芯片。
[0023]线路切换模块的系统原理结构参见图1，它包括音频切换开关电路(可采用差分四通道电子开关DG409)和用以使音频切换开关电路匹配皮带音频接口与电话线接口的阻抗匹配电路，音频切换开关电路的控制信号输入端与控制模块的控制信号输出端联接，在控制模块与音频切换开关电路之间设置有用以分别实现控制通信、音频数据通信和电话振铃检测的通信处理模块、语音处理模块和振铃检测模块。图3给出了线路切换模块的一个具体实施结构的信号线路切换原理示意图，其具体工作模式是:线路切换模块的电话信号连接到矿用电话线上，通过阻抗匹配电路完成与电话线的阻抗匹配、信号音分离、摘挂机负载控制等功能；通过电话信号检测控制电路与控制模块相连接，接收控制模块的摘挂机控制信号；与振铃检测模块相连接，提供经过分离过的电话信号，由振铃检测模块完成电话信号的检测。
[0024]线路切换模块的可切换的信号通道分别为:(I)、本地麦克风、扬声器信号通道，相当于一个电话机的听筒和话筒；(2)、电话线来电信号通道；(3)、皮带音频信号通道；(4)、皮带通信信号通道，传送的信号为FSK数字调制信号或RS485串行信号；(5)、语音合成信号通道，向电话线路播放提示语音，向皮带音频通道播放报警语音。上述的每一个信号通道都配套有一个双向电子开关，在需要导通时候，将该信号导通到音频线路上。电子开关由开关控制电路统一控制，开关控制电路与控制模块相连接，接收控制模块的控制指令。
[0025]通信处理模块部分的系统原理结构如图4所示，它包括采用MAX3100串口驱动芯片的RS485通信处理单元和采用DDS芯片(直接数字式频率合成器)AD9833的FSK通信处理单元，以上两单元通过SPI总线与控制模块连接，FSK通信处理单元通过FSK调制信号线与线路切换模块连接。本发明的通信处理模块与电话线采用FSK调制方式进行通讯，FSK调制适合在电话线上进行可靠地传输；与皮带的通讯接口提供FSK调制方式和RS485通讯两种接口，RS485接口协议采用MODBUS协议，符合矿用设备工业控制通讯常规模式。
[0026]语音处理模块的系统原理结构如图6所示，它包括语音合成单元、语音放大单元和隔离单元，语音合成单元通过SPI总线与控制模块连接，语音合成单元的输出端依次经语音放大单元和隔离单元接至线路切换模块的输入端。本发明的语音处理模块采用高性能的XFS4041中文语音合成芯片组，声音清晰、语音流畅，其与控制模块通过SPI接口连接，控制方式简单、可靠，功能丰富。
[0027]振铃检测模块的系统原理结构如图5所示，它包括振铃检测单元、忙音和拨号音检测单元、摘挂机检测单元以及断线检测单元，以上四个单元的输入端通过电话信号线与线路切换模块的输出端连接，四个单元的输出端均接至控制模块的输入端。
[0028]本发明的工作模式包括通话模式和广播模式，其基本工作流程如图7所示。
[0029]一、通话模式:当有外部电话打入时，矿用智能语音通讯装置检测线路上的振铃信号并记录振铃次数，当5声振铃内本地电话摘机，则转入到通话模式(图中之B)。通话时打开本地麦克风和扬声器通道，关闭皮带音频通道。打通电话信号通道和本地麦克风、扬声器通道。
[0030]二、广播模式:当外部电话打入并且振铃5次后，本地电话仍然没有摘机。矿用智能语音通讯装置会自动摘机，接通电话，并向电话线路播放提示语音，等待外接电话操作。用户可根据提示语音，选择向皮带沿线播放方式将声音向皮带音频通道播放，矿用智能语音通讯装置接收命令后，打通电话信号通道和皮带音频通道。
[0031]本发明具有远程控制操作功能，即在广播模式中，矿用智能语音通讯装置会自动侦听信号线上的FSK调制信号，该调制信号携带有远程控制指令。在对信号进行解析后，通过皮带通讯接口将控制命令转发出去。同时，将皮带设备返回的数据调制为FSK信号送到电话线上。远程控制端可以为计算机系统，通过FSK调制通讯方式控制皮带保护系统的运行，监控设备的运行状态和显示实时数据。
【主权项】
1.一种矿用智能语音通讯装置，其特征在于:包括通过控制信号连接的控制模块和线路切换模块，在控制模块与线路切换模块之间设置有用以分别实现控制通信、音频数据通信和电话振铃检测的通信处理模块、语音处理模块和振铃检测模块，其中通信处理模块还与现场皮带设备的皮带保护系统通信连接，线路切换模块还分别通过本地音频接口、皮带音频接口以及电话线接口与本地音频设备、现场皮带音频设备以及外部电话连接。2.根据权利要求1所述的矿用智能语音通讯装置，其特征在于:所述控制模块包括主控MCU、看门狗单元、复位单元、EEPROM存储单元和时钟单元，主控MCU通过I2C总线与看门狗单元、EEPROM存储单元和时钟单元连接，主控MCU的控制信号输出端接至线路切换模块的控制信号输入端，在主控MCU与线路切换模块之间设置有用以分别实现控制通信、音频数据通信和电话振铃检测的通信处理模块、语音处理模块和振铃检测模块。3.根据权利要求1所述的矿用智能语音通讯装置，其特征在于:所述线路切换模块包括音频切换开关电路和用以使音频切换开关电路匹配皮带音频接口与电话线接口的阻抗匹配电路，音频切换开关电路的控制信号输入端与控制模块的控制信号输出端连接，在控制模块与音频切换开关电路之间设置有用以分别实现控制通信、音频数据通信和电话振铃检测的通信处理模块、语音处理模块和振铃检测模块。4.根据权利要求1或2或3所述的矿用智能语音通讯装置，其特征在于:所述通信处理模块RS485通信处理单元和FSK通信处理单元，以上两单元通过SPI总线与控制模块连接，FSK通信处理单元通过FSK调制信号线与线路切换模块连接。5.根据权利要求1或2或3所述的矿用智能语音通讯装置，其特征在于:所述语音处理模块包括语音合成单元、语音放大单元和隔离单元，语音合成单元通过SPI总线与控制模块连接，语音合成单元的输出端依次经语音放大单元和隔离单元接至线路切换模块的输入端。
【专利摘要】本发明涉及一种矿用智能语音通讯装置，包括控制模块和线路切换模块，在控制模块与线路切换模块之间设置有用以分别实现控制通信、音频数据通信和电话振铃检测的通信处理模块、语音处理模块和振铃检测模块。实际工作中，本装置的控制模块通过振铃检测模块信号的检测，判断皮带沿线电话线路状态；根据用户电话的状态控制线路切换模块，实现语音通道的切换；通过SPI接口控制语音处理模块实现对线路的语音合成音频放音，通过SPI接口控制通信处理模块实现与皮带保护系统的信息交流。本发明具有结构合理、操作简单、成本低、易于安装维护、实时监测性能好等优点，其技术方案的实施保证了煤矿生产作业的安全高效。
【IPC分类】H04M7/00
【公开号】CN105025181
【申请号】CN201410180629
【发明人】张鹏
【申请人】张鹏
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月30日