專利名稱：一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及安防技術領域，尤其涉及一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)煤礦安全事故頻發(fā)，由于裝備落后，缺乏有效應急廣播語音系統(tǒng)。煤礦原有的粗放型人員管理模式缺乏井下人員應對突發(fā)事件的能力、無法有效保障井下人員生命安全，對隨時可能突發(fā)的事故不能做出及時、有效的響應。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題在于如何提高應對突發(fā)事件的能力、對突發(fā)的事故做出及時、有效的響應。為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，包括地面廣播主控設備，用于地面廣播語音的采集和控制調度；至少一個智能本安中繼器，用于承擔地面廣播主控設備和井下廣播分站之間通信轉發(fā)、音頻編解碼、壓縮、解壓縮；至少一個井下廣播分站，用于語音壓縮、解壓縮和播放；所述智能本安中繼器包括服務器轉發(fā)功能模塊，用于在無法連接地面服務器的情況下，通過井下手持設備實現(xiàn)調度和擴播功能。進一步，作為優(yōu)選方案，所述智能本安中繼器為2個以上，組成單環(huán)形連接。進一步，作為優(yōu)選方案，所述井下廣播分站為2個以上，組成單環(huán)形連接。進一步，作為優(yōu)選方案，所述智能本安中繼器包含獨立總線，用于擴播電話信息監(jiān)控。進一步，作為優(yōu)選方案，所述智能本安中繼器包括千兆環(huán)網交換機，用于組成千兆工業(yè)環(huán)網。進一步，作為優(yōu)選方案，所述智能本安中繼器包括千兆環(huán)網交換機，用于組成千兆工業(yè)環(huán)網。由于智能本安中繼器包括服務器轉發(fā)功能模塊，用于在無法連接地面服務器的情況下，通過井下手持設備實現(xiàn)調度和擴播功能，實現(xiàn)兩套服務，高低層配置，無縫切換，提高系統(tǒng)可靠性，做到及時并有效的應急廣播，最大程度減少災害救援過程中的次生影響。


當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解， 構成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定，其中
圖I為本發(fā)明礦用應急廣播語音系統(tǒng)框圖；圖2為地面廣播主控設備框圖；圖3為智能本安中繼器框圖；圖4為井下廣播分站框圖。
具體實施例方式以下參照圖1-4對本發(fā)明的實施例進行說明。當煤礦企業(yè)遭遇突發(fā)性事件時，希望能以最簡捷、最快、可靠的途徑通知井下作業(yè)人員，并指導相關人員緊急疏散或采取相應安全措施，做到及時并有效的應急廣播，最大程度減少災害救援過程中的次生影響。該系統(tǒng)是將廣播信號數字化(A/D轉換)，它是按照一定算法，將模擬音頻信號經過采集、量化、編碼、壓縮后的數字音頻文件(如MP3)或存儲在存儲器上的數字音頻文件， 按照傳輸協(xié)議以數據包的形式將音頻文件傳輸到廣播接收端，然后經過廣播終端進行D/A 轉換后還原成音頻信號，經功放放大后驅動揚聲器工作。如圖I所不,一種礦用應急廣播語音系統(tǒng),包括地面廣播主控設備I，用于地面廣播語音的采集和控制調度；至少一個智能本安中繼器2，用于承擔地面廣播主控設備和井下廣播分站之間通信轉發(fā)、音頻編解碼、壓縮、解壓縮；至少一個井下廣播分站3，用于語音壓縮、解壓縮和播放；所述智能本安中繼器2 包括服務器轉發(fā)功能模塊，用于在無法連接地面服務器的情況下，通過井下手持設備實現(xiàn)調度和擴播功能。實施例一系統(tǒng)主要由地面廣播主控設備I、智能本安中繼器2、井下廣播分站3組成。該設計方案智能本安中繼器2包括服務器轉發(fā)功能模塊，用于在無法連接地面服務器的情況下， 通過井下手持設備實現(xiàn)調度和擴播功能，現(xiàn)兩套服務，高低層配置，無縫切換，提高系統(tǒng)可靠性。同時智能本安中繼器2采用多端口級聯(lián)技術，可以實現(xiàn)網絡任意拓撲，例如單環(huán)形拓撲結構，即使中間有一個短點，也不影響系統(tǒng)的正常運行，完全滿足64臺智能本安中繼器2 的系統(tǒng)容量，每臺智能本安中繼器2可帶20臺以井下廣播分站播3。同時，擴播電話也可以組成單環(huán)形拓撲結構，提高可靠性。另外，智能本安中繼器2具有獨立總線，可以了解到所有擴播電話的信息(例如狀態(tài)，信息，報警，是否正常等)。智能本安中繼器2自帶千兆環(huán)網交換機，可以組成千兆工業(yè)環(huán)網，提高系統(tǒng)的傳輸速度和穩(wěn)定性?？梢詫崿F(xiàn)擴播電話和普通電話的混和連接，在非正常情況下可作為井下本安電話的連接終端。可以實現(xiàn)對每一個擴播電話的管理功能。智能本安中繼器2每個智能本安中繼器2都有自己的ID號，地面調度可以呼叫單個智能本安中繼器2上掛接的所有井下廣播分站3 (單播)，也可以同時呼叫若干臺智能本安中繼器上掛接的井下廣播分站3 (組播)，以及呼叫所有智能本安中繼器上掛接的所有井下廣播分站3 (群呼)。井下按下通話按鈕后，可以向調度講話，調度自動對報警進行記錄和變色，也可以錄音?？梢詫崿F(xiàn)單一井下人員與調度員對講，多個井下人員與調度員對講。所有設備設計為雙進線供電主電源沒電后自動切換到副電源。參見圖2，其中，地面廣播主控設備I子系統(tǒng)由麥克風11通過A/D 12轉換連接到系統(tǒng)控制主機13組成，它包括麥克風11、A/D 12和控制主機13，完成廣播語音的采集和控制調度功能。地面廣播主控設備I的調度功能由軟件實現(xiàn)。技術架構采用C/S架構實現(xiàn)?？蛇M行以下功能應急救援指揮一鍵進入全礦范圍或特定區(qū)域應急救援狀態(tài)；自動語音存儲針對調度工作的特殊需要，可以對內容進行錄音與存儲，存放到網路服務器端；緊急呼叫和雙向通信遇到多個井下廣播分站要求對講時，地面調度室可選擇優(yōu)先的廣播分站通話；同一區(qū)域內廣播分站可做雙向通信用，便于工作聯(lián)絡；狀態(tài)監(jiān)測功能軟件中的地圖可以顯示單個廣播分站的在線狀況、音量的大小、播放的歌曲名稱；定時、自動廣播功能: 文件通知和安全知識的日常廣播功能；播放背景音樂、問候、祝福語、上下班音樂鈴聲。參見圖3，其中，本安中繼器2子系統(tǒng)具有通信轉發(fā)、音頻編解碼、壓縮、解壓縮功能，由IEM608核心模塊25、以太網光口 /電口模塊22、RS485串口轉TCP/IP模塊21、音頻輸出模塊26和工作狀態(tài)LED指示燈模塊23連接組成，并設置一電源接口模塊24，與本安直流穩(wěn)壓電源連接。音頻口驅動能力可以接入20臺以上擴播電話。該本安中繼器2子系統(tǒng)具有結構簡單，性能優(yōu)良的優(yōu)點。每臺本安中繼器2都有自己的地址，可方便實現(xiàn)分組管理。通過建立一個環(huán)狀的以太網結構來實現(xiàn)網絡冗余，減少網絡單點故障，增強整個通信網絡在突發(fā)情況下的生存能力。該本安中繼器2擁有2個百兆光口，6個百兆電口。2個百兆光口一個連接上級中繼器，一個用于連接下級本安中繼器2’，構成一個完整的光纖環(huán)路。網絡中某一段工作中的線路被破壞或相應的網絡設備發(fā)生故障時，整個網絡會自愈，并在20ms內恢復正常的通訊。內置本安后備電源，停電后可工作2小時；通信電纜支持鎧裝阻燃電纜，與電源線同纜不同芯；音頻電纜支持鎧裝阻燃電纜，與電源線同纜不同芯；具有端口旁路功能，在設備故障或沒有電源時，端口被短接，確保通信暢通。參見圖4，其中，井下廣播分站3子系統(tǒng)以凌陽公司16位語音處理芯片SPCE061A 單片機為主控語音處理模塊35芯片，采用凌陽專用的音頻壓縮算法實現(xiàn)對語音數據的壓縮編碼，接收解碼數據并送入功放模塊33播放，具有操作簡單、輸出音量大等特點。平時喇叭處在接聽狀態(tài)，在音頻線上有音頻信號時，功放打開，直接播放聲音；當按下按鈕后，一方面，向調度進行按鈕報警，另一方面，可以向調度講話；內置本安后備電源，停電后可連續(xù)通話2小時。井下廣播分站主要由電源模塊34、功放模塊33、語音處理模塊35、通信模塊32 和MIC模塊31組成。SPCE061A內置專門用于語音信號采集的自動增益控制放大器(AGC) 的麥克風輸入通道。語音信號經過麥克風轉換成電信號，由隔直電容隔掉直流成分，然后輸入至內部前置放大器。功放模塊主要是由2片TDA2003構成的兩級功率放大器。該模塊的輸出功率大于10W，選用IOW的揚聲器，分貝值可達到120dB，可有效保證輸出話音的覆蓋范圍，避免通信盲區(qū)的存在。如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，包括地面廣播主控設備，用于地面廣播語音的采集和控制調度；至少一個智能本安中繼器，用于承擔地面廣播主控設備和井下廣播分站之間通信轉發(fā)、音頻編解碼、壓縮、解壓縮；至少一個井下廣播分站，用于語音壓縮、解壓縮和播放；其特征在于，所述智能本安中繼器包括服務器轉發(fā)功能模塊，用于在無法連接地面服務器的情況下，通過井下手持設備實現(xiàn)調度和擴播功能。
2.如權利要求I所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于，所述智能本安中繼連接2個以上擴播電話器，組成單環(huán)形連接。
3.如權利要求I至3之一所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于，所述智能本安中繼器包含獨立總線，用于擴播電話信息監(jiān)控。
4.如權利要求I所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于，所述智能本安中繼器包括千兆環(huán)網交換機，用于組成千兆工業(yè)環(huán)網。
5.如權利要求I所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于，所述井下廣播分站連接有擴播電話或/和普通電話終端。
6.如權利要求5所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于，所述井下廣播分站上的擴播電話或/和普通電話終端組成單環(huán)形連接。
7.如權利要求I所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于，所述地面廣播主控設備為單播或主播或群播。
8.如權利要求I所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于，所述地面廣播主控設備進一步包括麥克風，用于拾音；A/D，用于將麥克風模擬信號轉換為數字信號；控制主機，用于語音存儲、通訊控制。
9.如權利要求I所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于所述智能本安中繼器進一步包括RS485串口轉TCP/IP模塊，用于接口轉換；以太網光口 /電口模塊，用于以太網端口連接；指示燈模塊，用于指示工作狀態(tài)；電源接口模塊，用于給其它模塊提供電源；音頻輸出模塊，用于提供語音輸出。IME608核心模塊，用于音頻編解碼、壓縮、解壓縮。
10.如權利要求I所述一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，其特征在于所述井下廣播分站進一步包括MiC模塊，用于語音拾??；通訊模塊，用于和外界通訊；功放模塊，用于語音功率放大；電源模塊，用于給其它模塊提供電源；語音處理模塊，用于語音壓縮、解壓縮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用應急廣播語音系統(tǒng)，包括地面廣播主控設備，用于地面廣播語音的采集和控制調度；至少一個智能本安中繼器，用于承擔地面廣播主控設備和井下廣播分站之間通信轉發(fā)、音頻編解碼、壓縮、解壓縮；至少一個井下廣播分站，用于連接擴播電話，語音壓縮、解壓縮和播放；所述智能本安中繼器包括服務器轉發(fā)功能模塊，用于在無法連接地面服務器的情況下，通過井下手持設備實現(xiàn)調度和擴播功能。系統(tǒng)帶有后備電池，再斷電情況下可持續(xù)使用12個小時。本發(fā)明可以用于煤礦企業(yè)遭遇突發(fā)性事件，有效的應急廣播。
文檔編號H04H20/59GK102594476SQ20111044592
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者崔東方, 朱永平, 鐘碧城, 顧志鵬 申請人:北京中礦信電科技股份有限公司