II 5。SD卡電路3和編解碼電路II 5連接可以實現(xiàn)SD卡上輸出的音頻文件流不經(jīng)過CPU直接進(jìn)入編解碼電路，這樣可以減小對CPU內(nèi)存的消耗，使CPU可以同時處理更多的事情，同時也保證了音樂播放的連貫性，編解碼時間和真實音樂播放時間更加匹配。避免了，由于CPU在處理其任務(wù)或者突發(fā)事件而消耗大量內(nèi)存時而產(chǎn)生的音樂播放“卡殼”的現(xiàn)象。所述音頻驅(qū)動電路6還與CPU電路I相連。音頻驅(qū)動電路6和CPU電路I相連，一個作用是用CPU初始化音頻驅(qū)動電路6。另一個作用是增強音頻驅(qū)動電路6的可控性。音頻驅(qū)動電路6中包含了送給音箱的要播放的音頻信號電路和由音箱傳來的MIC語音信號電路，跟CPU電路I相連可以實現(xiàn)下發(fā)首頻和上傳首頻的自由切換、開關(guān)、回傳等功能。所述電源電路7還與級聯(lián)設(shè)備電源接口 9相連。級聯(lián)設(shè)備如圖8所示，(圖8所示的例子只是說明主機(jī)和主機(jī)相連，音響和主機(jī)的連接同本原來)Dl :礦用防爆型24V直流電源，Zl :網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)1，Z2 :網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)2，Z3 :網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)3，Z4 :網(wǎng)絡(luò)語音控制器主機(jī)4。礦用電源Dl和主機(jī)Zl的電源接口相連，Z2的電源輸入接口和Zl的電源輸出接口相連，就是說Z2的可以在Zl上面取電，這樣就避免了 Dl和Z2相連(圖中虛線)，同樣Z3、Z4都可以通過前一級取電，如圖中實線所連。而不會如圖中虛線那樣直接和電源連接。通過上一級取的電在主機(jī)中都有防止反接的保護(hù)電路，避免施工中出現(xiàn)反接導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問題。因為礦井下面空間狹小，供電線纜都比較粗，而且主機(jī)之間的距離一般較遠(yuǎn)，如果所有主機(jī)都和Dl相連一個是造成布線極為困難，再一個電纜線的總長度也在成倍翻番，隨之而來的價格也在成倍翻番，即不利于現(xiàn)場施工，也不利于企業(yè)利潤。如果采用接線盒的方式，在Zl前面加入一個接線盒將線分開，一路線接入Zl另一路讓過Zl接到Z2，這樣一方面不利于現(xiàn)場布線，一方面增加了產(chǎn)品和施工成本，再一個所有主機(jī)都和Dl的電源并聯(lián)，如果有一個主機(jī)線路出問題，將導(dǎo)致所有主機(jī)不工作，而且主機(jī)多的情況下也很難確定哪一個主機(jī)的出的問題。不像本設(shè)計中的級聯(lián)方式，只要有一個主機(jī)的輸入電源斷開后面的主機(jī)的電源都斷開，這樣在煤礦下面對安全要求較高的領(lǐng)域快速找到問題和及時采取有效施工，對礦工以及整個煤礦的安全將帶來不可估量的優(yōu)勢。電源電路7為相關(guān)電路(包括CPU電路I、網(wǎng)絡(luò)處理電路2、音頻編解碼等部分以及為級聯(lián)設(shè)備供電的電路)提供穩(wěn)壓電源，CPU電路I通過控制音頻編解碼及音頻驅(qū)動電路6，將網(wǎng)絡(luò)處理電路2或者SD卡電路3上的音頻資料下發(fā)并通過音箱廣播出來等。 網(wǎng)絡(luò)語音控制器CPU電路I會根據(jù)SD卡中播放列表的音頻文件順序播放，首先通過編解碼電路解碼，信號再經(jīng)音頻驅(qū)動電路6到達(dá)礦用廣播音箱播放。如果列表播放完成，后從頭再播放，如此循環(huán)往復(fù)，直到收到特殊操作請求。例如上位機(jī)對網(wǎng)絡(luò)語音控制器的廣播講話，此時控制器會暫停音頻文件的播放，直到上位機(jī)的音頻文件傳輸完畢，持續(xù)等待幾秒鐘看是否有連續(xù)音頻，如果沒有，則會繼續(xù)播放傳輸之前的音頻文件。還有，當(dāng)MIC信號通過4路音頻接口 8之一請求觸發(fā)時，控制器也會暫停播放著的音頻文件，轉(zhuǎn)換到編碼模式，音箱傳來的音頻信號經(jīng)音頻驅(qū)動電路6到達(dá)編解碼器，編碼成ADPCM碼，傳送到上位機(jī)。等待MIC音頻的信號停止后，等待幾秒鐘時間，如果還沒有新的信號觸發(fā)，這會切換到播放模式，繼續(xù)播放之前SD卡中的音頻。對于編碼，采用的是IMA ADPCM單聲道編碼格式，用的是線輸入的方式。該礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器上有兩個編解碼器，分別擔(dān)當(dāng)編碼和解碼的工作，由于使用的芯片本身同一時刻只能在一種模式下工作，即同一個芯片編碼和解碼是不能同時工作的，所以在此處設(shè)計為兩個芯片，并在程序設(shè)計和UCOSii的操作系統(tǒng)調(diào)度下，使編碼和解碼同時工作，可以做到語音通話的全雙工功能。該設(shè)計的語音編碼和解碼分別獨立的電路處理，使整個系統(tǒng)的負(fù)荷大大減小，并使編解碼的速度成倍提高，特別是在實際應(yīng)用能夠有效克服實際環(huán)境中強磁干擾和芯片自身發(fā)熱對編解碼效率帶來的負(fù)面效應(yīng)，能帶來傳統(tǒng)電路設(shè)計無法比擬的效果。該設(shè)備的電源電路的設(shè)計均符合本安要求。在煤礦多瓦斯的環(huán)境中是不允許有大的電容和電感出現(xiàn)的，而傳統(tǒng)的音頻電路經(jīng)常會采用大的電容濾波以達(dá)到降低電源紋波的功效，在被設(shè)計中為了既能滿足本案要求又能達(dá)到優(yōu)質(zhì)音頻的的目的，在此處電源專門使用的開關(guān)頻率高的DCDC芯片，這樣就后面就可以用比較小的LC電路，開關(guān)頻率大電容充分點時間就短，電感蓄能的時間也就相應(yīng)變短，這樣就不需要大的蓄能原件就能滿足電源的要求。，后面采用排形濾波，并且在后級電路中采用模擬電路數(shù)字電路分開等多種方式來實現(xiàn)降低紋波提高音質(zhì)的目的。經(jīng)過專業(yè)的電源和音頻測試得出該設(shè)備的電路設(shè)計紋波非常小，音樂效果非常好，很好的解決了煤礦下易爆區(qū)域不能放在高保真音頻設(shè)備的問題。
權(quán)利要求1.一種礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，其特征在于，它包括CPU電路，CPU電路分別與網(wǎng)絡(luò)處理電路、SD卡電路、兩路音頻編解碼電路、音頻驅(qū)動電路以及用于供電的電源電路相連，兩路音頻編解碼電路經(jīng)過所述音頻驅(qū)動電路與至少一路音頻接口相連，所述SD卡電路與音頻編解碼電路直接相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，其特征在于，所述音頻接口為4路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，其特征在于，所述電源電路還與級聯(lián)設(shè)備電源接口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，其特征在于，所述SD卡電路與音頻編解碼電路通過SPI接口直接相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，其特征在于，所述CPU電路主板采用STM32F103為硬件基礎(chǔ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，其特征在于，所述兩路音頻編解碼電路采用兩路半雙工語音編解碼器。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用本安型網(wǎng)絡(luò)語音控制器，它包括CPU電路，CPU電路分別與網(wǎng)絡(luò)處理電路、SD卡電路、兩路音頻編解碼電路、音頻驅(qū)動電路以及用于供電的電源電路相連，兩路音頻編解碼電路經(jīng)過所述音頻驅(qū)動電路與至少一路音頻接口相連，所述SD卡電路與音頻編解碼電路直接相連。本實用新型涉及的礦用網(wǎng)絡(luò)語音控制器是煤礦井下數(shù)字廣播的一部分，數(shù)字廣播采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，信噪比高，傳輸距離遠(yuǎn)，具有傳統(tǒng)定壓廣播無法比擬的優(yōu)勢。適用于礦山井下人行道、停車場、休息室等場所。
文檔編號H04R27/00GK202443741SQ201220080880
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者付茂勇, 張二偉, 林憲旗, 郭少豐 申請人:濟(jì)南藍(lán)動激光技術(shù)有限公司