專利名稱：礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦用通信系統(tǒng)，特別是涉及一種礦用應(yīng)急通信保障系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭是我國(guó)的主要能源，約占一次能源的70%，我國(guó)煤礦約95%是井工礦，開(kāi)采條件復(fù)雜，而且隨著采掘深度增加，煤礦瓦斯、水患、沖擊地壓等災(zāi)害越來(lái)越嚴(yán)重，很容易引起重大事故。近年來(lái)河北唐山劉官屯煤礦“12. 7”特別重大瓦斯爆炸事故，造成死亡108人； 山西臨汾瑞之源煤礦“ 12. 5”特別重大瓦斯爆炸事故，造成死亡105人；山西焦煤集團(tuán)屯蘭礦“2. 22”特別重大瓦斯爆炸事故，造成死亡78人；河南平頂山市新華四礦“9. 8”特別重大瓦斯爆炸事故，造成死亡79人；其他大大小小的事故，更是不計(jì)其數(shù)。血淋淋的事實(shí)，血的教訓(xùn)，發(fā)人深省。這些事故不僅給國(guó)家、集體或個(gè)人造成重大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，而且使多少原本幸福的家庭家破人亡。2007年7月四日河南省陜縣支建煤礦發(fā)生透水事故，共有69人被困。被困人員通過(guò)電話及時(shí)將被困人數(shù)、位置和狀況向地面匯報(bào)，為救援提供了準(zhǔn)確信息，縮短了救援時(shí)間。同時(shí)通過(guò)該電話安撫被困人員，增強(qiáng)了被困人員生還信心。最終被困69人成功獲救。 通過(guò)此次事件突出反映了煤礦通信在應(yīng)急救援中的重要作用。2010年5月19日國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局召開(kāi)的“全國(guó)煤礦堅(jiān)決遏制重特大事故推廣井下救生艙等避險(xiǎn)設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)會(huì)”明確提出要求煤礦推廣完善“六大系統(tǒng)”，《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》(國(guó)發(fā)〔2010〕23號(hào))等國(guó)家政策也明確建設(shè)和完善煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”。 2011年國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局將開(kāi)始組織達(dá)標(biāo)檢查，而“六大系統(tǒng)”中的通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)潛在的改造需求非常大。國(guó)外在加強(qiáng)和改進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)降低百萬(wàn)噸死亡率等方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的科學(xué)研究和實(shí)踐探索。先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和安全管理與救援支持系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，保障了煤礦生產(chǎn)的低事故和低死亡率。上世紀(jì)九十年代后期，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、加拿大、澳大利亞等先后建成了礦山井下無(wú)線安全預(yù)警與救援信息系統(tǒng)，主要采用可實(shí)現(xiàn)穿透巖層、煤層進(jìn)行透地通信的井下無(wú)線安全預(yù)警與救援信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)由主控制計(jì)算機(jī)及控制應(yīng)用管理軟件、信號(hào)調(diào)制器、超低頻功率放大器、井下環(huán)形天線以及無(wú)線信息接收機(jī)等單元設(shè)備共同組成。具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(井下設(shè)備只有環(huán)形天線)、系統(tǒng)日常使用中基本無(wú)需維護(hù)；整套系統(tǒng)工作狀態(tài)能夠長(zhǎng)期保持于正?？煽看龣C(jī)工作狀態(tài)的突出特點(diǎn)。井下無(wú)線急救通信系統(tǒng)的投入使用，有效地建立了一條緊急信息由地面指揮中心快速發(fā)送給井下作業(yè)礦工的應(yīng)急通信手段。但由于國(guó)外急救通信系統(tǒng)的技術(shù)壟斷，造成國(guó)外產(chǎn)品的價(jià)格不菲，國(guó)內(nèi)煤炭企業(yè)難以承受；同時(shí)國(guó)外產(chǎn)品系統(tǒng)的后期技術(shù)支持和售后服務(wù)不方便，難以在我國(guó)煤礦中大量推廣使用。近年來(lái)，我國(guó)也逐漸重視應(yīng)急通信系統(tǒng)的建立。國(guó)內(nèi)已先后有多家科研單位和企業(yè)開(kāi)發(fā)了煤礦通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，如天津華寧KTK101-1型和KTK101-2型組合擴(kuò)音電話適用于煤礦井下有煤塵及爆炸性氣體的環(huán)境下，它是KTClOl通訊控制系統(tǒng)的組成部分。天津貝克KTKl型系列擴(kuò)音電話是PROMOS系統(tǒng)中的一系列產(chǎn)品，它有各種方式的組合，主要由語(yǔ)音通訊、急停開(kāi)關(guān)和智能I/O部件三部分組成，可以用于語(yǔ)音通訊，又可以對(duì)設(shè)備(如電機(jī))進(jìn)行停機(jī)和閉鎖，保證人身和設(shè)備安全。還可以對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)采集及現(xiàn)場(chǎng)管理。任何一臺(tái)電話都可以收話，按下?lián)P聲器的講話按鈕，可以送話。任何一臺(tái)揚(yáng)聲器上，都有警報(bào)發(fā)生按鈕，按下后可以在其他揚(yáng)聲器發(fā)出預(yù)警聲響信號(hào)。常州聯(lián)力KTT3型多功能擴(kuò)播電話機(jī)為礦用本安型擴(kuò)播通信、信號(hào)聯(lián)絡(luò)和聲光報(bào)警裝置，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境，也適合于煤炭、冶金、化工、建材、交通、電力、糧食等行業(yè)地面惡劣環(huán)境中使用。目前國(guó)內(nèi)各單位開(kāi)發(fā)的通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，其現(xiàn)狀主要是(1)多種通信方式并存目前煤礦使用了多種方式的通信系統(tǒng)，從有線到無(wú)線，從模擬到數(shù)字，從總線到以太網(wǎng)，從十幾年前的技術(shù)到目前較新的技術(shù)，在煤礦都能找到正在運(yùn)行的系統(tǒng)。(2)多個(gè)通信系統(tǒng)目前煤礦根據(jù)不同的應(yīng)用使用了多個(gè)通信系統(tǒng)，有語(yǔ)音通話的電話系統(tǒng)，有廣播系統(tǒng)，也有可進(jìn)行半雙工通話的皮帶機(jī)擴(kuò)音系統(tǒng)。(3)系統(tǒng)之間基本無(wú)聯(lián)絡(luò)和互動(dòng)煤礦已經(jīng)建設(shè)的通信系統(tǒng)由于建設(shè)時(shí)間不一，使用的技術(shù)方式不同，加之建設(shè)時(shí)實(shí)際存在的種種原因，存在著每個(gè)通信系統(tǒng)自成一派，成為系統(tǒng)“孤島”，系統(tǒng)之間沒(méi)有相互聯(lián)絡(luò)和互動(dòng)。并且?guī)追N通信系統(tǒng)在一個(gè)礦中可能同時(shí)存在，但是每個(gè)系統(tǒng)又是相互獨(dú)立的，關(guān)鍵時(shí)刻不能互通和聯(lián)絡(luò)，缺乏統(tǒng)一調(diào)度指揮，不滿足安監(jiān)局“煤礦應(yīng)急通信保障系統(tǒng)”的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種礦用應(yīng)急通信保障系統(tǒng)，通過(guò)采用綜合智能接入網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、轉(zhuǎn)換器等通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備整合擴(kuò)播電話、小靈通、調(diào)度電話等既有資源，建設(shè)成覆蓋全礦區(qū)、統(tǒng)一調(diào)度、實(shí)現(xiàn)雙向語(yǔ)音及數(shù)據(jù)通信的應(yīng)急通信系統(tǒng)。解決了礦區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)井下通訊的速度瓶頸難題，為礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化鋪平了道路。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案
一種礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，包括綜合指揮救援呼叫中心服務(wù)器，IP電話交換機(jī)，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，調(diào)度交換機(jī)，井下調(diào)度擴(kuò)音電話，井下擴(kuò)播電話，所述綜合指揮救援呼叫中心服務(wù)器、IP 電話交換機(jī)、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)交互連接，所述語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)同時(shí)和調(diào)度交換機(jī)連接，調(diào)度交換機(jī)連接井下IP電話交換機(jī)，所述語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)采用礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)， 所述礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)采用32位嵌入式微處理器，所述微處理器的協(xié)議轉(zhuǎn)換位址連接系統(tǒng)接口模塊，礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)該接口模塊連接調(diào)度交換機(jī)，微處理器的串口連接現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(RS485或者CAN總線)，礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)所述現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接井下調(diào)度擴(kuò)音電話，微處理器的MAC位址連接網(wǎng)絡(luò)模塊， 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊連接以太網(wǎng)交換機(jī)，所述微處理器設(shè)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口連接光纖傳輸模塊， 通過(guò)所述光纖傳輸模塊接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，井下擴(kuò)播電話通過(guò)轉(zhuǎn)換器接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，和以太網(wǎng)交換機(jī)連接。礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)微處理器采用工業(yè)級(jí)ARM微控制器，網(wǎng)絡(luò)模塊、無(wú)線接入模塊、監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)接口、現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和人機(jī)接口、報(bào)警幾個(gè)主要部分組成， 使用WindRiver公司的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWORKS，兼容TCP/IP協(xié)議IPV4，具有遠(yuǎn)程web 瀏覽管理和在線系統(tǒng)升級(jí)的功能。系統(tǒng)擴(kuò)展各種現(xiàn)場(chǎng)總線接口，完成需要的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能， 確?；ヂ?lián)互通，提高系統(tǒng)的兼容性。所述的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，井下擴(kuò)播電話包括用戶接口電路和媒體流IP化處理數(shù)字電路，媒體流IP化處理數(shù)字電路接收從模擬總線連接器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)CPU處理后輸出到A/D轉(zhuǎn)換模塊和編碼解碼器MC14LC5480，最后經(jīng)過(guò)功率放大器到擴(kuò)音喇叭實(shí)現(xiàn)擴(kuò)音廣播；所述媒體流IP化處理數(shù)字電路轉(zhuǎn)換端口的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)EP2C8Q208C8型的FPGA 芯片微處理器，拆包并提取語(yǔ)音數(shù)據(jù)送入VSlOOiBB對(duì)其進(jìn)行解壓與解碼再由MC14LCM80芯片進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換還原成語(yǔ)音模擬信號(hào)輸出；井下人的模擬語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)MC14LCM80芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到PCM信號(hào)再由VSlOOiBB進(jìn)行壓縮編碼，壓縮后數(shù)據(jù)輸出給EP2C8Q208C8型的FPGA芯片。EP2C8Q208C8型的FPGA芯片微處理器除了提供系統(tǒng)所需的所有時(shí)序外，還對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和打包傳輸給IP擴(kuò)播電話的轉(zhuǎn)換端口。IP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)將從調(diào)度臺(tái)由工業(yè)以太網(wǎng)傳來(lái)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成適合RS485傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，發(fā)送到各個(gè)擴(kuò)播電話機(jī)，以便在井下擴(kuò)播。所述的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，含有小靈通無(wú)線通訊系統(tǒng)，小靈通交換機(jī)通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)連接以太網(wǎng)交換機(jī)，在井上和井下設(shè)有無(wú)線基站，所述小靈通通過(guò)所述無(wú)線基站實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊，井下小靈通采用本質(zhì)安全性小靈通。所述的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，井下通訊設(shè)備包括WiFi手機(jī)或PDA，所述WiFi手機(jī)或 PDA通過(guò)井下WiFi通訊基站接入工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，WiFi手機(jī)或PDA通過(guò)所述WiFi通訊基站交互通訊。小靈通作為應(yīng)急廣播通信的信息發(fā)布手段之一，與其他既有及新建通信系統(tǒng)協(xié)同工作，最大限度地滿足井下通信和廣播需要。本發(fā)明的有益積極效果
1、本發(fā)明本系統(tǒng)將礦上常用的通信系統(tǒng)進(jìn)行了整合，使之能夠通過(guò)一個(gè)應(yīng)急指揮中心進(jìn)行管理，擴(kuò)播電話可以用于皮帶巷、大巷的應(yīng)急廣播；隔爆音箱可以在停車場(chǎng)等地方使用；移動(dòng)終端可以隨身攜帶。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在礦井的應(yīng)用，融合寬帶無(wú)線技術(shù)和傳感器技術(shù)，構(gòu)建有線/無(wú)線混合結(jié)構(gòu)的全覆蓋物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，克服現(xiàn)有的煤礦井下信息傳輸存在監(jiān)控盲區(qū)和不能實(shí)現(xiàn)全礦井的無(wú)縫全覆蓋監(jiān)控等問(wèn)題。2、本發(fā)明應(yīng)急通信保障系統(tǒng)，結(jié)合煤礦有線、無(wú)線通信方式，實(shí)現(xiàn)礦井通信全覆蓋，發(fā)生災(zāi)難緊急情況具有一鍵通功能，一分鐘內(nèi)快速通知井下所有礦工安全撤離，能有效防止安全事故的發(fā)生和事故的擴(kuò)大。當(dāng)井下某處發(fā)現(xiàn)塌方、瓦斯、透水等事故前兆時(shí)，通過(guò)先進(jìn)的通訊系統(tǒng)，可及時(shí)通知其它作業(yè)地點(diǎn)的工作人員迅速撤離危險(xiǎn)區(qū)域，避免人身傷亡事故發(fā)生。特別是井下作業(yè)的礦山發(fā)生大面積的塌方、冒頂、透水事故后，先進(jìn)、健全的通訊系統(tǒng)，可以有效地組織指揮所有井下人員按指定路線安全撤離，減少人員傷亡，降低事故損失。事故發(fā)生后，時(shí)間就是生命，救護(hù)人員早一分鐘趕到現(xiàn)場(chǎng)，遇險(xiǎn)者就多一分生存的希望。 本系統(tǒng)能有效、及時(shí)地指揮組織救援工作，提高救援效率。系統(tǒng)與人員定位系統(tǒng)互聯(lián)，通過(guò)人員定位卡上的緊急按鈕實(shí)現(xiàn)緊急呼叫，并能夠通過(guò)自身的緊急呼叫/廣播功能觸發(fā)人員定位卡上的物理報(bào)警裝置。3、本發(fā)明礦用應(yīng)急救援通信系統(tǒng)，具有覆蓋范圍廣、操作簡(jiǎn)單、部署靈活；整合現(xiàn)有資源、節(jié)省投資；擴(kuò)展性強(qiáng)、具備聯(lián)動(dòng)擴(kuò)展能力等優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，將進(jìn)一步解決目前各煤礦沒(méi)有覆蓋全礦區(qū)的“一鍵呼”緊急廣播通信手段，各系統(tǒng)彼此相對(duì)獨(dú)立，不具備協(xié)同工作能力，聯(lián)動(dòng)性差等問(wèn)題，為煤炭安全生產(chǎn)管理水平的進(jìn)一步提高提供有力的技術(shù)保障，提高了煤礦應(yīng)急救援水品，在煤礦井下具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。本項(xiàng)目大部分指標(biāo)優(yōu)于國(guó)內(nèi)其它煤礦通信系統(tǒng)，總體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)。其中，自主研發(fā)的有線/無(wú)線全覆蓋混合全覆蓋物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，提高了產(chǎn)品的綜合性能和整體競(jìng)爭(zhēng)力，可替代相關(guān)進(jìn)口產(chǎn)品。4、本發(fā)明將煤礦常用的通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了整合，結(jié)合自有的全數(shù)字煤礦擴(kuò)播電話，充分利用了現(xiàn)有的系統(tǒng)，節(jié)省了費(fèi)用，使之能夠通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的應(yīng)急救援軟件平臺(tái)進(jìn)行管理，便于實(shí)現(xiàn)廣播的全網(wǎng)覆蓋。適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境，也適合于煤炭、冶金、化工、建材、交通、電力、糧食等行業(yè)地面惡劣環(huán)境中使用。本系統(tǒng)中的綜合接入網(wǎng)關(guān)在井下的接入方式是靈活多樣的，對(duì)井下通訊網(wǎng)絡(luò)也具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性，它既可以和原有的各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)直接相連，也能夠直接和井下多媒體綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)相連，具有非常大的彈性。價(jià)格便宜，維護(hù)方便，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。可以預(yù)見(jiàn)，本項(xiàng)目產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化后，市場(chǎng)份額有望達(dá)到30%以上。


圖1 本發(fā)明礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)拓?fù)鋱D2 本發(fā)明礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)電路原理圖； 圖3 本發(fā)明礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)擴(kuò)播電話機(jī)原理圖； 圖4 本發(fā)明礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)接口圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參見(jiàn)圖1、圖2。本發(fā)明礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，包括綜合指揮救援呼叫中心服務(wù)器，IP電話交換機(jī)(IPPBX)，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，調(diào)度交換機(jī)，井下調(diào)度擴(kuò)音電話，井下擴(kuò)播電話，所述綜合指揮救援呼叫中心服務(wù)器、IP電話交換機(jī)、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)交互連接，所述語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)同時(shí)和調(diào)度交換機(jī)連接，調(diào)度交換機(jī)連接井下IP電話交換機(jī)，所述語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)采用礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)，所述礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)采用32位嵌入式微處理器，所述微處理器的協(xié)議轉(zhuǎn)換位址連接系統(tǒng)接口模塊，礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)該接口模塊連接調(diào)度交換機(jī)，微處理器的串口連接現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(RS485或者 CAN總線)，礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)所述現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接井下調(diào)度擴(kuò)音電話，微處理器的MAC位址連接網(wǎng)絡(luò)模塊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊連接以太網(wǎng)交換機(jī)，所述微處理器設(shè)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口連接光纖傳輸模塊，通過(guò)所述光纖傳輸模塊接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)， 井下擴(kuò)播電話通過(guò)轉(zhuǎn)換器接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，和以太網(wǎng)交換機(jī)連接。礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2所示，微處理器采用工業(yè)級(jí)ARM微控制器， 網(wǎng)絡(luò)模塊、無(wú)線接入模塊、監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)接口、現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和人機(jī)接口、報(bào)警幾個(gè)主要部分組成，使用WindRiver公司的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWORKS，兼容TCP/IP協(xié)議 IPV4,具有遠(yuǎn)程web瀏覽管理和在線系統(tǒng)升級(jí)的功能。系統(tǒng)擴(kuò)展各種現(xiàn)場(chǎng)總線接口，完成需要的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，確?；ヂ?lián)互通，提高系統(tǒng)的兼容性。采用先進(jìn)數(shù)字語(yǔ)音通信技術(shù)，基于 IP通信，支持靜態(tài)、動(dòng)態(tài)IP地址及IP地址智能學(xué)習(xí)功能；而且支持SIP協(xié)議或是H323協(xié)議，語(yǔ)音編碼支持G. 711，G723. 1，G. 729A，語(yǔ)音清晰、QoS語(yǔ)音保證，適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。IP電話語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)用于礦井?dāng)U播對(duì)講系統(tǒng)中主要目的是在保留礦井老式模擬話機(jī)投資的基礎(chǔ)上將語(yǔ)音傳輸IP化，從而改善井下布線的安全性，提高傳輸距離，方便調(diào)度控制，并為井下通信系統(tǒng)的進(jìn)一步升級(jí)改造打好基礎(chǔ)。系統(tǒng)擴(kuò)展各種現(xiàn)場(chǎng)總線接口，系統(tǒng)接口(KJ66、KJ75、KJ80、KJ92、KJ95 )。實(shí)施例二 參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4，本實(shí)施例的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，與實(shí)施例一不同的是，進(jìn)一步說(shuō)明了采用的一種井下擴(kuò)播電話結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖3，所述井下擴(kuò)播電話包括用戶接口電路和媒體流IP化處理數(shù)字電路，媒體流IP化處理數(shù)字電路接收從模擬總線連接器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)CPU處理后輸出到A/D轉(zhuǎn)換模塊和編碼解碼器MC14LCM80，最后經(jīng)過(guò)功率放大器到擴(kuò)音喇叭實(shí)現(xiàn)擴(kuò)音廣播；所述媒體流IP化處理數(shù)字電路轉(zhuǎn)換端口的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)EP2C8Q208C8型的FPGA芯片微處理器，拆包并提取語(yǔ)音數(shù)據(jù)送入VSlOOiBB對(duì)其進(jìn)行解壓與解碼再由MC14L⑶480芯片進(jìn)行D/ A轉(zhuǎn)換還原成語(yǔ)音模擬信號(hào)輸出；井下人的模擬語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)MC14LCM80芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到PCM信號(hào)再由VSlOOiBB進(jìn)行壓縮編碼，壓縮后數(shù)據(jù)輸出給EP2C8Q208C8型的FPGA芯片。EP2C8Q208C8型的FPGA芯片微處理器除了提供系統(tǒng)所需的所有時(shí)序外，還對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和打包傳輸給IP擴(kuò)播電話的轉(zhuǎn)換端口。IP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)將從調(diào)度臺(tái)由工業(yè)以太網(wǎng)傳來(lái)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成適合RS485傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，發(fā)送到各個(gè)擴(kuò)播電話機(jī)， 以便在井下擴(kuò)播。其接口如圖4所示。煤礦擴(kuò)播電話用于生產(chǎn)局部區(qū)域的通信，如皮帶沿線，每100米左右放置一套擴(kuò)播電話機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)廣播式全雙工通話。如果出現(xiàn)事故異常，可以通過(guò)擴(kuò)播電話機(jī)給出聲光報(bào)警提示信號(hào)；也可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)車前聲光預(yù)警提示。本系統(tǒng)將傳統(tǒng)的擴(kuò)播電話及程控電話以數(shù)字電路和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)理念重新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音電話機(jī)數(shù)字化、信號(hào)傳輸數(shù)字化、基于現(xiàn)代工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)集中控制的全數(shù)字語(yǔ)音電話系統(tǒng)。通過(guò)以太網(wǎng)或其他使用IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信。
本發(fā)明中的IP擴(kuò)播電話終端既可以與普通電話交換機(jī)連接，也可以與調(diào)度指令電話交換機(jī)連接；可以更方便的實(shí)現(xiàn)背景音樂(lè)播放、觸點(diǎn)信號(hào)遙控和急停按鈕的功能?；贗P 的煤礦擴(kuò)播通信是純數(shù)字?jǐn)U播系統(tǒng)，音質(zhì)好，抗干擾性強(qiáng)。除了支持以太網(wǎng)通信，還集成調(diào)度電話功能，可直接接入礦用調(diào)度電話系統(tǒng)。主機(jī)界面直觀友好，操作簡(jiǎn)便。實(shí)施例三參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4，本實(shí)施例的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，與實(shí)施例一或?qū)嵤├煌氖?，含有小靈通無(wú)線通訊系統(tǒng)，小靈通交換機(jī)通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)連接以太網(wǎng)交換機(jī)，在井上和井下設(shè)有無(wú)線基站，所述小靈通通過(guò)所述無(wú)線基站實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊，井下小靈通采用本質(zhì)安全性小靈通。實(shí)施例四參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4，本實(shí)施例的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，與實(shí)施例一、 實(shí)施例二或?qū)嵤├煌氖牵峦ㄓ嵲O(shè)備包括WiFi手機(jī)或PDA，所述WiFi手機(jī)或PDA 通過(guò)井下WiFi通訊基站接入工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，WiFi手機(jī)或PDA通過(guò)所述WiFi通訊基站交互通訊。礦區(qū)使用的WiFi手機(jī)和本安型小靈通能夠?qū)崿F(xiàn)井上井下之間的雙向通信，但是由于設(shè)備數(shù)量有限，不可能做到人手一部，所以遇到緊急情況很難通知到所有的人，而且 WiFi手機(jī)和小靈通也都存在的電池和覆蓋范圍有限的問(wèn)題，制約其廣泛的使用。本發(fā)明通過(guò)中繼網(wǎng)關(guān)、專用轉(zhuǎn)換器等通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備整合擴(kuò)播電話、小靈通、調(diào)度電話、等既有資源，建設(shè)成覆蓋全礦區(qū)(井上井下)、統(tǒng)一調(diào)度、實(shí)現(xiàn)雙向語(yǔ)音及數(shù)據(jù)通信的應(yīng)急通信系統(tǒng)。在本方案中，小靈通作為應(yīng)急廣播通信的信息發(fā)布手段之一，與其他既有及新建通信系統(tǒng)協(xié)同工作，最大限度地滿足井下通信和廣播需要。解決了礦區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)井下通訊的速度瓶頸難題，為礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化鋪平了道路。
權(quán)利要求
1.一種礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，包括綜合指揮救援呼叫中心服務(wù)器，IP電話交換機(jī)，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，調(diào)度交換機(jī)，井下調(diào)度擴(kuò)音電話，井下擴(kuò)播電話，所述綜合指揮救援呼叫中心服務(wù)器、 IP電話交換機(jī)、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)交互連接，所述語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)同時(shí)和調(diào)度交換機(jī)連接，調(diào)度交換機(jī)連接井下IP電話交換機(jī)，其特征是所述語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)采用礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)，所述礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)采用32位嵌入式微處理器，所述微處理器的協(xié)議轉(zhuǎn)換位址連接系統(tǒng)接口模塊，礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)該接口模塊連接調(diào)度交換機(jī)，微處理器的串口連接現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)通過(guò)所述現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接井下調(diào)度擴(kuò)音電話，微處理器的MAC位址連接網(wǎng)絡(luò)模塊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊連接以太網(wǎng)交換機(jī)，所述微處理器設(shè)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口連接光纖傳輸模塊，通過(guò)所述光纖傳輸模塊接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，井下擴(kuò)播電話通過(guò)轉(zhuǎn)換器接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)， 和以太網(wǎng)交換機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，其特征是井下擴(kuò)播電話包括用戶接口電路和媒體流IP化處理數(shù)字電路，媒體流IP化處理數(shù)字電路接收從模擬總線連接器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)CPU處理后輸出到A/D轉(zhuǎn)換模塊和編碼解碼器MC14LCM80，最后經(jīng)過(guò)功率放大器到擴(kuò)音喇叭實(shí)現(xiàn)擴(kuò)音廣播；所述媒體流IP化處理數(shù)字電路轉(zhuǎn)換端口的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)通過(guò) EP2C8Q208C8型的FPGA芯片微處理器，拆包并提取語(yǔ)音數(shù)據(jù)送入VSlOOiBB對(duì)其進(jìn)行解壓與解碼再由MC14LCM80芯片進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換還原成語(yǔ)音模擬信號(hào)輸出；井下人的模擬語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)MC14LCM80芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到PCM信號(hào)再由VSlOOiBB進(jìn)行壓縮編碼，壓縮后數(shù)據(jù)輸出給EP2C8Q208C8型的FPGA芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，其特征是含有小靈通無(wú)線通訊系統(tǒng)，小靈通交換機(jī)通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)連接以太網(wǎng)交換機(jī)，在井上和井下設(shè)有無(wú)線基站，所述小靈通通過(guò)所述無(wú)線基站實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊，井下小靈通采用本質(zhì)安全性小靈通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用應(yīng)急通信系統(tǒng)，其特征是井下通訊設(shè)備包括WiFi 手機(jī)或PDA，所述WiFi手機(jī)或PDA通過(guò)井下WiFi通訊基站接入工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，WiFi手機(jī)或 PDA通過(guò)所述WiFi通訊基站交互通訊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦用通信系統(tǒng)，特別是涉及一種煤礦應(yīng)急通信保障系統(tǒng)。包括通過(guò)以太網(wǎng)交互連接的綜合指揮救援呼叫中心服務(wù)器，IP電話交換機(jī)，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，所述語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)同時(shí)和調(diào)度交換機(jī)連接，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)采用礦用綜合IP語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)，所述語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)采用32位嵌入式微處理器，處理器的協(xié)議轉(zhuǎn)換位址連接系統(tǒng)接口模塊，微處理器的串口連接現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接井下調(diào)度擴(kuò)音電話，微處理器的MAC位址連接網(wǎng)絡(luò)模塊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊連接以太網(wǎng)交換機(jī)，微處理器設(shè)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口連接光纖傳輸模塊，通過(guò)所述光纖傳輸模塊接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，井下擴(kuò)播電話通過(guò)轉(zhuǎn)換器接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)。本發(fā)明礦用通信系統(tǒng)解決了礦區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)井下通訊的速度瓶頸難題，為礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化鋪平了道路。
文檔編號(hào)H04L29/12GK102427450SQ20111035926
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者丁森浩, 徐永躍, 李業(yè) 申請(qǐng)人:鄭州賽金電氣有限公司