一种人防警报融合控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及人防警报技术领域，具体的说是一种人防警报融合控制装置。


背景技术：

2.目前的人防警报控制器，是通过无线专网或以太网专网组成一个通信网络，通过接收中央站发送的控制指令，从而控制各种警报音的播放。这种解决方案，组网形式单一，遇到通信中断，没有灾备通信链路，影响战时警报的正常鸣响；功能单一，只能实现警报音发放功能；且由于功能简单，一般使用单片机方案作为核心控制单元，无法做到多任务多线程同时处理，较难满足战时应急情况下的任务需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种人防警报融合控制装置，该人防警报融合控制装置支持多种组网方式，包括以太网、无线专网、dtu公网和北斗四种，遇到通信中断，有多条灾备通信链路，保证战时警报发放不受影响。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种人防警报融合控制装置，包括核心控制单元、警报控制通信单元、音频处理单元、以太网通信单元、电台通信单元、dtu通信单元、北斗通信单元、环境监测通信单元和远程控制单元；所述警报控制通信单元与核心控制单元连接，用于跟外部警报器设备进行通信连接；所述音频处理单元与核心控制单元连接，用于输入、输出或转发音频信号；所述以太网通信单元与核心控制单元连接，用于对外通过以太网进行有线通信连接；所述电台通信单元与核心控制单元连接，用于对外通过无线专网进行通信连接；所述dtu通信单元与核心控制单元连接，用于对外通过无线公网进行通信连接；所述北斗通信单元与核心控制单元连接，用于对外进行卫星通信连接；所述环境监测单元与核心控制单元连接，用于把采集到的现场环境参数送给核心控制单元；所述远程控制单元与核心控制单元连接，用于远程控制设备并检测设备控制是否成功。
6.进一步的，所述核心控制单元包括微处理器和连接于所述微处理器外围的存储器、内存、显示屏、按键板、usb烧录口、调试接口、rtc时钟、硬件看门狗、rmii接口、sai接口、uart接口、gpio接口。
7.进一步的，所述微处理器采用支持linux嵌入式操作系统的单核处理器；所述存储器具有512mb存储空间；所述内存采用ddr3双倍速率同步动态随机存储器；所述显示屏采用高分辨率彩色显示屏；所述按键板采用带背光显示的阵列键盘。
8.进一步的，所述警报控制通信单元具有rs232电平警报控制接口、rs232tll电平警报控制接口和并口警报控制接口，这三种通信接口与核心控制单元采用数字隔离方式进行通信。
9.进一步的，所述音频处理单元包括数模转换芯片、音频限幅、音频编解码器、音频开关、音频处理器芯片a、音频处理器芯片b；所述音频限幅的一输入端与音频输入接口连
接，音频限幅的另一输入端与运算放大器b和麦克风依次连接；所述数模转换芯片分别与音频限幅和音频编解码器连接；所述音频开关的输入端分别与数模转换芯片、音频处理器芯片a和音频处理器芯片b连接；所述音频开关的一输出端依次与运算放大器a、隔离变压器和音频输出接口连接，所述音频开关的另一输出端依次与音频功放芯片和喇叭连接。
10.进一步的，所述以太网通信单元包括依次相连的rj45接口、隔离变压器和phy芯片；所述phy芯片与核心控制单元连接。
11.进一步的，所述dtu通信单元包括依次相连的dtu数传模块和数字隔离芯片；所述数字隔离芯片与核心控制单元连接。
12.进一步的，所述北斗通信单元包括依次相连的北斗用户机和数字隔离芯片；所述数字隔离芯片与核心控制单元连接。
13.进一步的，所述环境监测通信单元采集到的现场环境参数包括噪声、水浸、温度、湿度和气体传感器。
14.采用上述技术方案后，本实用新型具有如下有益效果：支持多种组网方式，包括以太网、无线专网、dtu公网和北斗四种，遇到通信中断，有多条灾备通信链路，保证战时警报发放不受影响；它是一个融合的多功能警报控制器，可以实现警报发放、应急调度、应急广播、实时对讲、实时报时、安全宣讲、环境监测、门禁监测、联动控制等多种功能，满足战时智慧人防的实际需求。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为本实用新型的核心控制单元的结构框图；
17.图3为本实用新型的警报控制通信单元的结构框图；
18.图4为本实用新型的音频处理单元的结构框图；
19.图5为本实用新型的电台通信单元的结构框图；
20.图6为本实用新型的dtu通信单元的结构框图；
21.图7为本实用新型的北斗通信单元的结构框图；
22.图8为本实用新型的以太网通信单元的结构框图；
23.图9为本实用新型的远程控制单元的结构框图；
24.图10为本实用新型的环境监测通信单元的结构框图。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.请参阅图1至图10，一种人防警报融合控制装置，包括核心控制单元1、警报控制通信单元2、音频处理单元3、以太网通信单元4、电台通信单元5、dtu通信单元6、北斗通信单元7、环境监测通信单元8和远程控制单元9；所述警报控制通信单元2与核心控制单元1连接，用于跟外部警报器设备进行通信连接；所述音频处理单元3与核心控制单元1连接，用于输入、输出或转发音频信号；所述以太网通信单元4与核心控制单元1连接，用于对外通过以太
网进行有线通信连接；所述电台通信单元5与核心控制单元1连接，用于对外通过无线专网进行通信连接；所述dtu通信单元6与核心控制单元1连接，用于对外通过无线公网进行通信连接；所述北斗通信单元7与核心控制单元1连接，用于对外进行卫星通信连接；所述环境监测单元与核心控制单元1连接，用于把采集到的现场环境参数送给核心控制单元1；所述远程控制单元9与核心控制单元1连接，用于远程控制设备并检测设备控制是否成功。
27.如图2所示，所述核心控制单元1包括微处理器和连接于所述微处理器外围的存储器、内存、显示屏、按键板、usb烧录口、调试接口、rtc时钟、硬件看门狗、rmii接口、sai接口、uart接口、gpio接口。
28.如图2所示，所述微处理器采用支持linux嵌入式操作系统的单核处理器，具有运行频率高、功耗低、功能集成度高的特点，能满足多任务多线程处理能力；所述存储器具有512mb存储空间，用于存储警报控制器的程序和日常处理数据；所述内存采用ddr3双倍速率同步动态随机存储器，最高传输速率能达到1600mt/s，满足微处理器高速数据处理的需求；所述显示屏采用高分辨率彩色显示屏，与微处理器连接可以显示人防警报融合控制装置所有状态信息；所述按键板采用带背光显示的阵列键盘，满足人防警报融合控制装置文本、指令及数据的输入。
29.如图3所示，所述警报控制通信单元2具有rs232电平警报控制接口、rs232 tll电平警报控制接口和并口警报控制接口，这三种通信接口与核心控制单元1采用数字隔离方式进行通信，满足不同警报器接入的要求，人防警报融合控制装置的外部通信接口和环境监测都采用隔离电源供电，与核心控制单元1电气隔离，提高emc防护能力。
30.如图4所示，所述音频处理单元3包括数模转换芯片、音频限幅、音频编解码器、音频开关、音频处理器芯片a、音频处理器芯片b；所述音频限幅的一输入端与音频输入接口连接，音频限幅的另一输入端与运算放大器b和麦克风依次连接；所述数模转换芯片分别与音频限幅和音频编解码器连接；所述音频开关的输入端分别与数模转换芯片、音频处理器芯片a和音频处理器芯片b连接；所述音频开关的一输出端依次与运算放大器a、隔离变压器和音频输出接口连接，所述音频开关的另一输出端依次与音频功放芯片和喇叭连接；音频处理单元3的工作原理，如图4所示，分为音频输出原理和音频输入原理。音频输出采用3路分别处理3种不同音频，音频处理芯片a负责处理核心控制单元1产生的文本信息合成音频，音频处理芯片b负责处理核心控制单元1存储的音频文件，音频编解码器和数模转换芯片负责处理核心控制单元1转发的实时语音通话数据或语音广播数据。3路输出音频经过音频开关切换，控制音频由音频接口输出还是喇叭输出。音频开关输出的音频进过音频开关切换送给运算放大器a，经过音频隔离变压器进行阻抗匹配，由音频接口输出给外部警报器功放；音频开关输出的音频进过音频开关切换送给音频功放芯片，放大的音频由喇叭输出。音频输入采用麦克风输入或音频输入接口，麦克风输入满足有源和无源麦克风音频电平输入要求，麦克风输入的音频信号通过运算放大器b放大。放大的麦克风信号或者音频输入接口输入的音频都经过音频限幅，限幅后的音频信号经过模数转换芯片进行模数转换，转换完成的数字音频信号送给音频编解码器，编解码后的音频数据由核心控制单元1转发。
31.如图8所示，所述以太网通信单元4包括依次相连的rj45接口、隔离变压器和phy芯片；所述phy芯片与核心控制单元1连接；通过以太网接收警报控制指令，如图8所示，警报器作为客户端接收以太网专网内的警报控制指令数据，数据经过rj45接口和隔离变压器送到
phy芯片，然后送给核心控制单元1，由核心控制单元1识别处理后，通过警报控制通信单元2控制警报器鸣响警报，通过音频处理单元3输出警报音。环境监测通信单元8监测到外部警报鸣响成功送成功指令给核心控制单元1，警报控制通信单元2接收到警报器鸣响成功的指令给核心控制单元1，核心控制单元1判断鸣响成功后回示成功指令，成功指令送给phy芯片，经过隔离变压器和rj45接口送入以太网专网。
32.如图6所示，所述dtu通信单元6包括依次相连的dtu数传模块和数字隔离芯片；所述数字隔离芯片与核心控制单元1连接；通过dtu数传模块接收警报控制指令，如图6所示，dtu数传模块收到公网的无线信号，经解调输出串行警报控制指令，警报控制指令通过数字隔离芯片后送给核心控制单元1。由核心控制单元1识别处理后，通过警报控制通信单元2控制警报器鸣响警报，通过音频处理单元3输出警报音。环境监测通信单元8监测到外部警报鸣响成功送成功指令给核心控制单元1，警报控制通信单元2接收到警报器鸣响成功的指令给核心控制单元1，核心控制单元1判断鸣响成功后回示成功指令，成功指令经过数字隔离芯片送给dtu数传模块，dtu数传模块把回示指令数据调制到无线信号上，送入无线公网。
33.如图7所示，所述北斗通信单元7包括依次相连的北斗用户机和数字隔离芯片；所述数字隔离芯片与核心控制单元1连接。通过北斗接收警报控制指令，如图7所示，北斗用户机收到卫星信号，经解调输出串行警报控制指令，警报控制指令通过数字隔离芯片后送给核心控制单元1。由核心控制单元1识别处理后，通过警报控制通信单元2控制警报器鸣响警报，通过音频处理单元3输出警报音。环境监测通信单元8监测到外部警报鸣响成功送成功指令给核心控制单元1，警报控制通信单元2接收到警报器鸣响成功的指令给核心控制单元1，核心控制单元1判断鸣响成功后回示成功指令，成功指令经过数字隔离芯片送给北斗用户机，北斗用户机把回示指令数据调制到卫星频道上。
34.如图5所示，通过无线专网通信接收警报控制指令，数传电台接收到中央站发出的无线载波信号，无线载波信号下变频后送给调制解调器，调制解调器解调完成的警报指令数据，经过数字隔离后送给核心控制单元1，核心控制单元1识别处理后，通过警报控制通信单元2控制警报器鸣响警报，通过音频处理单元3输出警报音。环境监测通信单元8监测到外部警报鸣响成功送成功指令给核心控制单元1，警报控制通信单元2接收到警报器鸣响成功的指令给核心控制单元1，核心控制单元1判断鸣响成功后回示成功指令，成功指令送给调制解调器，经过调制解调器调制完成后，送给数传电台，数传电台把调制完成的信号上变频到无线载波上，由数传电台把无线信号发射给中央站接收。
35.如图8所示，通过以太网通信发放应急广播，由音频处理单元3产生的麦克风或音频输入接口输入音频数据信号，送给核心控制单元1；核心控制单元1把编码后的语音数据经过rmii接口送给phy芯片，由隔离变压器和rj45接入以太网。接入以太网内的中央站或者其它警报融合控制器收到警报融合控制器发出的语音数据，由音频处理单元3输出。
36.如图5所示，通过无线专网通信发放应急广播，由音频处理单元3产生的麦克风或音频输入接口输入音频数据信号，送给核心控制单元1；核心控制单元1把编码后的语音数据经过转发给调制解调器，经过调制解调器调制完成后，送给数传电台，数传电台把调制完成的信号上变频到无线载波上，由数传电台发射。专网内的中央站或者其它警报融合控制器由数传电台接收无线信号，接收后的无线信号下变频送给调制解调器，调制解调器解调完成的语音数据，经过数字隔离后送给核心控制单元1，然后由音频处理单元3输出。
37.如图5所示，通过无线专网通信实现实时语音对讲，由音频处理单元3产生的麦克风对讲信号，送给核心控制单元1；核心控制单元1把编码后的语音数据经过转发给调制解调器，经过调制解调器调制完成后，送给数传电台，数传电台把调制完成的信号上变频到无线载波上，由数传电台发射。专网内的中央站或者其它警报融合控制器由数传电台接收无线信号，接收后的无线信号下变频送给调制解调器，调制解调器解调完成的语音数据，经过数字隔离后送给核心控制单元1，然后由音频处理单元3控制内部喇叭输出。中央站或者其它警报融合控制器回复实时语音的过程与上述方法一样。
38.如图7和图8所示，通过北斗或以太网校时播放报时，警报融合控制器通过北斗或者以太网进行校时，整点或者半点时间，核心控制单元1准时播放存储器内部存储的报时音频文件，音频文件通过音频处理单元3输出给警报器。
39.通过以太网发布宣传视频，实时的音视频文件通过以太网传输给核心控制单元1，并存储在存储器内，核心控制单元1控制显示屏和音频处理单元3播放音视频文件。
40.如图1和图10所示，所述环境监测通信单元8采集到的现场环境参数包括噪声、水浸、温度、湿度和气体传感器(如甲烷，甲醛，氧气，一氧化碳，二氧化碳等)。噪声传感器采集警报音的分贝值，用于核心处理单元判断警报是否发放成功；水浸用于采集特殊环境场所警报融合控制器等设备是否浸水，可以与远程控制联动水泵排水；温度和湿度用于联动控制风机排风送风；气体传感器用于判断特殊环境下否存在有害气体，并在远程和本地进行声光报警，保障检修人员的人身安全。
41.如图9所示，远程控制单元9分为远程控制和远程控制检测，远程控制采用晶体管控制电路控制继电器线圈的通断，继电器触点外接风机水泵等设备的中间继电器线圈通断，从而控制风机水泵的开启和关闭。远程控制检测采用光电耦合器隔离，光电耦合器检测到风机水泵门禁等设备开启，控制晶体管检测电路，与检测电路连接的i/o口电平变化，核心控制单元1监测到该i/o电平变化后，判断风机水泵门禁开关状态。
42.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。