本實(shí)用新型屬于電子通信領(lǐng)域，尤其涉及一種礦用光纖數(shù)字電話(huà)及應(yīng)急通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤礦通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)是煤礦六大系統(tǒng)之一，在煤炭安全生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)在煤礦日常生產(chǎn)調(diào)度、指揮、管理、以及應(yīng)急疏散和救援等方面不可或缺，是保障煤礦工人安全的第一條生命線(xiàn)。但是，安全事故一旦發(fā)生，電源切斷、坍塌、透水、瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)等次生災(zāi)害將會(huì)使現(xiàn)有的基于電路和電信號(hào)的通信系統(tǒng)和監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完全失去功能，發(fā)揮不了應(yīng)急救援的作用。因此，研究和使用獨(dú)立于現(xiàn)有通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)之外的應(yīng)急通信系統(tǒng)迫在眉睫。而光纖傳感技術(shù)，因其獨(dú)有的無(wú)需供電、可長(zhǎng)距離傳輸、本質(zhì)安全的優(yōu)點(diǎn)，必將在礦山安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急救援方面發(fā)揮重大作用，對(duì)保障礦山生產(chǎn)安全、預(yù)防安全事故、減少事故發(fā)生和生命財(cái)產(chǎn)損失產(chǎn)生重大意義。

在應(yīng)急斷電的情況下，保井上井下的通信暢通，提供實(shí)時(shí)災(zāi)情信息，對(duì)于救援人員能夠在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)井下環(huán)境情況以及人員生還情況進(jìn)行全面判斷以及為及時(shí)進(jìn)行救災(zāi)搶險(xiǎn)指揮和井下人員救援決策提供重要的信息有著重要的作用。

現(xiàn)有的礦用通信系統(tǒng)存在以下不足：現(xiàn)有的礦用通信系統(tǒng)大多采用程控電話(huà)或者IP電話(huà)，通過(guò)專(zhuān)用耦合器和交換機(jī)或者工業(yè)環(huán)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，但是在應(yīng)急斷電狀況或者發(fā)生事故的情況下，井下環(huán)網(wǎng)、交換機(jī)、耦合器和通信電纜任何一個(gè)損壞時(shí)，現(xiàn)有的程控電話(huà)或者IP電話(huà)通信系統(tǒng)就會(huì)無(wú)法使用；而且現(xiàn)有的礦用IP電話(huà)通過(guò)井下環(huán)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，通過(guò)不同的語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)進(jìn)行語(yǔ)音交互，遵循TCP/IP協(xié)議，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)傳輸大數(shù)據(jù)量時(shí)會(huì)造成環(huán)網(wǎng)上其他設(shè)備工作不穩(wěn)定的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且抗干擾性能強(qiáng)的礦用光纖數(shù)字電話(huà)及通信系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種礦用數(shù)字光纖電話(huà)，包括光收發(fā)模塊，所述光收發(fā)模塊用于接收光纜傳送來(lái)的光信號(hào)并傳送至控制器模塊中，所述控制器模塊用于將接收到光信號(hào)送至解碼模塊進(jìn)行解碼，經(jīng)解碼后的信號(hào)傳送至D/A轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由語(yǔ)音播放模塊進(jìn)行播放；

所述礦用數(shù)字光纖電話(huà)還包括語(yǔ)音采集模塊，所述語(yǔ)音采集模塊用于采集語(yǔ)音信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后傳送至編碼模塊進(jìn)行編碼，編碼后的信號(hào)傳送至控制器模塊，控制器模塊將接收到信號(hào)經(jīng)光收發(fā)模塊傳送至光纜。

所述控制器模塊還連接有狀態(tài)指示燈。點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)通道的狀態(tài)指示燈來(lái)提醒主叫方。

所述控制器模塊還連接有蜂鳴器，用于振鈴來(lái)提示被叫方。

所述控制器模塊與光收發(fā)模塊通過(guò)串口相互通信。

所述語(yǔ)音采集模塊為麥克風(fēng)。

所述語(yǔ)音播放模塊為串聯(lián)連接的功率放大器和喇叭。

一種應(yīng)急通信系統(tǒng)，包括若干個(gè)上述的礦用數(shù)字光纖電話(huà)，所述礦用數(shù)字光纖電話(huà)分別安裝于地面上和礦井下，位于地面上的礦用數(shù)字光纖電話(huà)通過(guò)光纜和光分路器與礦井下多部礦用數(shù)字光纖電話(huà)相連。

所述光纜為一芯光纜。

本實(shí)用新型的有益效果為：

(1)本實(shí)用新型在井上和井下通過(guò)一芯主光纜即可實(shí)現(xiàn)雙向語(yǔ)音通信，所有的光纖電話(huà)終端均可以實(shí)現(xiàn)雙向語(yǔ)音通信，語(yǔ)音信息數(shù)字化后通過(guò)光收發(fā)模塊，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)擴(kuò)容方便，傳輸距離遠(yuǎn)，功耗低，作為現(xiàn)有IP電話(huà)和程控電話(huà)的補(bǔ)充，在應(yīng)急狀況下當(dāng)常規(guī)電話(huà)無(wú)法使用時(shí)，作為應(yīng)急電話(huà)機(jī)發(fā)揮調(diào)度作用；

(2)本實(shí)用新型使用專(zhuān)用光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，不帶電，本質(zhì)安全，不使用工業(yè)環(huán)網(wǎng)，工業(yè)環(huán)網(wǎng)損壞和程控電話(huà)傳輸線(xiàn)損壞的話(huà)不影響使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，省去了各種語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，程控電話(huà)交換機(jī)、耦合器、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備；本實(shí)用新型應(yīng)用場(chǎng)合包括礦山，隧道，地下管廊，石化倉(cāng)庫(kù)，民爆等有瓦斯氣體或者其他危險(xiǎn)性氣體的場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的光纖應(yīng)急通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的礦用數(shù)字光纖電話(huà)結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、地面上的礦用數(shù)字光纖電話(huà)，2、光分路器，3、安裝于礦井下的一號(hào)礦用數(shù)字電話(huà)，4、安裝于礦井下的二號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)，5、安裝于礦井下的八號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)，6、光收發(fā)模塊，7、控制器模塊，8、解碼模塊，9、D/A轉(zhuǎn)換模塊，10、語(yǔ)音播放模塊，11、語(yǔ)音采集模塊，12、A/D轉(zhuǎn)換模塊，13、編碼模塊，14、狀態(tài)指示燈，15、蜂鳴器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，礦用光纖應(yīng)急通信系統(tǒng)，包括光纜，所述光纜一端與位于地面上的礦用數(shù)字光纖電話(huà)1相連，光纜另一端與光分路器2相連；所述光分路器2與安裝于礦井下不同位置的礦用數(shù)字光纖電話(huà)分別相連。

本實(shí)施例中光分路器2以1*8光分路器為例，光分路器也可采用其他多種接口的光分路器。

1*8光分路器連接安裝于礦井下的一號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)3、安裝于礦井下的二號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)4、安裝于礦井下的三號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)、安裝于礦井下的四號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)、安裝于礦井下的五號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)、安裝于礦井下的六號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)、安裝于礦井下的七號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)和安裝于礦井下的八號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)5。

礦用數(shù)字光纖電話(huà)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示。礦用數(shù)字光纖電話(huà)包括光收發(fā)模塊6，所述光收發(fā)模塊6用于接收光纜傳送來(lái)的光信號(hào)并傳送至控制器模塊7中，所述控制器模塊7用于將接收到光信號(hào)送至解碼模塊8進(jìn)行解碼，經(jīng)解碼后的信號(hào)傳送至D/A轉(zhuǎn)換模塊9進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由語(yǔ)音播放模塊10進(jìn)行播放；

礦用數(shù)字光纖電話(huà)還包括語(yǔ)音采集模塊11，所述語(yǔ)音采集模塊11用于采集語(yǔ)音信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊12轉(zhuǎn)換后傳送至編碼模塊進(jìn)行編碼，編碼后的信號(hào)傳送至控制器模塊7，控制器模塊將接收到信號(hào)經(jīng)光收發(fā)模塊6傳送至光纜。

其中，本實(shí)用新型的該實(shí)施例中語(yǔ)音采集模塊11采用麥克風(fēng)；語(yǔ)音播放模塊10采用串聯(lián)連接的功率放大器和喇叭構(gòu)成；光纜選用一芯光纜。

控制器模塊7還連接有狀態(tài)指示燈14，當(dāng)點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)通道的狀態(tài)指示燈，用于指示主叫方。

控制器模塊7還連接有蜂鳴器15，用于振鈴來(lái)提示被叫方。

控制器模塊7還與備用電源相連，用于當(dāng)正常電源損壞時(shí)，采用備用電源來(lái)為光纖電話(huà)提供電能。礦用數(shù)字光纖電話(huà)采用礦用本安電源(12v或者18v)工作，光纖電話(huà)的供電是3.3v或者5v，本安電源的直流電通過(guò)DC-DC模塊轉(zhuǎn)換成3.3v供光纖電話(huà)上所有的芯片和集成電路供電，當(dāng)斷電后，依靠本安電源內(nèi)部的備用電池工作，按照常規(guī)的本安電源備用電池容量和光纖數(shù)字電話(huà)的功耗，可以工作2個(gè)月左右。

本實(shí)施例中的編碼模塊和解碼模塊采用ambe-1000芯片予以實(shí)現(xiàn)，ambe-1000芯片同時(shí)集成了編碼和解碼模塊。

控制器模塊可使用任何一款單片機(jī)予以實(shí)現(xiàn)。

帶有指示燈的常開(kāi)按鍵，分別代表地面及井下的九部光纖電話(huà)，其中，常開(kāi)按鍵用于呼叫。光纖數(shù)字電話(huà)均帶有地址，通過(guò)程序進(jìn)行設(shè)定，分別為00-08，其中00代表地面光纖電話(huà)，01-08分別代表井下光纖電話(huà)，下面詳述其工作工程：

(1)地面與井下任意一部光纖電話(huà)通話(huà)時(shí)，按下井下欲呼叫的光纖電話(huà)對(duì)應(yīng)的按鍵，地面光纖電話(huà)內(nèi)部控制器模塊7監(jiān)測(cè)到呼叫按鍵按下時(shí)，即通過(guò)串口發(fā)送對(duì)應(yīng)光纖電話(huà)的呼叫指令，此呼叫指令包含了呼叫方地址和被呼叫方的地址，指令通過(guò)光收發(fā)模塊6傳輸，然后通過(guò)1*8光分路器到達(dá)井下每一部光纖電話(huà)，這時(shí)，井下光纖電話(huà)內(nèi)部控制器模塊7對(duì)接收到的指令進(jìn)行分析，如果地址對(duì)應(yīng)，則控制器模塊7發(fā)出振鈴信號(hào)，同時(shí)點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)通道的指示燈，用于指示主叫方。如果現(xiàn)場(chǎng)有人接電話(huà)，則進(jìn)入通話(huà)流程，麥克風(fēng)的聲音通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)入ambe-1000進(jìn)行編碼，編碼后的語(yǔ)音信息傳輸給控制器模塊，控制器模塊7通過(guò)串口發(fā)給光收發(fā)一體模塊，此時(shí)語(yǔ)音信息變換為數(shù)字化的光信號(hào)傳輸，傳輸?shù)骄鹿饫w電話(huà)時(shí)，先通過(guò)光收發(fā)模塊6變換為數(shù)字化電信號(hào)，然后控制器模塊7通過(guò)串口接收，控制器模塊7接收完畢后通過(guò)I/O口將信息送往ambe-1000進(jìn)行解碼，解碼后的信息再送D/A轉(zhuǎn)換模塊9進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)功放推動(dòng)喇叭發(fā)聲，還原出聲音信息。

井下到井上的通話(huà)過(guò)程與上述工作過(guò)程完全一致，不再贅述。

井下光纖電話(huà)到地面光纖電話(huà)的呼叫及通話(huà)工程與上述工作過(guò)程類(lèi)似，不再詳述。

(2)井下兩部光纖電話(huà)終端通信時(shí)，以地面上的礦用數(shù)字光纖電話(huà)1呼叫安裝于礦井下的二號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)4為例，按下安裝于礦井下的二號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)4對(duì)應(yīng)的按鍵，安裝于礦井下的一號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)3內(nèi)部控制器模塊7監(jiān)測(cè)到呼叫按鍵按下時(shí)，即通過(guò)串口發(fā)送對(duì)應(yīng)光纖電話(huà)地址的呼叫指令，此呼叫指令包含了呼叫方地址和被呼叫方的地址，指令通過(guò)光收發(fā)模塊6傳輸，然后通過(guò)8*1光分路器到達(dá)地面的光纖電話(huà)的光收發(fā)一體模塊，轉(zhuǎn)換為電數(shù)字信號(hào)后，控制器模塊7通過(guò)串口接收到此命令，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己不是被叫方時(shí)，再通過(guò)串口將信息轉(zhuǎn)發(fā)出去，此呼叫指令會(huì)到達(dá)井下所有光纖電話(huà)，井下數(shù)字電話(huà)內(nèi)部控制器模塊對(duì)接收到的指令進(jìn)行分析，只有安裝于礦井下的二號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)4的地址對(duì)應(yīng)，則安裝于礦井下的二號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)4的控制器模塊發(fā)出振鈴信號(hào)，同時(shí)點(diǎn)亮主叫方對(duì)應(yīng)的指示燈，用于指示主叫方為一號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)3。如果現(xiàn)場(chǎng)有人接電話(huà)，則進(jìn)入通話(huà)流程，安裝于礦井下的二號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)4的麥克風(fēng)的聲音通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊12轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)入ambe-1000進(jìn)行編碼，編碼后的語(yǔ)音信息傳輸給控制器模塊，控制器模塊7通過(guò)串口發(fā)給光收發(fā)一體模塊，此時(shí)語(yǔ)音信息變換為數(shù)字化的光信號(hào)傳輸，先傳輸?shù)降孛婀饫w電話(huà)，然后地面光纖電話(huà)再將語(yǔ)音信息轉(zhuǎn)發(fā)出去，到達(dá)一號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)3后通過(guò)光收發(fā)模塊6變換為數(shù)字化電信號(hào)，然后控制器模塊7通過(guò)串口接收，控制器模塊7接收完畢后通過(guò)I/O口將信息送往ambe-1000進(jìn)行解碼，解碼后的信息再送D/A轉(zhuǎn)換模塊9進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)功放推動(dòng)喇叭發(fā)聲，還原出聲音信息。一號(hào)礦用數(shù)字光纖電話(huà)3的麥克語(yǔ)音信息傳輸流程與上述流程一致，同樣是通過(guò)地面光纖電話(huà)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，不再贅述。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。