專利名稱：電力系統(tǒng)的語音/數(shù)字信號復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于電力系統(tǒng)調(diào)度及控制的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中的信號復(fù)用器，屬衛(wèi)星通訊、電話通訊、數(shù)字通訊和計算機技術(shù)領(lǐng)域。
語音/數(shù)字信號復(fù)用器，是一種多媒體接入設(shè)備，在許多通訊場合需要使用，所以目前國內(nèi)的復(fù)用器多數(shù)屬于通用性產(chǎn)品。主要是由主機箱、公用邏輯模塊、語音壓縮模塊、數(shù)據(jù)接口模塊以及多路復(fù)用模塊等組成。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴。然而，一方面，在許多使用場合，例如電力系統(tǒng)只用到了其中一部分功能；二方面，現(xiàn)有產(chǎn)品在有些性能上還不盡人意，如目前語音最小壓縮率為3.6kbps，占有頻帶比較寬無法適應(yīng)衛(wèi)星地面設(shè)備的TDMA工作方式的需要。
本發(fā)明的目的是推出一種適用于電力系統(tǒng)調(diào)度及控制的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的信號復(fù)用器，進一步的目的是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、性能優(yōu)越的復(fù)用器。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下方案進行的。包括一端能分別與本地或程控外線電話接口相連接，另一端通過PC機總線(地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線)連接在一起的語音卡、通用通訊卡、網(wǎng)卡，且同時插入PC機的卡槽內(nèi)，與PC機及裝入PC機內(nèi)存中的軟件統(tǒng)一指揮管理，構(gòu)成了本發(fā)明的一種適用于電力系統(tǒng)的語音/數(shù)字信號復(fù)用器。
本發(fā)明的語音卡由用戶接口電路、電話二/四線轉(zhuǎn)換電路、忙音與鈴流檢測電路、語音切換電路、A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路、語音壓縮與解壓電路、A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘、單片機(MCU)時鐘、單片機(MCU)、雙口RAM及總線接口組成。其中語音壓縮與解壓電路采用AMBE-1000實時語音壓縮解壓芯片。用戶接口電路一端與本地電話線接口和語音切換電路雙向相接，另一端與單片機雙向連接；語音切換電路又與A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路、電話二/四線轉(zhuǎn)換電路和單片機雙向相接；A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路又與語音壓縮與解壓電路雙向相接；A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘分別與A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路和語音壓縮與解壓電路單向連接；單片機又與語音壓縮與解壓電路、雙口RAM及忙音與鈴流檢測電路雙向相接，同時與單片機時鐘單向連接；程控外線電話接口分別與電話二/四線轉(zhuǎn)換電路、忙音與鈴流檢測電路雙向相接；雙口RAM與單片機雙向相接，同時還與PC機總線接口雙向相接。
單片機的主要功能是處理電話的摘掛機、提供電話鈴流、DTMF撥號及撥號音、忙音、回鈴音等全部程控電話交換功能，數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，語音壓縮與解壓功能，語音壓縮采用AMBE-1000實時語音壓縮解壓芯片來實現(xiàn)，使壓縮率提高到2.4kbps。語音卡與PC機之間的通信是通過相應(yīng)的通信協(xié)議來實現(xiàn)。電話接通后，語音信號經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換、語音壓縮，把壓縮后的語音數(shù)據(jù)送到PC機；同樣也接受從PC機傳來的壓縮信號經(jīng)解壓、數(shù)/模轉(zhuǎn)換送至電話機，完成電話的雙向通話功能。
本發(fā)明的優(yōu)點如下1.由于組成語音卡的語音壓縮與解壓電路的語音壓縮采用了AMBE-1000實時語音壓縮解壓芯片，使語音壓縮率從最低3.6kbps提高到2.4kbps，滿足了衛(wèi)星地面設(shè)備的TDMA工作方式時節(jié)省頻帶的要求，并且能完成電話全雙工功能以及接入數(shù)據(jù)。
2.由于語音卡與PC機之間組成了相應(yīng)的通信協(xié)議，所以采用本發(fā)明的信號復(fù)用器可提高整個通訊系統(tǒng)的自適應(yīng)功能，使系統(tǒng)處在閉環(huán)受控狀態(tài)，保證了系統(tǒng)中的復(fù)用器處在良好的工作狀態(tài)。
3.由于本發(fā)明的信號復(fù)用器是與已經(jīng)相當普及的PC機組合而成，所以不光可以利用其容量大、處理速度快、編程簡單和不影響PC機的正常使用，而且可隨PC機的升級而升級，達到高速計算能力，成為人機對話的智能型信號復(fù)用器。
4.本發(fā)明與現(xiàn)有的信號復(fù)用器相比具有極大的價格優(yōu)勢，由于采用了PC機替代現(xiàn)有信號復(fù)用器所采用的價格昂貴的主機箱、公用邏輯模塊等，使本發(fā)明的信號復(fù)用器的價格僅為現(xiàn)有的復(fù)用器價格的1/10。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的語音卡的電路結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的示意4為使用本發(fā)明的軟件流程圖結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明首先，請參閱圖1，本發(fā)明由PC機1、PC機總線接口2、語音卡3、通用通信卡4、網(wǎng)卡5、本地電話接口6A、程控外線電話接口6B、數(shù)字信號接口7、用戶線路的網(wǎng)絡(luò)接口8組成。通用通信卡4采用同步或異步通信卡。一端能分別與本地電話線接口6A或程控外線電話接口6B，另一端通過PC機總線接口2(地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線)連接在一起的語音卡3、通用通訊卡4、網(wǎng)卡5，且將他們同時插入PC機1的卡槽內(nèi)，與PC機1及裝入PC機1內(nèi)存中的軟件統(tǒng)一指揮管理，構(gòu)成了本發(fā)明的一種適用于電力系統(tǒng)的語音/數(shù)字信號復(fù)用器。
接著請參閱圖2，本發(fā)明的語音卡3由用戶接口電路9、電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10、忙音與鈴流檢測電路11、語音切換電路12、A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13、語音壓縮與解壓電路14、A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘15、單片機時鐘16、單片機17、雙口RAM18組成，其中語音壓縮與解壓電路14的語音壓縮采用AMBE-1000實時語音壓縮解壓芯片，用戶接口電路9一端與本地電話線接口6A和語音切換電路12雙向相接，另一端與單片機17雙向連接；語音切換電路12又與A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13、電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10和單片機17雙向相接；A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13又與語音壓縮與解壓電路14雙向相接；A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘15分別與A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13、語音壓縮與解壓電路14單向連接；單片機17又與語音壓縮與解壓電路14、雙口RAM18及忙音與鈴流檢測電路11雙向相接，同時與單片機時鐘16單向連接；程控外線電話接口6B分別與電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10、忙音與鈴流檢測電路11雙向相接；雙口RAM18與單片機17雙向相接，同時還與PC機總線接口2雙向相接。
通過用戶接口電路9中的ERICSSON的PBL387 10/1，外接到本地電話線接口6A，PBL387為用戶電話提供鈴流、忙音，撥號音等，同時單片機17讀取兩個管腳狀態(tài)，識別用戶電話摘機、掛機狀態(tài)。PBL387還完成用戶電話與語音卡語音信號的雙向傳輸。
語音卡3中的電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10是將接由程控電話接口6B來的語音信號通過電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10中的音頻變壓器耦合至其內(nèi)LM324差分放大后，獲取標準音頻。反過來，語音卡3的音頻信號也通過變壓器耦合到6B，這樣完成了二/四線的轉(zhuǎn)換。同時由于采用差分放大形式，具備消回音功能。
忙音與鈴流檢測電路11用來檢測程控外線電話的鈴流和掛機后的忙音信號。通過對外來鈴流信號的整流、濾波和降壓，再經(jīng)過光耦檢驗出鈴流信號的有無，送單片機17來識別。在忙音與鈴流檢測電路11中選用LM567檢測程控外線電話的掛機信號，電位器調(diào)整振蕩頻率。其中LM567的8腳輸出到單片機17，指示程控外線電話是否掛機。
語音切換電路12選用兩片CD4052完成電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10、忙音與鈴流檢測電路11的雙向語音切換功能。電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10、忙音與鈴流檢測電路11的通訊不經(jīng)數(shù)字化處理。直接由語音切換電路12中的CD4052接通。電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10、忙音與鈴流檢測電路11與遠程用戶的通話須經(jīng)數(shù)字化處理。由單片機17來控制它的切換。
A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘15是A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13的工作晶振，主要由TI的TCM320AC36或TCM320AC37芯片及其外圍芯片構(gòu)成，它可將由語音切換電路12來的語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，完成A/D轉(zhuǎn)換，通過雙向相接送到語音壓縮與解壓電路14；同時它還可接受從語音壓縮與解壓電路14來的數(shù)字信號，將其轉(zhuǎn)換成語音信號，完成D/A轉(zhuǎn)換。采樣率為8K，數(shù)字信號為64Kbp/s的PCM編碼信號。
A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘15也是語音壓縮與解壓電路14的工作晶振，主要由DVSI的AMBE-1000芯片及其外圍芯片構(gòu)成，與單片機17之間通過雙向相接。接受從A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13來的數(shù)字信號，根據(jù)需要選擇壓縮比，最低可將數(shù)字信號壓縮到2.4Kbp/0，AMBE-1000每20ms形成一幀壓縮數(shù)據(jù)，同時向單片機17發(fā)送中斷請求信號，單片機17響應(yīng)中斷后，可從語音壓縮與解壓電路14采集壓縮后的數(shù)字信號。AMBE1000同時還具有解壓縮功能，收到從單片機17來的壓縮數(shù)據(jù)，將其解壓縮后送到A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13，并向單片機17發(fā)出中斷請求。
語音壓縮與解壓電路14同時還完成從A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路13來的數(shù)字信號中DTMF撥號的檢測，將此信號送到單片機17；它還可產(chǎn)生DTMF撥號、回鈴音、忙音、撥號音，通過A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路、13、用戶接口電路9、電話二/四線轉(zhuǎn)換電路10及語音切換電路12送到6A和6B。
單片機17是51系列單片機，完成整個語音卡的工作流程控制，進行語音的處理和傳輸。
雙口RAM18是CYPRESS的CY7C132或CY7C136，主要完成單片機17與PC機1間的數(shù)據(jù)雙向傳輸。
最后，請參閱圖3的語音/數(shù)字復(fù)用器應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中示意圖，其中本發(fā)明的復(fù)用器19一端與本地電話線接口6A或程控外線電話接口6B、數(shù)路數(shù)字信號輸入線接口7雙向相接，另一端通過網(wǎng)卡接口8與衛(wèi)星通信室內(nèi)單元部分20雙向相接，衛(wèi)星通信室內(nèi)單元部分20與衛(wèi)星通信室外單元和天線21雙向相接，衛(wèi)星通信室外單元和天線21與向外輻射的電磁波22。
軟件程序流程開始開啟電源，流程轉(zhuǎn)入下一步系統(tǒng)初始化。
系統(tǒng)初始化裝載DOS操作系統(tǒng)，其中包括通信卡、語音卡及網(wǎng)卡的驅(qū)動程序，并對通信卡、語音卡也進行初始化，使其處于工作狀態(tài)。完成后轉(zhuǎn)入下一步的接收網(wǎng)口數(shù)據(jù)。
接收網(wǎng)口數(shù)據(jù)從網(wǎng)卡接口8接收數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)類型，根據(jù)所收數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)入相應(yīng)的語音解包、數(shù)據(jù)解包和激活維護，如收到語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入語音解包；收到通信接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入數(shù)字解包；收到遠程維護數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入激活維護。
語音解包將收到的語音數(shù)據(jù)解包后送給語音卡3，由語音卡3數(shù)/模轉(zhuǎn)換后送給電話，完成后轉(zhuǎn)入接收用戶數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)解包將收到的通信接口的數(shù)據(jù)解包后送到通信口，完成后轉(zhuǎn)入接收用戶數(shù)據(jù)。
激活維護將收到遠程維護數(shù)據(jù)解包后發(fā)給硬盤，從而激活遠程維護程序的響應(yīng)程序，開始進行維護操作，完成后轉(zhuǎn)入接收用戶數(shù)據(jù)。
接收用戶數(shù)據(jù)對通訊接口、語音卡來的數(shù)據(jù)進行判斷，根據(jù)數(shù)據(jù)來源轉(zhuǎn)入相應(yīng)的語音打包、數(shù)字打包和維護程序打包，如收到語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入語音打包、收到通信接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入數(shù)字打包，收到遠程維護數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入維護程序打包。
語音打包對從電話經(jīng)語音卡模/數(shù)轉(zhuǎn)換來的語音數(shù)據(jù)打包送至網(wǎng)卡接口8，完成后轉(zhuǎn)入比較判斷。
數(shù)字打包對從通信接口來的數(shù)據(jù)打包送至網(wǎng)卡接口8，完成后轉(zhuǎn)入比較判斷。
維護程序打包對從總線來的由維護程序中的監(jiān)控程序產(chǎn)生的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)打包送至網(wǎng)卡接口8，(此步為可選步，當有維護命令來時才產(chǎn)生數(shù)據(jù)，從而會有子程序響應(yīng))完成后轉(zhuǎn)入比較判斷。
比較判斷是否退出？如不退出則轉(zhuǎn)入接收網(wǎng)口數(shù)據(jù)，退出就轉(zhuǎn)入結(jié)束。
結(jié)束最后一步。
權(quán)利要求
1.電力系統(tǒng)的語音/數(shù)字信號復(fù)用器，包括一端能分別與本地電話線接口(6A)或程控外線電話接口(6B)，另一端通過PC機總線接口(2)連接在一起的語音卡(3)、通用通訊卡(4)、網(wǎng)卡(5)，且同時插入PC機(1)的卡槽內(nèi)，以及PC機(1)與裝入PC機(1)內(nèi)存中的軟件，其特征在于語音卡(3)由用戶接口電路(9)、電話二/四線轉(zhuǎn)換電路(10)、忙音與鈴流檢測電路(11)、語音切換電路(12)、A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路(13)、語音壓縮與解壓電路(14)、A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘(15)、單片機時鐘(16)、單片機(17)、雙口RAM(18)組成，其中語音壓縮與解壓電路(14)的語音壓縮采用AMBE-1000實時語音壓縮解壓芯片，用戶接口電路(9)一端與本地電話線接口(6A)和語音切換電路(12)雙向相接，另一端與單片機(17)雙向連接；語音切換電路(12)又與A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路(13)、電話二/四線轉(zhuǎn)換電路(10)和單片機(17)雙向相接；A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路(13)又與語音壓縮與解壓電路(14)雙向相接；A/D-D/A與壓縮解壓部分時鐘(15)分別與A/D-D/A轉(zhuǎn)換電路(13)、語音壓縮與解壓電路(14)單向連接；單片機(17)又與語音壓縮與解壓電路(14)、雙口RAM(18)及忙音與鈴流檢測電路(11)雙向相接，同時與單片機時鐘(16)單向連接；程控外線電話接口(6B)分別與電話二/四線轉(zhuǎn)換電路(10)、忙音與鈴流檢測電路(11)雙向相接；雙口RAM(18)與單片機(17)雙向相接，同時還與PC機總線接口(2)雙向相接。
全文摘要
電力系統(tǒng)的語音/數(shù)字信號復(fù)用器,涉及一種適用于電力系統(tǒng)調(diào)度及控制的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的信號復(fù)用器。由普通的PC機、通信卡、網(wǎng)卡及特制的語音卡并經(jīng)PC機總線連成一體,構(gòu)成了本發(fā)明的信號復(fù)用器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、配套靈活,并能實現(xiàn)人機對話、語音高壓縮率、通信系統(tǒng)自適應(yīng)控制,成為具有良好工作狀態(tài)的智能型信號復(fù)用器,本發(fā)明作為一種多媒體接入設(shè)備,可廣泛應(yīng)用于其他通信場合的語音/數(shù)字信號復(fù)用器。
文檔編號G06F13/14GK1344997SQ0012561
公開日2002年4月17日 申請日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月30日
發(fā)明者仇金萍, 顧群, 張弛 申請人:上海保護神信息技術(shù)有限公司