專利名稱：具有一鍵對(duì)講功能的煤礦井下通信手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種煤礦井下通信手機(jī)。
背景技術(shù)：
煤礦生產(chǎn)作業(yè)主要在井下工作面，工作環(huán)境差，巷道分布密，不
安全因素多，人員、設(shè)備流動(dòng)性大，多工種聯(lián)合作業(yè)；這種作業(yè)條件 下，要求井下通信終端傳輸必須及時(shí)、準(zhǔn)確。當(dāng)前，煤礦井下通信終 端不在少數(shù)，但只能實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的通信，井下工作人員之間缺乏性能 穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單的語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，使得多個(gè)工作人員之間不能同時(shí)進(jìn) 行信息溝通和交流，不能很好地協(xié)調(diào)工作，降低工作效率。 一旦發(fā)生 煤礦事故，發(fā)生地也只能將情況反饋給井上指揮人員，但卻不能在第 一時(shí)間通知所有的工作人員撤離或者做好安全防范措施，這樣的通信 終端設(shè)備根本不能起到任何救援作用。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的煤礦井下通信手機(jī)的對(duì)講功能較弱、不具有一鍵 對(duì)講功能的不足,本實(shí)用新型提供一種增強(qiáng)對(duì)講功能、具備一鍵對(duì)講功 能的煤礦井下通信手機(jī)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種具有一鍵對(duì)講功能的煤礦井下通信手機(jī)，包括外殼、用以給 系統(tǒng)提供電源的電源管理模塊、用于實(shí)現(xiàn)通信功能的中央控制模塊、 用于通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)出或接收射頻信號(hào)的無(wú)線通信模塊、 用于控制耳麥的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的語(yǔ)音處理模塊和用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字/字母按鍵的按鍵矩陣模塊，所述電源管理模塊與中央控制模塊連接，所述中央 控制模塊與無(wú)線通信模塊、語(yǔ)音處理模塊和按鍵矩陣模塊連接，所述 無(wú)線通信模塊連接天線，所述按鍵矩陣模塊還包括對(duì)講鍵、用于當(dāng)對(duì) 講鍵被按下后觸發(fā)對(duì)講電路的啟動(dòng)電路和用于當(dāng)接收到觸發(fā)信號(hào)將對(duì) 講信號(hào)發(fā)送到中央控制模塊的對(duì)講電路；所述中央控制模塊包括用 于收到對(duì)講信號(hào)后，通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)出呼叫請(qǐng)求消息的呼叫請(qǐng)求 發(fā)出單元；用于收到服務(wù)器的響應(yīng)回復(fù)后，向所在對(duì)講組的其他IP組 播地址發(fā)出呼叫開始的消息的組播呼叫單元；用于當(dāng)收到其中之一 的 其他IP組播地址的提示信息，通過(guò)語(yǔ)音處理模塊采集語(yǔ)音數(shù)據(jù)，通過(guò) 無(wú)線通信模塊向其他IP組播地址發(fā)出的組播對(duì)講單元；所述對(duì)講鍵連
接所述啟動(dòng)電路，所述啟動(dòng)電路連接所述對(duì)講電路，所述對(duì)講電路連 接所述中央控制模塊。
本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為該煤礦井下通信手機(jī)包括有外殼；在
外殼內(nèi)設(shè)有電路板，采用鋰電池供電，電池通過(guò)電源管理模塊和主板 上其它模塊相連，按鍵模塊和中央控制模塊相連，中央控制模塊與無(wú) 線通信模塊相連，無(wú)線通信模塊連接有天線，語(yǔ)音處理模塊和中央控 制模塊相連。
在通信手機(jī)中，除了能與目前市面上所推出的一般井下移動(dòng)通信 手機(jī)一樣能實(shí)現(xiàn)基本的通話、短信等功能外，有機(jī)地結(jié)合了按鍵矩陣 模塊電路，利用新設(shè)計(jì)定義的對(duì)講鍵將對(duì)講請(qǐng)求發(fā)送給服務(wù)器，得到 服務(wù)器的確認(rèn)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給其他群組，將實(shí)現(xiàn)一鍵對(duì)講。
在平時(shí)井下工作中，工作人員之間只需通過(guò)對(duì)講鍵進(jìn) 信息知會(huì) 和溝通，即便出現(xiàn)險(xiǎn)情，也能在第一時(shí)間同時(shí)了解突發(fā)狀況，及時(shí)開 展搶險(xiǎn)工作，可將損失降低到最小程度。所以把一鍵對(duì)講與通信終端技術(shù)結(jié)合起來(lái)，非常有用并且具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在1、增強(qiáng)對(duì)講功能、具備一鍵 對(duì)講功能；2、信息及時(shí)溝通與交流；3、便于及時(shí)展開搶險(xiǎn)工作。


圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路模塊框圖及天線示意圖。
圖2是電源管理及充電模塊的原理框圖。 圖3是中央控制模塊的原理框圖。 圖4是無(wú)線通信模塊的原理框圖。 圖5是語(yǔ)音處理模塊的原理框圖。 圖6是一鍵對(duì)講功能的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)Dl一圖6， 一種具有一鍵對(duì)講功能的煤礦井下通信手機(jī)，包 括外殼、用以給系統(tǒng)提供電源的電源管理模塊、用于實(shí)現(xiàn)通信功能的 中央控制模塊、用于通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)出或接收射頻信號(hào)的 無(wú)線通信模塊、用于控制耳麥的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的語(yǔ)音處理模塊和用于實(shí)現(xiàn) 數(shù)字/字母按鍵的按鍵矩陣模塊，所述電源管理模塊與中央控制模塊連 接，所述中央控制模塊與無(wú)線通信模塊、語(yǔ)音處理模塊和按鍵矩陣模 塊連接，所述無(wú)線通信模塊連接天線，所述按鍵矩陣模塊還包括對(duì)講 鍵、用于當(dāng)對(duì)講鍵被按下后觸發(fā)對(duì)講電路的啟動(dòng)電路和用于當(dāng)接收到 觸發(fā)信號(hào)將對(duì)講信號(hào)發(fā)送到中央控制模塊的對(duì)講電路；所述中央控制 模塊包括用于收到對(duì)講信號(hào)后，通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)出呼叫請(qǐng)求消 息的呼叫請(qǐng)求發(fā)出單元；用于收到服務(wù)器的響應(yīng)回復(fù)后，向所在對(duì)講組的其他IP組播地址發(fā)出呼叫開始的消息的組播呼叫單元；用于當(dāng)收
到其中之一的其他IP組播地址的提示信息，通過(guò)語(yǔ)音處理模塊采集語(yǔ)
音數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線通信模塊向其他IP組播地址發(fā)出的組播對(duì)講單元；
所述對(duì)講鍵連接所述啟動(dòng)電路，所述啟動(dòng)電路連接所述對(duì)講電路，所
述對(duì)講電路連接所述中央控制模塊。
結(jié)合圖1，本實(shí)用新型具有一鍵對(duì)講功能的煤礦井下移動(dòng)通信終
端，在外殼內(nèi)設(shè)有電路板，采用鋰電池供電，電池通過(guò)電源管理模塊
和主板上其它模塊相連，按鍵模塊和中央控制模塊相連，中央控制模
塊與無(wú)線通信模塊相連，無(wú)線通信模塊連接有天線，語(yǔ)音處理模塊和
中央控制模塊相連。
結(jié)合圖2至圖6，電源管理模塊由電源管理芯片、LDO芯片和
DC/DC芯片組成。電源通過(guò)保險(xiǎn)絲F400和限流電阻與電源管理模塊
相連，并且通過(guò)電源芯片IC400, U400， U401和U402變換成系統(tǒng)所
需要的供電電壓。常按開機(jī)鍵S621維持至少1秒鐘，S621在觸發(fā)后，
電源管理芯片IC400開始工作，并立即使能LDO芯片U401， LDO芯
片U401開始輸出，電源管理芯片IC400同時(shí)給中央控制芯片U200
提供復(fù)位信號(hào)，隨后中央控制芯片U200開始啟動(dòng)，并反饋信號(hào)給電
源管理芯片IC400表示輸出電壓沒有問題，電源管理芯片IC400收到
反饋信號(hào)后正常工作。若電源管理芯片IC400不能收到中央控制芯片
U200的反饋信號(hào)，則電源管理芯片IC400隨即切斷所有供電。在電源
管理芯片IC400和LDO芯片U401打開后，系統(tǒng)其它模塊等待中央控
制模塊的命令，中央控制芯片U200根據(jù)系統(tǒng)安排依次打開電源管理
芯片IC400其它支路、LDO芯片U400和DC/DC芯片U402。電源通
過(guò)電阻連到中央控制芯片U200的ADC管腳上，作為電源檢測(cè)，如電源的電壓波動(dòng)范圍不在系統(tǒng)設(shè)定的范圍之內(nèi)，則中央控制芯片U200 會(huì)通知電源管理芯片IC400強(qiáng)行關(guān)機(jī)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，若常 按開機(jī)鍵S621位置至少2秒鐘，電源管理芯片IC400則產(chǎn)生關(guān)機(jī)中 斷送給中央控制芯片U200，中央控制芯片U200在做好準(zhǔn)備工作后， 通知電源管理芯片IC400關(guān)機(jī)。
中央控制主芯片U200是一款32位的ARM處理器，它是整個(gè)系 統(tǒng)的控制中心，可以通過(guò)24根地址線和32位數(shù)據(jù)線以及SPI， IIC， UART等接口和外圍模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。在本實(shí)用新型中，中 央控制模塊通過(guò)并行接口以總線的方式控制語(yǔ)音處理模塊，以SPI接 口和無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，和電源管理模塊通信則通過(guò)IIC的 方式進(jìn)行。按鍵和其它電路則通過(guò)中斷和GPIO 口來(lái)實(shí)施控制和數(shù)據(jù) 交互。由于自身具有A/D轉(zhuǎn)換接口，所以可以對(duì)電源進(jìn)行檢測(cè)。
在無(wú)線通信模塊電路中，主芯片U100是一款無(wú)線射頻模塊，支 持IEEE802.11b和IEEE802.11g。 IEEE802.il標(biāo)準(zhǔn)是符合正EE規(guī)范的 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它工作于2.4GHz免授權(quán)頻段，支持13個(gè)最大速率54Mbps 的信道。無(wú)線通信主芯片U100由于集成了收發(fā)器和功放，供電電壓 較多且有時(shí)序要求，電源管理芯片IC400， LDO芯片U400和DC/DC 芯片U402分別對(duì)無(wú)線通信主芯片U100供電，通過(guò)電源管理芯片 IC400和中央控制芯片U200對(duì)它們進(jìn)行分別控制以滿足上電時(shí)序的 要求。對(duì)無(wú)線通信主芯片U100上電完成后，要提供復(fù)位信號(hào)，其內(nèi) 部上電完成會(huì)提供高電平，該電平經(jīng)過(guò)與門U101做個(gè)延時(shí)后供給， 無(wú)線通信主芯片U100在收到復(fù)位信號(hào)后完成上電和啟動(dòng)，開始和中 央控制芯片U200通過(guò)SPI接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，無(wú)線通信主芯片U100 被成功配置之后處于收發(fā)或待機(jī)狀態(tài)。在發(fā)射狀態(tài)下，中央控制芯片U200將要發(fā)送的數(shù)據(jù)或每隔20ms從語(yǔ)音處理模塊那里接收語(yǔ)音包， 通過(guò)SPI接口傳輸給無(wú)線通信主芯片U100，無(wú)線通信主芯片U100內(nèi) 部進(jìn)行編碼調(diào)制，經(jīng)過(guò)內(nèi)部射頻放大器放大，外部匹配電路和濾波器 F100后由天線AN100發(fā)射出去。接收時(shí)，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器FIOO， 匹配電路送至無(wú)線通信主芯片U100進(jìn)行信號(hào)處理，得到數(shù)字信號(hào)， 再由SPI接口送給中央控制芯片U200，中央控制芯片U200根據(jù)數(shù)據(jù) 內(nèi)容，或發(fā)送給語(yǔ)音處理模塊，或做其它處理。
在語(yǔ)音處理模塊電路中，設(shè)有音頻編解碼芯片U500，音頻轉(zhuǎn)換芯 片U503和音頻放大芯片U501。音頻編解碼芯片U500是一款支持 g.711和g.729編解碼的芯片，語(yǔ)音處理模塊通過(guò)它與中央控制模塊進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸和控制。在發(fā)送語(yǔ)音過(guò)程中，語(yǔ)音數(shù)據(jù)從音頻轉(zhuǎn)換芯片 U503進(jìn)入后，經(jīng)過(guò)其內(nèi)部的轉(zhuǎn)換處理后進(jìn)入音頻編解碼芯片U500， 音頻編解碼芯片U500將接收到的模擬信號(hào)做A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)， 對(duì)其進(jìn)行g(shù).711或g.729編碼通過(guò)16位并口傳輸?shù)街醒肟刂菩酒?U200，中央控制芯片U200將數(shù)據(jù)通過(guò)SPI接口傳輸?shù)綗o(wú)線通信主芯 片UIOO，無(wú)線通信主芯片U100把接收到的數(shù)據(jù)編解碼調(diào)制后通過(guò)天 線AN100發(fā)射出去。在語(yǔ)音接收過(guò)程中，天線將接收到電磁波通過(guò)無(wú) 線通信主芯片U100和中央控制芯片U200的解調(diào)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)并 傳輸?shù)揭纛l編解碼芯片U500，音頻編解碼芯片U500根據(jù)編碼格式進(jìn) 行解碼，并且D/A轉(zhuǎn)換，送到音頻放大芯片U501。被音頻放大芯片 U501放大后的信號(hào)就可以送到揚(yáng)聲器SPK500。結(jié)合中央控制模塊和 無(wú)線通信模塊，這三個(gè)模塊構(gòu)成一個(gè)完整的信號(hào)回路，實(shí)現(xiàn)802.11通 信模式下，語(yǔ)音通信功能。
在按鍵矩陣模塊電路中，除了正常數(shù)字功能鍵以外，還額外設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)講鍵S620。對(duì)講鍵是為適應(yīng)煤礦工作環(huán)境而在本實(shí)用新型專門 開發(fā)的。當(dāng)沒有任何按鍵按下時(shí)，中斷信號(hào)KEY—INT—直處于高電 平狀態(tài)。當(dāng)長(zhǎng)按對(duì)講鍵S620時(shí)，矩陣中斷電路的對(duì)講線路上的二極 管導(dǎo)通，使中斷管腳KEY—INT變成低電平，產(chǎn)生中斷，中斷處理模 塊檢測(cè)到對(duì)講事件的發(fā)生，將該中斷發(fā)送到中央控制模塊，中央控制 模塊將立即產(chǎn)生呼叫請(qǐng)求消息通過(guò)無(wú)線通信模塊無(wú)線連接到基站 /AP，發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器收到呼叫請(qǐng)求消息，判斷該對(duì)講組的狀 態(tài)，如果該對(duì)講組的狀態(tài)處于空閑狀態(tài)，即此時(shí)對(duì)講組內(nèi)沒有對(duì)講呼 叫存在或者沒有對(duì)講請(qǐng)求存在，服務(wù)器回復(fù)呼叫請(qǐng)求成功的響應(yīng)消息， 同時(shí)服務(wù)器將該對(duì)講組的狀態(tài)設(shè)置為活動(dòng)狀態(tài)。如果該對(duì)講組的狀態(tài) 是活動(dòng)狀態(tài)，則服務(wù)器回復(fù)呼叫請(qǐng)求不成功的響應(yīng)消息。中央控制模 塊收到服務(wù)器的響應(yīng)回復(fù)，如果是成功的響應(yīng)回復(fù)，該終端得到該對(duì) 講組的"發(fā)言權(quán)"。中央控制模塊向該對(duì)講組的IP組播地址上(即其他 注冊(cè)在該對(duì)講組上的終端)發(fā)送呼叫開始的消息。主叫終端的狀態(tài)進(jìn) 入到呼叫活動(dòng)狀態(tài)。主叫終端發(fā)出提示音，告知呼叫發(fā)起者可以發(fā)言。 中央控制模塊通過(guò)語(yǔ)音處理模塊采集語(yǔ)音數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線通信模塊， WiFi無(wú)線局域網(wǎng)向該對(duì)講組的IP組播地址上傳輸。當(dāng)對(duì)講完畢，呼 叫發(fā)起者釋放對(duì)講鍵，矩陣中斷電路的對(duì)講線路上的二極管截止，使 中斷管腳KEY—INT變成高電平，產(chǎn)生中斷，中斷處理模塊檢測(cè)到對(duì) 講事件的完成，將該中斷發(fā)送到中央控制模塊，中央控制模塊將產(chǎn)生 呼叫釋放消息通過(guò)無(wú)線通信模塊無(wú)線連接到基站/AP，發(fā)送給服務(wù)器。 服務(wù)器將發(fā)送呼叫釋放消息到對(duì)講組的IP組播地址。其他終端主叫 時(shí)，此終端處于被叫狀態(tài)，通過(guò)基站/AP、無(wú)線通信模塊、中央控制 模塊接收語(yǔ)音數(shù)據(jù)到語(yǔ)音處理模塊，以此來(lái)完成一鍵對(duì)講。
權(quán)利要求1、一種具有一鍵對(duì)講功能的煤礦井下通信手機(jī)，包括外殼、用以給系統(tǒng)提供電源的電源管理模塊、用于實(shí)現(xiàn)通信功能的中央控制模塊、用于通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)出或接收射頻信號(hào)的無(wú)線通信模塊、用于控制耳麥的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的語(yǔ)音處理模塊和用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字/字母按鍵的按鍵矩陣模塊，所述電源管理模塊與中央控制模塊連接，所述中央控制模塊與無(wú)線通信模塊、語(yǔ)音處理模塊和按鍵矩陣模塊連接，所述無(wú)線通信模塊連接天線，其特征在于所述按鍵矩陣模塊還包括對(duì)講鍵、用于當(dāng)對(duì)講鍵被按下后觸發(fā)對(duì)講電路的啟動(dòng)電路和用于當(dāng)接收到觸發(fā)信號(hào)將對(duì)講信號(hào)發(fā)送到中央控制模塊的對(duì)講電路；所述中央控制模塊包括用于收到對(duì)講信號(hào)后，通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)出呼叫請(qǐng)求消息的呼叫請(qǐng)求發(fā)出單元；用于收到服務(wù)器的響應(yīng)回復(fù)后，向所在對(duì)講組的其他IP組播地址發(fā)出呼叫開始的消息的組播呼叫單元；用于當(dāng)收到其中之一的其他IP組播地址的提示信息，通過(guò)語(yǔ)音處理模塊采集語(yǔ)音數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線通信模塊向其他IP組播地址發(fā)出的組播對(duì)講單元；所述對(duì)講鍵連接所述啟動(dòng)電路，所述啟動(dòng)電路連接所述對(duì)講電路，所述對(duì)講電路連接所述中央控制模塊。
專利摘要一種具有一鍵對(duì)講功能的煤礦井下通信手機(jī)，包括外殼、用以給系統(tǒng)提供電源的電源管理模塊、用于實(shí)現(xiàn)通信功能的中央控制模塊、用于通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)出或接收射頻信號(hào)的無(wú)線通信模塊、用于控制耳麥的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的語(yǔ)音處理模塊和用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字/字母按鍵的按鍵矩陣模塊，按鍵矩陣模塊還包括對(duì)講鍵、用于當(dāng)對(duì)講鍵被按下后觸發(fā)對(duì)講電路的啟動(dòng)電路和用于當(dāng)接收到觸發(fā)信號(hào)將對(duì)講信號(hào)發(fā)送到中央控制模塊的對(duì)講電路；中央控制模塊包括呼叫請(qǐng)求發(fā)出單元、組播呼叫單元和組播對(duì)講單元；對(duì)講鍵連接啟動(dòng)電路，啟動(dòng)電路連接對(duì)講電路，對(duì)講電路連接中央控制模塊。本實(shí)用新型能增強(qiáng)對(duì)講功能、具備一鍵對(duì)講功能。
文檔編號(hào)H04M1/725GK201374816SQ200920112969
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者包建義, 欽 李, 趙明高, 雯 鄭, 錢克勤 申請(qǐng)人:杭州綠宇通信技術(shù)有限公司