專利名稱：數(shù)字防爆對講用戶機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)通訊設(shè)備，具體的說是一種數(shù)字防爆對講用戶機(jī)。
背景技術(shù)：
工業(yè)防爆對講通訊系統(tǒng)主要應(yīng)用在高噪音、高粉塵、高電磁干擾并且存在著爆炸性氣體環(huán)境下的工礦企業(yè)內(nèi)部語音通訊。對于工業(yè)防爆對講用戶機(jī)來說，II B防爆等級的 模擬防爆對講用戶機(jī)不能完全滿足現(xiàn)代化企業(yè)的管理及生產(chǎn)的需求，主要體現(xiàn)在1、安全柵電路、隔爆結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)，只能適用于工廠存在II A、II B，T1 T6組 可燃性氣體、蒸汽與空氣混合形成的爆炸危險1區(qū)或2區(qū)場所，不能在存在著氫氣、乙炔等 II C級爆炸性氣體下使用。2、主機(jī)和用戶終端之間采用模擬傳輸方式，抗干擾能力差，容易受到工業(yè)環(huán)境電 磁干擾，在高電磁干擾環(huán)境下嚴(yán)重影響用戶的正常使用。3、非智能話站與電話系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、數(shù)字錄音系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多業(yè)務(wù)集成 困難，不能滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)指揮通訊的需要。4、不能對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。維護(hù)人員必須到現(xiàn)場才能了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，增 加了維護(hù)人員的工作量和設(shè)備維護(hù)成本。5、系統(tǒng)主機(jī)之間組網(wǎng)困難，系統(tǒng)容量受到限制。6、接線復(fù)雜，每個終端的連線至少為6根，線路投資大，如果接線錯誤極易損壞設(shè) 備；

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)字防爆對講用戶機(jī)，能在存在著氫 氣、乙炔等II C級爆炸性氣體下使用。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，整機(jī)電路根據(jù)防爆要求設(shè) 計成本安和隔爆兩大部分，主板和扳鍵板為本安電路，直接安裝在玻璃纖維外殼內(nèi)；接線 板、電源功放板和安全柵板為非本安電路，安裝在隔爆箱內(nèi)，再將隔爆箱安裝在話站外殼 內(nèi)，通過電纜實(shí)現(xiàn)電路板之間的連接。其中本安部分的電路設(shè)計采用了微處理器控制技術(shù)、脈沖編碼調(diào)制技術(shù)(PCM)、數(shù) 字時分復(fù)用和時分交換技術(shù)、高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)技術(shù)和ISDN(2B+D)數(shù)字通信技術(shù)， 使其數(shù)據(jù)傳輸數(shù)字化，降低功耗，本安電路包括(1)數(shù)字用戶接口，將控制信號和語音信號傳輸?shù)紿DLC控制器。(2)HDLC控制器，負(fù)責(zé)將控制信號和語音信號分離，對控制信號進(jìn)行協(xié)議處理傳送 到微處理器，將語音信號送入音頻處理器。(3)音頻處理器，將語音信號進(jìn)行放大和隔離。其特征還在于可以對數(shù)字語音信號 進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，然后送入揚(yáng)聲器，還可以對由麥克風(fēng)送入的模擬語音信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號，送入HDLC控制器。[0015](4)微處理單元，負(fù)責(zé)控制整個終端的命令下達(dá)。(5)模擬音頻輸入模塊，用以輸入模擬語音。(6)模擬音頻輸出模塊，用以輸出模擬語音。(7)可編程邏輯門電路，用以控制扳鍵及指示燈。(8)扳鍵模塊，用以獲知用戶扳鍵的按鍵信息。隔爆部分包括(1)電源功放板，用以將傳輸?shù)浇K端的數(shù)字信號分離成控制信號、語音信號和電源 信號，將控制信號和語音信號傳輸?shù)紿DLC控制器，將電源信號傳輸給電源模塊，并且將語 音信號放大傳輸?shù)椒辣瑩P(yáng)聲器。(2)安全柵板，用以限制流過本安電路的電流及電壓，使其輸出符合II C防爆要 求。(3)采用螺紋隔爆結(jié)合面的隔爆箱。本實(shí)用新型在電路設(shè)計上采用ISDN(2B+D)數(shù)字通信技術(shù)和嵌入式CPU控制技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)用戶機(jī)之間的語音和數(shù)據(jù)的數(shù)字化通訊，使得傳輸質(zhì)量大大提高。其通信過程包括用 戶的語音通過音頻處理部分進(jìn)行數(shù)字化處理。同時用戶機(jī)在微處理單元的控制下將扳鍵發(fā) 送來的信息在存儲器中進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的協(xié)議，在終端按鍵的控制下將語音信號連 同通信協(xié)議一起通過數(shù)字用戶接口發(fā)送給ISDN網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)傳輸給被叫用戶。被叫用戶通 過數(shù)字用戶接口接收到主叫用戶傳輸?shù)恼Z音信號和協(xié)議后，由微處理單元和HDLC控制器 對協(xié)議進(jìn)行解析。另外，音頻處理器按照協(xié)議的要求將數(shù)字語音信號轉(zhuǎn)變成模擬信號，通過 揚(yáng)聲器發(fā)送出來或通過放大單元放大后由25W防爆楊聲器輸出。由于HDLC控制器可提供豐 富的在通信協(xié)議，因此在不同的協(xié)議控制下，終端可以實(shí)現(xiàn)單呼、組呼、雙工會議、強(qiáng)插等功 能。通過豐富的接口，設(shè)備還可收集并通過ISDN網(wǎng)絡(luò)傳送廣播系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、 數(shù)字錄音系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等其它系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)，讓這些系統(tǒng)可以協(xié)同工作。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了端到端采用全數(shù)字連接，成為多業(yè)務(wù)綜合工業(yè)通訊對講用戶 機(jī)，其特點(diǎn)在于(1)可適用于工廠存在II A、II B、II C類，Tl T6組可燃性氣體、蒸汽與空氣 混合形成的爆炸危險1區(qū)或2區(qū)場所使用；(2)接線簡單，每臺用戶機(jī)只需連接一對通信電纜，在這一對電纜上實(shí)現(xiàn)語音、數(shù) 據(jù)的傳輸，并且還對用戶機(jī)提供電源，大大減少了線路的投資；(3)功能齊全，每臺用戶機(jī)可實(shí)現(xiàn)單呼、組呼、雙工會議、強(qiáng)插等功能，并且具備中 文來電顯示，可顯示主叫用戶的崗位名稱及端口號；(4)接口豐富，不僅可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，還可以與維護(hù)終端相連接進(jìn)行日常的維 護(hù)；(5)收、發(fā)信電平數(shù)字可調(diào)，每臺用戶機(jī)的收、發(fā)信電平值都可以通過維護(hù)終端進(jìn) 行調(diào)節(jié)，有64個電平值可供選擇，保證用戶對用戶機(jī)音量大小的需求。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。

圖1為本實(shí)用新型的整機(jī)電路框圖。[0033]圖2為本實(shí)用新型的整機(jī)結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型的通信控制原理流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖 1所示，包括接線板101、電源功放板102、安全柵板103、主板104、扳鍵板105 及防爆揚(yáng)聲器106，其中接線板101、電源功放板102、安全柵板103為隔爆部分安裝在隔爆 箱內(nèi)；主板104和扳鍵板105為本安部分安裝在玻璃纖維外殼內(nèi)，它與隔爆部分之間用導(dǎo)線 連接；防爆揚(yáng)聲器106為音頻輸出設(shè)備安裝在用戶機(jī)的外面，它與隔爆部分之間用導(dǎo)線連 接。1、接線板 101接線板101包括接線端子1011，用于連接用戶機(jī)外部的信號，如68V電源、語音信 號、控制信號等。2、電源功放板102電源功放板102包括接口變壓器1021、保護(hù)電路1022、音頻放大器1023機(jī)隔離變 壓器1024。其中接口變壓器1021是將數(shù)字信號進(jìn)行分離，將68V電源提供給安全柵板103 的DC-DC變換1031，并將HDLC控制信號提供給安全柵1 1033 ；隔離變壓器1024是將由安 全柵2 1032傳輸過來的語音信號進(jìn)行隔離，然后送入音頻放大器1023進(jìn)行語音放大，最后 接入接線端子1011，傳輸?shù)椒辣瑩P(yáng)聲器106上。3、安全柵板103安全柵板是由DC-DC變換1031和三個安全柵1032、1033、1034組成。DC-DC變換 1031主要是將直流68V電源轉(zhuǎn)換成5V直流電源為主板104供電。三個安全柵1032、1033、 1034主要是將連接本安部分的電源信號、控制信號及語音信號進(jìn)行限流、限壓，以保護(hù)本安 電路的安全。4、主板 104主板104包括模擬音頻輸入模塊1041、HDLC控制器1042、音頻處理1043、數(shù)字用 戶接口 1044、可編程邏輯門電路1045及微處理單元1046。1)微處理單元1046本實(shí)用新型的微處理單元1046由嵌入式內(nèi)核、通訊處理單元以及外圍模塊組成， 集成了多種通訊協(xié)議，以便于實(shí)現(xiàn)多種功能。2)音頻處理器1043、模擬音頻輸入模塊1041音頻處理器1043提供最基本的語音通訊功能，支持模擬信號輸入、輸出。模擬音 頻信號由模擬音頻輸入模塊1041輸入，將語音信號處理成模擬音頻信號，傳送至音頻處理 器1043，然后將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送至HDLC控制器1042，然后再送至微處理單 元1046，由微處理單元1046發(fā)送命令，將信號發(fā)送給其他終端；或者反向操作，將數(shù)字信號 經(jīng)音頻處理器1043轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號，傳送至安全柵103再送入電源功放板102，最后經(jīng) 過接線板101接入防爆揚(yáng)聲器106。3)數(shù)字用戶接口 1044數(shù)字用戶接口 1044可直接外接ISDN網(wǎng)，它主要為本實(shí)用新型提供2B+D的接口用 戶線連接，數(shù)字用戶接口 1044在本實(shí)用新型中主要完成與ISDN主機(jī)之間進(jìn)行信號及協(xié)議傳輸。4) HDLC 控制器 1042HDLC控制器1042為本實(shí)用新型提供協(xié)議控制。5、扳鍵板 105扳鍵板由扳鍵和指示燈模塊1051組成，通過掃描得知用戶的按鍵信息及等位顯示狀況。6、防爆揚(yáng)聲器106防爆揚(yáng)聲器106為語音輸出設(shè)備，通過電源功放板102將語音放大后，最大的輸出 功率為25W。如圖2所示，整個用戶機(jī)長550mm、寬140mm、高173mm，材質(zhì)為玻璃纖維，防護(hù)等級 可達(dá)到IP65，可防風(fēng)、防雨、防粉塵、耐寒、耐熱、抗腐蝕，包括產(chǎn)品標(biāo)識牌3、揚(yáng)聲器面罩4、 防爆標(biāo)識牌5、話站崗位名稱標(biāo)識牌6、沉頭螺釘7、送話器面罩8、送話器9、話站上蓋板10、 扳鍵開關(guān)組件11、話站下蓋板12、隔爆箱13、主板27、扳鍵板28，其中隔爆箱13還包括接地 標(biāo)識牌14、接線板支架17、接線板19、電源功放板22、壓板24、安全柵板25、盤頭螺釘26。 整個用戶機(jī)突破了傳統(tǒng)防爆用戶機(jī)的設(shè)計理念采用復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，外觀美觀大方。用戶機(jī) 的防護(hù)等級可達(dá)到IP65，可防風(fēng)、防雨、防粉塵、耐寒、耐熱、抗腐蝕。獨(dú)有的接線板設(shè)計，使 維護(hù)接線更加的方便、快捷。下面結(jié)合圖3對本實(shí)用新型的通信控制原理作簡要的說明。整機(jī)上電啟動工作后，程序自動進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，先對其硬件進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入 協(xié)議處理程序、定時處理和按鍵處理。如果檢測到協(xié)議進(jìn)入?yún)f(xié)議處理子程序、協(xié)議發(fā)送、釋 放，最后返回。若沒有檢測到協(xié)議就進(jìn)行按鍵檢測，按鍵有變化則進(jìn)如按鍵處理子程序，然 后協(xié)議處理、協(xié)議發(fā)送、釋放，最后返回。如果按鍵沒有變化則直接返回，程序在上述流程中 反復(fù)自動運(yùn)行。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限 制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精 神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種數(shù)字防爆對講用戶機(jī)，其特征在于，包括本安部分、隔爆部分、防爆揚(yáng)聲器，所述隔爆部分包括接線板、電源功放板、安全柵板，安裝在隔爆箱內(nèi)；所述本安部分包括主板和扳鍵板，安裝在玻璃纖維外殼內(nèi)，本安部分與隔爆部分之間用導(dǎo)線連接；防爆揚(yáng)聲器為音頻輸出設(shè)備，安裝在用戶機(jī)的外面，它與隔爆部分之間用導(dǎo)線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字防爆對講用戶機(jī)，其特征在于，所述主板包括 數(shù)字用戶接口，用于將控制信號和語音信號傳輸?shù)紿DLC控制器，HDLC控制器，用于將控制信號和語音信號分離，對控制信號進(jìn)行協(xié)議處理傳送到微處 理器，將語音信號送入音頻處理器；音頻處理器，用于將語音信號進(jìn)行放大和隔離；可以對數(shù)字語音信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換， 然后送入揚(yáng)聲器，還可以對由麥克風(fēng)送入的模擬語音信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入 HDLC控制器；微處理單元，包括嵌入式內(nèi)核、通訊處理單元以及外圍模塊，用于處理多種通訊協(xié)議； 模擬音頻輸入模塊，用以輸入模擬語音； 模擬音頻輸出模塊，用以輸出模擬語音； 可編程邏輯門電路，用以控制扳鍵及指示燈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字防爆對講用戶機(jī)，包括本安部分、隔爆部分、防爆揚(yáng)聲器，所述隔爆部分包括接線板、電源功放板、安全柵板，安裝在隔爆箱內(nèi)；所述本安部分包括主板和扳鍵板，安裝在玻璃纖維外殼內(nèi)，本安部分與隔爆部分之間用導(dǎo)線連接；防爆揚(yáng)聲器為音頻輸出設(shè)備，安裝在用戶機(jī)的外面，它與隔爆部分之間用導(dǎo)線連接。本實(shí)用新型為多業(yè)務(wù)綜合工業(yè)通訊對講用戶機(jī)，接線簡單，功能齊全，接口豐富，可適用于工廠存在II A、II B、II C類，T1～T6組可燃性氣體、蒸汽與空氣混合形成的爆炸危險1區(qū)或2區(qū)場所使用。
文檔編號H04M1/18GK201571095SQ20092028897
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者尹志高, 張武成, 戴啟力, 談瑩青, 高戰(zhàn)勝 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司