矿用语音耦合应急广播终端装置的制作方法

本实用新型属于矿井通讯技术领域，尤其是涉及一种矿用语音耦合应急广播终端装置。

背景技术：

煤矿开采过程中，井上与井下的通讯、广播、调度等直接影响到开采效率、秩序及安全性。目前使用的通信方式是基于PBX的程控电话机或者是基于VOIP系统的网络电话机。但是井下通常环境较为嘈杂、人员走动性较大，井上的电话往往不能够被及时接听或者接听后找不到所要联系的人员。而且井下如遇突发状况，而相关人员离电话机较远时也不能及时与井上建立通话。另外井上人员也不能通过传统电话机直接对井下整个皮带或工作面进行全面广播，只能是一级级向下传达。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种矿用语音耦合应急广播终端装置，以解决井上与井下通讯不便利的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种矿用语音耦合应急广播终端装置，包括音频耦合转换模块以及分别与所述音频耦合转换模块连接的自动话机模块、警示模块、音频延时切换模块；所述自动话机模块和所述警示模块还分别连接有所述音频延时切换模块；所述自动话机模块和所述音频耦合转换模块通过电话线路连接位于井上的多路本安耦合器，所述多路本安耦合器连接位于井上的程控交换机；所述音频耦合转换模块通过音频线连接位于井下的扩音电话；所述音频线还连接所述音频延时切换模块。

进一步的，所述音频耦合转换模块包括MCU单元、手动切换单元、DTMF单元、振铃信号检测单元、全/半双工音频转换单元、特定频率检测单元、音频隔离耦合单元；所述MCU单元分别连接所述手动切换单元、DTMF单元、振铃信号检测单元、全/半双工音频转换单元、特定频率检测单元，所述全/半双工音频转换单元以及所述特定频率检测单元还分别连接有音频隔离耦合单元；所述DTMF单元、振铃信号检测单元分别连接所述电话线路；所述自动话机模块、音频延时切换模块、警示模块分别与所述MCU单元连接；所述音频隔离耦合单元通过所述音频线连接所述扩音电话。

进一步的，所述手动切换单元包括独立按键，所述独立按键连接所述MCU单元；所述DTMF单元由MT8880芯片构成；所述振铃信号检测单元是由整流电路、滤波电路、稳压电路以及光耦构成的电路，用于将交流信号转换为方波信号用于将交流信号转换为方波信号；所述全/半双工音频转换单元包括音频切换电路，用于半双工与全双工之间的转换；所述特定频率检测单元包括整形电路，整形后由MCU检测频率为700Hz的方波信号；所述音频耦合单元包括音频耦合变压器。

进一步的，所述音频延时切换模块包括继电器延时电路。

进一步的，所述自动话机模块包括主控板以及与所述主控板连接的OLED屏、拨号键盘、手柄、扬声器。

进一步的，还包括可充电电池，当井下断电或因故障、事故等意外导致无法提供电源时，所述可充电电池为本装置提供电能。

进一步的，所述警示模块包括警示灯。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种矿用语音耦合应急广播终端装置具有以下优势：

(1)本实用新型将现有的井上程控交换机与井下半双工的通讯沿线扩音电话两个相互独立的系统有效的结合到了一起，无需再铺设新系统，节省了原材料，提高了设备利用率。这样提高了煤矿开采过程中井上与井下通信的及时性以及覆盖的广泛性，也是煤矿高效、安全的生产必备条件。

(2)本实用新型包括OLED屏、扬声器以及警示灯。其中OLED屏用于来电显示和拨号号码显示，避免了在井下灯光较暗环境中错误拨号，也能够在来电时提前知道主叫机主；扬声器的扩音声强最高可达95dB，不影响附近忙碌的工人手头工作；闪烁的警示灯在井下黑暗环境中100米范围内清晰可见，使得在井下嘈杂的环境中附近工人更容易发现是否有来电。

(3)本实用新型包括可充电电池，当井下断电或因故障、事故等意外导致沿线无法提供电源时，本实用新型和实用新型仍能够正常使用，为井下及时通讯和应急救援等提供了便利条件。

(4)本实用新型包括沿线手动切换功能、沿线自动接听功能、沿线一键拨号功能、沿线自动挂机功能、沿线自动接听次数和沿线自动接听的振铃次数和一键拨号号码可远程设置功能，有效的提高了通讯效率和设备利用率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述音频耦合转换模块连接示意图；

图3为本实用新型实施例系统应用图；

图4为本实用新型实施例所述振铃信号检测单元的电路图；

图5为本实用新型实施例所述全/半双工音频转换单元的原理框图；

图6为本实用新型实施例所述自动话机模块的结构图；

图7为本实用新型实施例所述音频延时切换模块的电路图；

附图标记说明：

1-音频耦合转换模块；2-警示模块；3-音频延时切换模块；4-自动话机模块；5-多路本安耦合器；6-程控交换机；7-座机电话；8-矿用本安电话机；9-扩音电话；10-通讯控制器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1、2所示，一种矿用语音耦合应急广播终端装置，包括音频耦合转换模块1以及分别与音频耦合转换模块1连接的警示模块2、音频延时切换模块3、自动话机模块4，自动话机模块4和警示模块2还分别连接音频延时切换模块3。音频耦合转换模块1包括MCU单元、手动切换单元、DTMF单元、振铃信号检测单元、全/半双工音频转换单元、特定频率检测单元、音频隔离耦合单元；所述MCU单元分别连接所述手动切换单元、DTMF单元、振铃信号检测单元、全/半双工音频转换单元、特定频率检测单元，所述全/半双工音频转换单元以及所述特定频率检测单元还分别连接有音频隔离耦合单元。自动话机模块4、音频延时切换模块3、警示模块2分别与所述MCU单元连接。

本实用新型于井下应用时，所述DTMF单元、所述振铃信号检测单元、自动话机模块4都连接电话线路，如图3所示，所述电话线路连接位于井上的多路本安耦合器5，多路本安耦合器5通过电话线连接位于井上的程控交换机6，程控交换机6连接井上的多个座机电话7，多路本安耦合器还连接有位于井下的矿用本安电话机8；所述音频隔离耦合单元通过音频线连接若干个扩音电话9，所述音频线还连接音频延时切换模块3，最后一台扩音电话9还连接有通讯控制器10，用于对扩音电话9的状态的控制及显示，具体的，通讯控制器10为KTC101-Z矿用隔爆兼本质安全型控制器。

所述手动切换单元包括独立按键，按键按下后，MCU单元将来电音频信号切换到半双工的井下扩音电话的音频线上。

所述DTMF单元是由MT8880芯片构成的电路。

所述振铃信号检测单元的电路图如图4所示，TEL_A、TEL_B为交流的振铃信号输入，经过整流、滤波、稳压后最终变为直流电压信号控制光耦P1开关，从而在光偶的BELL_CHECK脚形成方波信号，这样每次振铃信号便转换成了一个方波信号供MCU检测，MCU通过检测方波个数便可以识别振铃次数。

所述全/半双工音频转换单元的原理框图如图5所示，全/半双工音频转换单元包括音频切换电路，所述音频切换电路通MCU的I/O口连接到MCU,MCU通过检测音频信号是否超过设定的阈值判断是否有人说话，有人说话时则通过通过音频切换电路把音频耦合到全双工的Speaker上，无人说话时则默认音频耦合到全双工的MIC上。

所述特定频率检测单元包括整形电路，整形后由MCU检测频率为700Hz的方波信号。

所述音频隔离耦合单元包括音频耦合变压器，通过音频耦合变压器达到音频的隔离和耦合的功能。

如图6所示，自动话机模块4包括主控板以及分别与主控板连接的OLED屏、拨号键盘、手柄、扬声器，所述OLED屏用于显示来电号码以及拨号号码，避免了在灯光较暗环境中的错误拨号，同时，能够在来电时提前知道主叫号码。

图7为音频延时切换模块3的电路图，应用RC延时电路，通过mos管G1控制电子继电器RL1的吸合与断开，从而使得音频线在音频1和音频2之间切换，达到了扬声器在来电时的振铃声功能和扩音电话功能复用的作用。当有来电时，扬声器发出振铃声音，当井上的座机电话与井下的扩音电话建立通话时，音频延时切换模块将扬声器音频切换到沿线音频上使其成为沿线扩音电话的一部分。

所述警示模块2连接MCU单元，包括警示灯，当井上的座机电话来电时，警示灯闪烁，接通后警示灯保持点亮，挂断后警示灯灭掉，同时，当井上的座机电话来电时，自动话机模块中的扬声器发出的振铃声也可以起到警示作用。扬声器声强最高可达95dB，不影响附近忙碌的工作人员的手头工作，闪烁的警示灯在井下黑暗环境中100米范围可见，使得在井下嘈杂的环境中附近工作人员更容易发现是否有来电。

另外，所述一种矿用语音耦合应急广播终端装置设置有可充电电池，当井下断电或因故障、事故等意外导致沿线无法提供电源时，本装置仍能够正常使用。

所述一种矿用语音耦合应急广播终端装置包括如下功能：

沿线手动切换功能：当井上的座机电话与自动话机模块建立通话后，按下手动切换单元的独立按键，MCU单元通过控制全/半双工音频转换单元以及音频隔离耦合单元，实现井上的座机电话与井下的扩音电话建立通话。

沿线自动接听功能：当座机电话来电时，电话线上产生交流的振铃信号，振铃信号检测单元将所述的交流的振铃信号转换为方波信号输送给MCU单元，MCU单元通过检测方波个数判断振铃次数，当振铃次数达到设定次数仍无人接听时，实现井上的座机电话自动与井下的扩音电话建立通过的功能。

沿线一键拨号功能：井下的扩音电话包括“预警”按钮，按下“预警”按钮持续2秒时，实现一键拨号功能。按下“预警”按钮时，音频线上将产生特定频率的方波，特定频率检测单元通过检测到该特定频率的方波时，将信号输送至MCU单元，当特定频率检测单元检测到持续预警达到2秒时，MCU单元设置DTMF单元为DTMF发送模式，实现自动播出预存号码，从而实现井下的扩音电话直接与井上的座机电话建立通话的功能。

沿线自动挂机功能：当井上的座机电话与井下的扩音电话通话完毕并主动挂机后，DTMF单元检测到忙音信号时，将信号输送至MCU单元，实现自动挂机，保证下次通话时不受影响。

沿线自动接听的振铃次数和一键拨号号码可远程设置功能：当座机电话来电时，MCU单元设置DTMF单元为DTMF接收模式，此时可以由座机电话远程设置自动接听的振铃次数和一键拨号号码，并存储至MCU单元。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。