专利名称：多功能矩阵式选址对讲报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功能矩阵式对讲报警装置，特别适用于含数百个房间的公用大楼内部的综合管理。
公用大楼的管理在于建立良好的生活与工作秩序，维护治安，防火防盗，节约水电等方面，要做好这一工作，仅靠有限的管理人员是困难的，许多企事业单位尤其是学校希望能提供用于管理宿舍大楼，招待所，办公楼，实验楼等公用大楼的多功能装置。
中国专利CN2048268U提供一种总线式主从互呼对讲装置，它由主控器，选择器，符合器，用户送受话器及共用双绞线组成，其特点是用一根双绞线连多个用户，布线较为简单，但主控与用户通话采用微机选址，使得成本增加，长期连续工作故障率高，在复杂使用环境中选址码抗干扰能力差，功能比较单一，只能实现主控与用户互呼，满足不了公用大楼内各房间用户限电保护和紧急报警等方面的需要。
本实用新型的目的是提供一种公用大楼综合管理的多功能矩阵式选址对讲报警装置，它以简单的电路结构实现下述功能(1)可通过大楼值班室内主机与大楼内任何一个房间单工双向通话；(2)在任一房间可通过分机向值班室呼叫报警，呼叫房间的号码准确地显示在值班室主机上；(3)若分机不予响应回答，则主机只能呼叫分机，而不能对分机所在房间进行窃听；(4)若分机所在房间用电量超过某一规定值，例如300瓦(可调)，则自动切断该房间用电，并将此超量用电房间的号码显示在主机控制台上；(5)可向大楼内全部或部分房间进行广播讲话或放音；(6)与房间对讲通话时可进行实况录音。
本实用新型的目的通过附图给出的结构及电路来实现
图1是装置总体结构示意图。主机的上半部为楼层选址开关和房号选址开关以及对应的报警指示发光二极管，下半部为收音录音和扩音控制部分。各楼层线和房号线交叉处连接用户分机(用房号表示)。
图2为装置的系统原理图。每个房间的分机由其房间号码表示，例如3楼02号房间的分机号为302。主机内楼层选址开关为L1、L2、L3、…；房号选址开关为F01、F02、F03、…。选通某房间对讲时；其对应的楼层选址开关和房号选址开关掷于右触点，常态候警和广播时掷于左触点。A1是对讲放大器，A2是广播放大器，A3为候警电路。
图3是对讲放大器A1的电路图。
图4是对讲、报警呼叫和限电的用户分机。
图5是候警和限电指示A3的电路图。
图6是扩音广播放大器A2的电路图。
以下结合附图1至附图6说明本实用新型具体实施例的结构与电路工作原理。
一、装置结构参见图1，本实用新型由主机、用户分机(用房间号码表示)和外线路组成。主机由楼层选址开关(L1，L2，L3，…)，房号选址开关(F01，F02，F03，…)，对讲放大器A1，广播放大器A2，候警电路A3，以及收录音机部分构成控制台；用户分机包含对讲报警和限电报警两部分电路，它们也可以合装在一个盒内外线路包括每一层楼的横线与每一房号的纵线，二者交叉形成矩阵式网络，每一用户分机就接在其楼层线和房号线交叉的位置。
二、工作原理(1)选址方式公用大楼房间的特点是高密度大容量，房间上下左右排列对称整齐，要对一栋楼内数百个房间中的任一个进行对讲与报警，最简单有效的选址方式就是利用这一结构特点，采用纵横矩阵式的选址方式，即将每一层楼作为矩阵的一横行，而每一房号上下对齐的那些房间作为矩阵的一纵列，例如102房间(即1楼02号房间，下同)，202房间，302房间等构成一列，而201房间，202房间，203房间等构成一行，整栋大楼的房间就构成一个大矩阵。若要选通某一房间，则只要选通其对应的楼层横线和房号即可，参见图2，其中楼层选址开关接通3楼横线，房号选址开关接通02纵线，因此选通的是302房间。
(2)对讲功能原理参照图3，对讲放大器A1由晶体管T1和放大器IC1及其附属电路组成，这是一个300HZ～3000HZ的语音窄带放大器，对通频带以外的各种干扰信号具有每倍频程12dB的衰减能力，这对于提高通话清晰度是十分重要的。由晶体管T2构成自动电平控制ALC电路，使放大器A1的输出信号电压u0范围为0.7V＜u0＜2.1V。放大器的输入端口和输出端口经过一个双刀双掷开关K4将机内话筒MC1和扬声器Y2被选址开关选通的用户分机进行交替切换，以实现单I双向通话。
参照图4，用户分机对讲和广播时的信号交流通路由扬声器Y1对讲开关K1，两只二极管D1、D2和电容D18组成。以图2中的302房间分机为例，当此用户分机被主机的楼层选址开关L3和房号选址开关F02选通后，由于主机对讲放大器的输出电压u0大于二极管的导通电压0.7V，扬声器Y1发出主机的声音，而用户对扬声器Y1讲话时产生微弱的话音信号却被D1D2阻断，因此主机听不到用户的讲话声，只有当用户按下对讲开关K1时，D1D2被断路，主机才可听到用户的回答声，这就是用户分机具有防主机窃听的能力。以图2所示为例，当302房间分机被选通时，可能对其它房间的分机产生主机讲话串音的通路之一是3楼层线——303房间分机——203房间分机——202房间分机——02房号列线，这一通路的交流起始导通电压为2.1伏，因此对讲放大器的输出电压必须小于2.1伏，这样当主机与某房间通话时才不会对其它房间产生串音，这就是对讲放大器中ALC电路的作用。
(3)用户报警功能原理图5为本装置系统框图2中候警电路A3及有关部分电路图。当无对讲工作时，楼层开关L1，L2，L3，…和房号开关F01F02，F03，…触点都位于左侧触点，若主机处于候警状态，电源开关K3闭合，稳压器W1提供直流电压E3通过D9，R21，楼层指示发光二极管LE5，LE6，…，用户分机，房号指示发光二极管LE1，LE2，…，电位器VR2而构成迥路。静态时，用户分机电路图4中可控硅SCR未被触发，处于截止状态，迥路中无直流电流通过，图5中T4和T5截止。当用户向主机报警呼叫时，按下图4中用户分机呼叫开关K2，SCR导通，系统迥路中流过直流电流10mA左右，此时图5中T3导通，继电器J2使铃响，分机内发光二极管LE8亮表示主机已有响应，主机内该房间分机所对应的楼层指示和房号指示发光二极管亮，准确指示出呼叫房间的号码。只要用户分机的呼叫按钮开关K2被按动一次并放开后，此导通状态由SCR可控硅保持，直到主机值班员听到铃响看清房号按下主机上楼层及房号选址开关选通该房间分机对讲询问时，SCR切断迥路的直流电流，报警呼叫的声光才停止。这就是当主机处于候警状态时，用户有呼叫报警并自动保持的主动权，这对于当用户处于某种紧急状态时的呼救很有作用。
(4)限电报警功能原理参照图4与图5，在上述用户呼叫报警时系统直流迥路的电流约为10mA，电位器VR2两端电压降约4.8伏，调节VR2让T3导通，继电器J2吸合，铃响，此时由于T4射极接有LE9发光二极管，T4不导通。参照图4中右半部分限电器电路，限电器中电阻R40串接于房间220伏交流电源线上，其两端交流电压降经二极管D3整流和电容C21滤波后触发双向可控硅BCR，而BCR则控制继电器J1。若房间用电量小于某一功率(例如300瓦)则BCR未被触发处于截止状态，继电器J1的两组触点J1－1和J1－2位于右侧常闭点，房间供电正常。若房间用电超过此功率定值后，R40两端电压被D3整流C21滤波后触发BCR，J1吸合，触点开关J1－1和J1－2倒向左侧，此时J1－2切断房间用电并使J1保持吸合，J1－1使AB两点短路，系统内直流迥路的电流值由候警状态时的零值增为16mA左右，VR2压降为5.6伏，T3和T4同时由截止转为导通，铃响且限电指示发光二极管LE9亮，同时房号与楼层指示发光二极管亮，准确地指示出超量用电房间的号码。当该楼层总电源断开后再重新供电时，继电器J1释放，BCR截止，该房间的供电自行恢复。改变电阻R40的阻值可改变限电功率的大小。
(5)广播功能的原理参照图2和图6，当系统没有处于对讲工作状态时，楼层与房号选址开关位于左侧触点，来自话筒MIC2和收录机的信号经扩音广播放大器A2放大，经过隔直流电容器C31加到总线的C和D两点，由于在房号报警指示与楼层报警指示发光二极管上都并联大容量电解电容器，广播放大器的交流输出电压加到了所有用户分机上，此电压幅度大于0.7伏，扬声器Y1响。
若仅对某几层楼的房间广播，则只要将主机上不进行广播的楼层键开关倒向右侧触点(即处于对讲选通状态，但对讲放大器A1电源关闭)，这样广播信号就不被送到这些楼层。
图6是广播放大器电路图A2，广播讲话时，晶体管T5将MIC2话筒的信号放大，通过选择开关K5送到T6～T11组成的准互补输出功率放大器，K5为广播讲话和放录音的选择开关，放送录音时信号由普通收录机送到K5。
本实用新型适用于公用大楼的综合管理，由于采用矩阵式选址方式，使得结构简单，安装方便，选址准确，节省投资，故障率低，通过简单的电路实现对讲、广播、呼叫和限电极警多种功能。
权利要求1.一种用于公用大楼综合管理的多功能矩阵式选址对讲、报警、广播装置，该装置由主机、用户分机和外线路组成，主机由房号选址开关(F01，F02，…)，楼层选址开关(L1，L2，…)，对讲放大器A1，广播放大器A2，候警电路A3以及收录机部分构成，用户分机包含对讲防窃听，呼叫报警和限电报警部份，其特征在于a·大楼的每一层楼接一横线，每上下对齐的房间接一纵线，每个房间的用户分机接于纵线与横线交叉位置，所需选通的房间由主机接通其对应的横线与纵线唯一地确定；b·用户分机的交流通路由二极管D1D2和对讲开关K1并联，上端接扬声器Y1，下端接电容器C18，直流通路由单向可控硅SCR与发光二极管LE8串联，SCR阳极接Y1下端，LE8的阴极接C18负极，SCR的触发极与阳极间接呼叫报警开关K2，通过短路SCR阳极和LE8阴极而实现报警。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是主机中的对讲放大器设有自动电平控制电路ALC，使其输出电压小于2.1伏和大于0.7伏。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所有房号指示发光二极管LE1、LE2、…和楼层指示发光二极管LE6、LE7、…两端都并联电解电容，直流电压E3通过二极管D，和R21接于候警与广播信号汇集点D点，广播信号通过C31接于D点。
专利摘要一种用于公用大楼管理的多功能矩阵式选址对讲报警广播装置，由主机，用户分机和外线路组成。主机内含对讲、广播、候警电路和选址开关，分机内含对讲、报警与限电电路。特征是每一层楼接一横线，每上下对齐的房间接一纵线，各房间分机接于纵横线交叉位置，所需选通的房间由主机接通其对应的横线与纵线唯一地确定。以最低成本的电路实现主机与每个分机间的单工双向通话，呼叫报警，限电，广播放音功能，适用于公用大楼内部的综合管理。
文档编号G08B25/01GK2170546SQ9322499
公开日1994年6月29日 申请日期1993年9月14日 优先权日1993年9月14日
发明者贺师德, 任善恂 申请人:云南大学