专利名称：具有一键对讲功能的煤矿井下通信手机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种煤矿井下通信手机。
背景技术：
煤矿生产作业主要在井下工作面，工作环境差，巷道分布密，不
安全因素多，人员、设备流动性大，多工种联合作业；这种作业条件 下，要求井下通信终端传输必须及时、准确。当前，煤矿井下通信终 端不在少数，但只能实现一对一的通信，井下工作人员之间缺乏性能 稳定、操作简单的语音对讲系统，使得多个工作人员之间不能同时进 行信息沟通和交流，不能很好地协调工作，降低工作效率。 一旦发生 煤矿事故，发生地也只能将情况反馈给井上指挥人员，但却不能在第 一时间通知所有的工作人员撤离或者做好安全防范措施，这样的通信 终端设备根本不能起到任何救援作用。 发明内容
为了克服现有的煤矿井下通信手机的对讲功能较弱、不具有一键 对讲功能的不足,本实用新型提供一种增强对讲功能、具备一键对讲功 能的煤矿井下通信手机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种具有一键对讲功能的煤矿井下通信手机，包括外壳、用以给 系统提供电源的电源管理模块、用于实现通信功能的中央控制模块、 用于通过无线射频技术将数据发出或接收射频信号的无线通信模块、 用于控制耳麦的语音数据的语音处理模块和用于实现数字/字母按键的按键矩阵模块，所述电源管理模块与中央控制模块连接，所述中央 控制模块与无线通信模块、语音处理模块和按键矩阵模块连接，所述 无线通信模块连接天线，所述按键矩阵模块还包括对讲键、用于当对 讲键被按下后触发对讲电路的启动电路和用于当接收到触发信号将对 讲信号发送到中央控制模块的对讲电路；所述中央控制模块包括用 于收到对讲信号后，通过无线通信模块发出呼叫请求消息的呼叫请求 发出单元；用于收到服务器的响应回复后，向所在对讲组的其他IP组 播地址发出呼叫开始的消息的组播呼叫单元；用于当收到其中之一 的 其他IP组播地址的提示信息，通过语音处理模块采集语音数据，通过 无线通信模块向其他IP组播地址发出的组播对讲单元；所述对讲键连
接所述启动电路，所述启动电路连接所述对讲电路，所述对讲电路连 接所述中央控制模块。
本实用新型的技术构思为该煤矿井下通信手机包括有外壳；在
外壳内设有电路板，采用锂电池供电，电池通过电源管理模块和主板 上其它模块相连，按键模块和中央控制模块相连，中央控制模块与无 线通信模块相连，无线通信模块连接有天线，语音处理模块和中央控 制模块相连。
在通信手机中，除了能与目前市面上所推出的一般井下移动通信 手机一样能实现基本的通话、短信等功能外，有机地结合了按键矩阵 模块电路，利用新设计定义的对讲键将对讲请求发送给服务器，得到 服务器的确认后，将数据发送给其他群组，将实现一键对讲。
在平时井下工作中，工作人员之间只需通过对讲键进 信息知会 和沟通，即便出现险情，也能在第一时间同时了解突发状况，及时开 展抢险工作，可将损失降低到最小程度。所以把一键对讲与通信终端技术结合起来，非常有用并且具有非常重大的现实意义。
本实用新型的有益效果主要表现在1、增强对讲功能、具备一键 对讲功能；2、信息及时沟通与交流；3、便于及时展开抢险工作。
图1是本实用新型一个实施例的电路模块框图及天线示意图。
图2是电源管理及充电模块的原理框图。 图3是中央控制模块的原理框图。 图4是无线通信模块的原理框图。 图5是语音处理模块的原理框图。 图6是一键对讲功能的实现系统的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图l一图6， 一种具有一键对讲功能的煤矿井下通信手机，包 括外壳、用以给系统提供电源的电源管理模块、用于实现通信功能的 中央控制模块、用于通过无线射频技术将数据发出或接收射频信号的 无线通信模块、用于控制耳麦的语音数据的语音处理模块和用于实现 数字/字母按键的按键矩阵模块，所述电源管理模块与中央控制模块连 接，所述中央控制模块与无线通信模块、语音处理模块和按键矩阵模 块连接，所述无线通信模块连接天线，所述按键矩阵模块还包括对讲 键、用于当对讲键被按下后触发对讲电路的启动电路和用于当接收到 触发信号将对讲信号发送到中央控制模块的对讲电路；所述中央控制 模块包括用于收到对讲信号后，通过无线通信模块发出呼叫请求消 息的呼叫请求发出单元；用于收到服务器的响应回复后，向所在对讲组的其他IP组播地址发出呼叫开始的消息的组播呼叫单元；用于当收
到其中之一的其他IP组播地址的提示信息，通过语音处理模块采集语
音数据，通过无线通信模块向其他IP组播地址发出的组播对讲单元；
所述对讲键连接所述启动电路，所述启动电路连接所述对讲电路，所
述对讲电路连接所述中央控制模块。
结合图1，本实用新型具有一键对讲功能的煤矿井下移动通信终
端，在外壳内设有电路板，采用锂电池供电，电池通过电源管理模块
和主板上其它模块相连，按键模块和中央控制模块相连，中央控制模
块与无线通信模块相连，无线通信模块连接有天线，语音处理模块和
中央控制模块相连。
结合图2至图6，电源管理模块由电源管理芯片、LDO芯片和
DC/DC芯片组成。电源通过保险丝F400和限流电阻与电源管理模块
相连，并且通过电源芯片IC400, U400， U401和U402变换成系统所
需要的供电电压。常按开机键S621维持至少1秒钟，S621在触发后，
电源管理芯片IC400开始工作，并立即使能LDO芯片U401， LDO芯
片U401开始输出，电源管理芯片IC400同时给中央控制芯片U200
提供复位信号，随后中央控制芯片U200开始启动，并反馈信号给电
源管理芯片IC400表示输出电压没有问题，电源管理芯片IC400收到
反馈信号后正常工作。若电源管理芯片IC400不能收到中央控制芯片
U200的反馈信号，则电源管理芯片IC400随即切断所有供电。在电源
管理芯片IC400和LDO芯片U401打开后，系统其它模块等待中央控
制模块的命令，中央控制芯片U200根据系统安排依次打开电源管理
芯片IC400其它支路、LDO芯片U400和DC/DC芯片U402。电源通
过电阻连到中央控制芯片U200的ADC管脚上，作为电源检测，如电源的电压波动范围不在系统设定的范围之内，则中央控制芯片U200 会通知电源管理芯片IC400强行关机。在系统正常运行过程中，若常 按开机键S621位置至少2秒钟，电源管理芯片IC400则产生关机中 断送给中央控制芯片U200，中央控制芯片U200在做好准备工作后， 通知电源管理芯片IC400关机。
中央控制主芯片U200是一款32位的ARM处理器，它是整个系 统的控制中心，可以通过24根地址线和32位数据线以及SPI， IIC， UART等接口和外围模块进行数据交换和控制。在本实用新型中，中 央控制模块通过并行接口以总线的方式控制语音处理模块，以SPI接 口和无线通信模块进行数据交互，和电源管理模块通信则通过IIC的 方式进行。按键和其它电路则通过中断和GPIO 口来实施控制和数据 交互。由于自身具有A/D转换接口，所以可以对电源进行检测。
在无线通信模块电路中，主芯片U100是一款无线射频模块，支 持IEEE802.11b和IEEE802.11g。 IEEE802.il标准是符合正EE规范的 国际标准，它工作于2.4GHz免授权频段，支持13个最大速率54Mbps 的信道。无线通信主芯片U100由于集成了收发器和功放，供电电压 较多且有时序要求，电源管理芯片IC400， LDO芯片U400和DC/DC 芯片U402分别对无线通信主芯片U100供电，通过电源管理芯片 IC400和中央控制芯片U200对它们进行分别控制以满足上电时序的 要求。对无线通信主芯片U100上电完成后，要提供复位信号，其内 部上电完成会提供高电平，该电平经过与门U101做个延时后供给， 无线通信主芯片U100在收到复位信号后完成上电和启动，开始和中 央控制芯片U200通过SPI接口进行数据交互，无线通信主芯片U100 被成功配置之后处于收发或待机状态。在发射状态下，中央控制芯片U200将要发送的数据或每隔20ms从语音处理模块那里接收语音包， 通过SPI接口传输给无线通信主芯片U100，无线通信主芯片U100内 部进行编码调制，经过内部射频放大器放大，外部匹配电路和滤波器 F100后由天线AN100发射出去。接收时，射频信号经过滤波器FIOO， 匹配电路送至无线通信主芯片U100进行信号处理，得到数字信号， 再由SPI接口送给中央控制芯片U200，中央控制芯片U200根据数据 内容，或发送给语音处理模块，或做其它处理。
在语音处理模块电路中，设有音频编解码芯片U500，音频转换芯 片U503和音频放大芯片U501。音频编解码芯片U500是一款支持 g.711和g.729编解码的芯片，语音处理模块通过它与中央控制模块进 行数据传输和控制。在发送语音过程中，语音数据从音频转换芯片 U503进入后，经过其内部的转换处理后进入音频编解码芯片U500， 音频编解码芯片U500将接收到的模拟信号做A/D转换变成数字信号， 对其进行g.711或g.729编码通过16位并口传输到中央控制芯片 U200，中央控制芯片U200将数据通过SPI接口传输到无线通信主芯 片UIOO，无线通信主芯片U100把接收到的数据编解码调制后通过天 线AN100发射出去。在语音接收过程中，天线将接收到电磁波通过无 线通信主芯片U100和中央控制芯片U200的解调转换得到数字信号并 传输到音频编解码芯片U500，音频编解码芯片U500根据编码格式进 行解码，并且D/A转换，送到音频放大芯片U501。被音频放大芯片 U501放大后的信号就可以送到扬声器SPK500。结合中央控制模块和 无线通信模块，这三个模块构成一个完整的信号回路，实现802.11通 信模式下，语音通信功能。
在按键矩阵模块电路中，除了正常数字功能键以外，还额外设计一个对讲键S620。对讲键是为适应煤矿工作环境而在本实用新型专门 开发的。当没有任何按键按下时，中断信号KEY—INT—直处于高电 平状态。当长按对讲键S620时，矩阵中断电路的对讲线路上的二极 管导通，使中断管脚KEY—INT变成低电平，产生中断，中断处理模 块检测到对讲事件的发生，将该中断发送到中央控制模块，中央控制 模块将立即产生呼叫请求消息通过无线通信模块无线连接到基站 /AP，发送给服务器。服务器收到呼叫请求消息，判断该对讲组的状 态，如果该对讲组的状态处于空闲状态，即此时对讲组内没有对讲呼 叫存在或者没有对讲请求存在，服务器回复呼叫请求成功的响应消息， 同时服务器将该对讲组的状态设置为活动状态。如果该对讲组的状态 是活动状态，则服务器回复呼叫请求不成功的响应消息。中央控制模 块收到服务器的响应回复，如果是成功的响应回复，该终端得到该对 讲组的"发言权"。中央控制模块向该对讲组的IP组播地址上(即其他 注册在该对讲组上的终端)发送呼叫开始的消息。主叫终端的状态进 入到呼叫活动状态。主叫终端发出提示音，告知呼叫发起者可以发言。 中央控制模块通过语音处理模块采集语音数据，通过无线通信模块， WiFi无线局域网向该对讲组的IP组播地址上传输。当对讲完毕，呼 叫发起者释放对讲键，矩阵中断电路的对讲线路上的二极管截止，使 中断管脚KEY—INT变成高电平，产生中断，中断处理模块检测到对 讲事件的完成，将该中断发送到中央控制模块，中央控制模块将产生 呼叫释放消息通过无线通信模块无线连接到基站/AP，发送给服务器。 服务器将发送呼叫释放消息到对讲组的IP组播地址。其他终端主叫 时，此终端处于被叫状态，通过基站/AP、无线通信模块、中央控制 模块接收语音数据到语音处理模块，以此来完成一键对讲。
权利要求1、一种具有一键对讲功能的煤矿井下通信手机，包括外壳、用以给系统提供电源的电源管理模块、用于实现通信功能的中央控制模块、用于通过无线射频技术将数据发出或接收射频信号的无线通信模块、用于控制耳麦的语音数据的语音处理模块和用于实现数字/字母按键的按键矩阵模块，所述电源管理模块与中央控制模块连接，所述中央控制模块与无线通信模块、语音处理模块和按键矩阵模块连接，所述无线通信模块连接天线，其特征在于所述按键矩阵模块还包括对讲键、用于当对讲键被按下后触发对讲电路的启动电路和用于当接收到触发信号将对讲信号发送到中央控制模块的对讲电路；所述中央控制模块包括用于收到对讲信号后，通过无线通信模块发出呼叫请求消息的呼叫请求发出单元；用于收到服务器的响应回复后，向所在对讲组的其他IP组播地址发出呼叫开始的消息的组播呼叫单元；用于当收到其中之一的其他IP组播地址的提示信息，通过语音处理模块采集语音数据，通过无线通信模块向其他IP组播地址发出的组播对讲单元；所述对讲键连接所述启动电路，所述启动电路连接所述对讲电路，所述对讲电路连接所述中央控制模块。
专利摘要一种具有一键对讲功能的煤矿井下通信手机，包括外壳、用以给系统提供电源的电源管理模块、用于实现通信功能的中央控制模块、用于通过无线射频技术将数据发出或接收射频信号的无线通信模块、用于控制耳麦的语音数据的语音处理模块和用于实现数字/字母按键的按键矩阵模块，按键矩阵模块还包括对讲键、用于当对讲键被按下后触发对讲电路的启动电路和用于当接收到触发信号将对讲信号发送到中央控制模块的对讲电路；中央控制模块包括呼叫请求发出单元、组播呼叫单元和组播对讲单元；对讲键连接启动电路，启动电路连接对讲电路，对讲电路连接中央控制模块。本实用新型能增强对讲功能、具备一键对讲功能。
文档编号H04M1/725GK201374816SQ200920112969
公开日2009年12月30日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者包建义, 钦 李, 赵明高, 雯 郑, 钱克勤 申请人:杭州绿宇通信技术有限公司