具有外部通话功能的应急通信主机电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于应急通信设备技术领域，尤其是涉及一种具有外部通话功能的应急通信主机电路。
【背景技术】
[0002]随着国家经济的迅速发展，劳动密集型工矿企业、工业厂房的建设数量增多，城市人口密度急剧上升，高层住宅不断增加，矿井、隧道、厂房、高层建筑、井道、密闭空间内的应急通信设备成为被困者生命的最后一道防线，因此应急通信设备的性能和使用对挽救生命尤为重要。
[0003]现有市场上成熟使用的应急通信设备通常为直按式对讲系统，用电线或者光缆作为通讯传导，布线方式有架空、地下、水底电缆及光缆等。其由应急通信主机和应急通信分机(每一个通信点装置一台)构成一个多局通话系统。应急通信主机上每个通信点设置一个呼叫按键，每个按键通过呼叫线与相对应的通信点连接，直接按该呼叫键即可直接呼叫该点，主要实现了内部通话的功能，直观好用，但是，还存在以下缺陷和不足:
[0004]1、该类应急通信连接系统，除了送话线、受话线、开锁线、地线四根共用线外，每个通信点需要一根呼叫连接线，布线繁杂，属封闭布线不能融入小区综合网；如果呼叫地点距离长、监控点数多，则布线施工难度更大，铺线施工周期长，外拨公话需要交换设备，线路维护费用高；
[0005]2、传输距离受限，长距离通信信号衰减严重；
[0006]3、值班室人员必须做到24小时值守，无法实现24小时紧急呼叫，且服务成本高；
[0007]4、没有短信报警功能，做不到多方式可靠性报警；
[0008]5、抗干扰能力差，在有外界干扰时，通话质量会变的不清晰，无法满足用户的需求；
[0009]6、产品可扩展性差，一旦系统组建好，则各方应急通信主机与各方通信点的位置就无法更改，为后续地点变通而改造线路造成了很大的成本隐患，而且由于技术上的原因，产品升级或扩展有较大的局限性。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有外部通话功能的应急通信主机电路，其结构简单，设计合理，实现方便，语音响应速度快，能够实现长距离通信，通话质量高，工作可靠性高，构成的应急通信主机能够实现24小时紧急呼叫，实用性强，便于推广使用。
[0011]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种具有外部通话功能的应急通信主机电路，其特征在于:包括电源电路、主机内外部通话电路和对讲手柄通话电路，所述电源电路包括充电电池和用于将220V交流电转换为+4.9V电压的隔离式单端反激开关电源降压电路，以及用于选择220V交流电供电或充电电池供电并输出+4.2V电压的电源切换电路，所述隔离式单端反激开关电源降压电路和充电电池均与电源切换电路相接，所述隔离式单端反激开关电源降压电路的输出端接有与充电电池相接的电池充电电路，所述电池上接有用于对充电电池进行过充电保护、过放电保护、过流保护、短路保护和高温保护的电池保护电路，所述充电电池的输出端接有电池电压检测电路，所述电源切换电路的输出端接有电源指示电路和用于将+4.2V电压转换为+12V电压的非隔离式开关电源升压电路，所述非隔离式开关电源升压电路的输出分两路，一路接有用于将+12V电压转换为+5V电压的线性稳压电路，另一路接有用于控制+12V电压输出给应急通信分机的分机电压供给控制电路；
[0012]所述主机内外部通话电路包括GSM模块以及与所述GSM模块相接的SM卡座、GSM天线、看门狗电路、复位电路和语音信号处理电路，所述电池电压检测电路的输出端与GSM模块的输入端相接，所述GSM模块的输入端还接有呼救信号检测电路和手柄挂机检测按钮电路，所述手柄挂机检测按钮电路与对讲手柄通话电路连接，所述电池充电电路和分机电压供给控制电路均与GSM模块的输出端相接，所述GSM模块的输出端还接有蜂鸣器电路、电池电量低指示电路和GSM网络信号指示电路，所述语音信号处理电路包括输出语音调理电路、输入语音调理电路和消侧音电路，所述输出语音调理电路包括依次相接的输出语音隔离滤波电路、输出音频阻容耦合滤波电路和输出音频放大电路，所述输出语音隔离滤波电路与GSM模块的输出端相接，所述输出音频放大电路的输出端与消侧音电路相接，所述输入语音调理电路包括依次相接的输入语音阻容耦合滤波电路、输入语音放大滤波电路、输入语音输出缓冲电路和输入语音隔离滤波电路，所述输入语音阻容耦合滤波电路的输入端与消侧音电路相接，所述输入语音隔离滤波电路的输出端与GSM模块的输入端相接。
[0013]上述的具有外部通话功能的应急通信主机电路，其特征在于:所述GSM模块为GSM模块⑶900Q，所述GSM模块⑶900Q的第I引脚通过电阻R75接地，所述GSM模块⑶900Q的第7引脚通过电阻R66与GSM模块⑶900Q的第15引脚相接，所述GSM模块⑶900Q的第15引脚通过并联的非极性电容C62和非极性电容C63接地，所述GSM模块GU900Q的第34引脚通过电阻R79与GSM模块⑶900Q的第15引脚相接，所述GSM模块⑶900Q的第35引脚通过电阻R78接地，所述GSM模块⑶900Q的第26引脚通过非极性电容C61接地，所述GSM模块GU900Q的第55?57引脚均与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，且通过并联的非极性电容C58、非极性电容C59、极性电容C60和电阻R58接地。
[0014]上述的具有外部通话功能的应急通信主机电路，其特征在于:所述隔离式单端反激开关电源降压电路包括具有两个引脚且用于连接220V交流电的电源接线端子J9、芯片VIPER22AS-E、光耦隔离芯片JC817、三端稳压芯片CYT431A、整流器DZ、具有一个初级线圈和两个次级线圈的变压器T4、快速恢复二极管D24、整流二极管D29、极性电容C66和肖特基二极管D25，所述变压器T4的初级线圈的一端与整流器DZ的正极电压输出端和极性电容C66的正极相接，且通过并联的电阻R84和非极性电容C67与快速恢复二极管D24的阴极相接，所述整流器DZ的一个交流输入端与电源接线端子J9的第I引脚相接，所述整流器DZ的另一个交流输入端通过保险丝Fl与电源接线端子J9的第2引脚相接，所述整流器DZ的负极电压输出端和极性电容C66的负极均接地；所述芯片VIPER22AS-E的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚均与快速恢复二极管D24的阳极和变压器T4的初级线圈的另一端相接，所述芯片VIPER22AS-E的第I引脚和第2引脚均接地，所述芯片VIPER22AS-E的第3引脚与芯片JC817的第3引脚相接，且通过非极性电容C76接地，所述芯片VIPER22AS-E的第4引脚通过电阻R92与整流二极管D29的阴极相接，且通过电阻R93与芯片JC817的第4引脚相接，且通过非极性电容C77接地，所述整流二极管D29的阳极与所述变压器T4的一个次级线圈的一端相接，所述变压器T4的一个次级线圈的另一端接地；所述芯片JC817的第I引脚通过电阻R91与肖特基二极管D25的阴极相接，且通过电阻R94与芯片JC817的第2引脚和三端稳压芯片CYT431A的负极接线端相接，所述三端稳压芯片CYT431A的正极接线端接地，所述三端稳压芯片CYT431A的电压参考端通过电阻R95与肖特基二极管D25的阴极相接，且通过电阻R97接地，所述肖特基二极管D25的阳极与变压器T4的另一个次级线圈的一端相接，且通过串联的电阻R87和非极性电容C68与肖特基二极管D25的阴极相接，所述变压器T4的另一个次级线圈的另一端接地，所述肖特基二极管D25的阴极为隔离式单端反激开关电源降压电路的+4.9V电压输出端，且通过极性电容C70接地；
[0015]所述电源切换电路包括PMOS管Q14、整流二极管D26和快恢复二极管D35，所述PMOS管Q14的栅极和整流二极管D26的阳极均与隔离式单端反激开关电源降压电路的+4.9V电压输出端相接，所述PMOS管Q14的漏极和快恢复二极管D35的阳极均与充电电池的正极相接，所述PMOS管Q14的源极和快恢复二极管D35的阴极均与整流二极管D26的阴极相接且为电源切换电路的+4.2V电压输出端；
[0016]所述电源指示电路包括发光二极管D2和电阻R9，所述发光二极管D2的阳极通过电阻R9与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述发光二极管D2的阴极接地；
[0017]所述非隔尚式Boost升压电路包括开关电源芯片MC34063A、肖特基二极管D34和极性电容C87，所述开关电源芯片MC34063A的第8引脚通过串联的电阻R103和电阻R104与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述开关电源芯片MC34063A的第6引脚与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述开关电源芯片MC34063A的第7引脚与电阻R103和电阻R104的连接端相接，且通过电感LlO与开关电源芯片MC34063A的第I引脚和肖特基二极管D34的阳极相接，所述肖特基二极管D34的阴极为非隔离式Boost升压电路的+12V电压输出端且与极性电容C87的正极相接，所述极性电容C87的负极接地，所述开关电源芯片MC34063A的第5引脚通过电阻R108接地，且通过电阻R107与肖特基二极管D34的阴极相接，所述开关电源芯片MC34063A的第3引脚通过非极性电容C81接地；
[0018]所述线性稳压电路包括稳压芯片LM7805，所述稳压芯片LM7805的第I引脚与非隔离式Boost升压电路的+12V电压输出端相接，且通过非极性电容C83接地；所述稳压芯片LM7805的第2引脚接地，所述稳压芯片LM7805的第3引脚为线性稳压电路的+5V电压输出端，且通过非极性电容C86接地；
[0019]所述分机电压供给控制电路包括三极管Q1、三极管Q17和三极管Q28，以及用于进行呼叫信号指示的发光二极管Dl ;所述三极管Ql的基极通过电阻RlO与GSM模块⑶900Q的第7引脚相接，且通过非极性电容C3接地，所述三极管Ql的发射极接地，所述三极管Ql的集电极通过电阻R68与三极管Q17的基极和三极管Q28的集电极相接，且通过电阻R8与发光二极管Dl的阴极相接；所述三极管Q17的发射极和三极管Q28的基极均通过电阻R325与非隔尚式开关电源升压电路的+12V电压输出端相接，所述发光二极管Dl与非隔尚式开关电源升压电路的+12V电压输出端相接，所述三极管Q17的集电极为分机电压供给控制电路的+12V电压输出端。
[0020]上述的具有外部通话功能的应急通信主机电路，其特征在于:所述充电电池为锂电池BTl，所述电池电压检测电路包括电阻R99和电阻R100，所述电阻R99的一端和电阻RlOO的一端均与GSM模块⑶900Q的第25引脚相接，所述电阻R99的另一端与锂电池BTl的正极相接，所述电阻RlOO的另一端接地；
[0021 ] 所述电池充电电路包括三极管Q15、三极管Q16和整流二极管D33，所述三极管Q16的基极通过电阻R102与GSM模块⑶900Q的第41引脚相接，所述三极管Q16的发射极接地，所述三极管Q15的基极通过电阻RlOl与三极管Q16的集电极相接，所述三极管Q15的发射极与隔离式单端反激开关电源降压电路的+4.9V电压输出端相接，所述三极管Q15的集电极与整流二极管D33的阳极相接，所述整流二极管D33的阴极通过电阻R98与锂电池BTl的正极相接；
[0022]所述电池保护电路包括锂电池保护芯片DW0UNM0S管Q15和NMOS管Q16，所述锂电池保护芯片DWOl的第5引脚通过电阻R109与锂电池BTl的正极相接，且通过非极性电容C88与锂电池BTl的负极相接，所述锂电池保护芯片DWOl的第6引脚和NMOS管Q15的源极均与锂电池BTl的负极相接，所述锂电池保护芯片DWOl的第I引脚与NMOS管Q15的栅极相接，所述锂电池保护芯片DWOl的第3引脚与NMOS管Q16的栅极相接，所述NMOS管Q15的漏极与NMOS管Q16的漏极相接，所述NMOS管Q16的源极接地，所述锂电池保护芯片DffOl的第2引脚通过电阻R96接地；
[0023]所述电池电量低指示电路包括三极管Q12和用于指示电池电量低的发光二极管D20，所述三极管Q12的基极通过电阻R71与GSM模块⑶900Q的第40引脚相接，且通过非极性电容C54接地，所述三极管Q12的集电极通过电阻R64与发光二极管D20的阴极相接，所述发光二极管D20的阳极与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q12的发射极接地。
[0024]上述的具有外部通话功能的应急通信主机电路，其特征在于:所述GSM天线与GSM模块⑶900Q的第60引脚相接，所述SM卡座为SM卡座ID1A-6S-2.54SF，所述SM卡座ID1A-6S-2.54SF的第I引脚与GSM模块⑶900Q的第30引脚相接，且通过非极性电容C65接地，所述SM卡座ID1A-6S-2.54SF的第2引脚通过电阻R80与GSM模块⑶900Q的第33引脚相接，所述SM卡座ID1A-6S-2.54SF的第3引脚通过电阻R81与GSM模块⑶900Q的第32引脚相接，所述SM卡座ID1A-6S-2.54SF的第4引脚接地，所述SM卡座ID1A-6S-2.54SF的第6引脚通过电阻R82与GSM模块GU900Q的第31引脚相接；
[0025]所述看门狗电路包括芯片PIC12F508，所述芯片PIC12F508的第I引脚与GSM模块⑶900Q的第15引脚相接，所述芯片PIC12F508的第3引脚通过电阻R77与GSM模块⑶900Q的第16引脚相接，所述芯片PIC12F508的第4引脚通过电阻R76与GSM模块⑶900Q的第2引脚相接，所述芯片PIC12F508的第8引脚接地；
[0026]所述复位电路由复位按键K2、电阻R118和非极性电容C89组成，所述复位按键K2的一端、电阻R118的一端和非极性电容C89的一端均与GSM模块⑶900Q的第16引脚相接，所述电阻R118的另一端与GSM模块⑶900Q的第15引脚相接，所述复位按键K2的另一端和非极性电容C89的另一端均接地；
[0027]所述GSM网络信号指示电路包括三极管Q13和用于指示GSM网络信号的发光二极管D21，所述三极管Q13的基极通过电阻R72与GSM模块⑶900Q的第52引脚相接，且通过非极性电容C55接地，所述三极管Q13的集电极通过电阻R65与发光二极管D21的阴极相接，所述发光二极管D21的阳极与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q13的发射极接地；
[0028]所述蜂鸣器电路包括蜂鸣器LS2和三极管Q27，所述三极管Q27的基极通过电阻R323与GSM模块⑶900Q的第42引脚相接，且通过电阻R324接地，所述三极管Q27的集电极与蜂鸣器LS2的负极相接，所述蜂鸣器LS2的正极与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q27的发射极接地。
[0029]上述的具有外部通话功能的应急通信主机电路，其特征在于:所述呼救信号检测电路包括分机接口端子Jl、比较器芯片LM393、二极管D5，所述分机接口端子Jl的第I引脚为分机信号线接口 CH，所述分机接口端子Jl的第2引脚为分机接地线接口 GND，所述分机接口端子Jl的第3引脚为+12V电源负极接口 _，所述分机接口端子Jl的第4引脚为+12V电源正极接口 +，所述分机接口端子Jl的第4引脚上接有阴极与其相接的整流二极管D30，所述整流二极管D30的阳极与分机电压供给控制电路的+12V电压输出端相接；所述比较器芯片LM393的第2引脚与二极管