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。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)害將會使現(xiàn)有的基于電路和電信號的通信系統(tǒng)和監(jiān)控監(jiān)測系統(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)有的無需供電、可長距離傳輸、本質(zhì)安全的優(yōu)點(diǎn)，必將在礦山安全生產(chǎn)監(jiān)測以及應(yīng)急救援方面發(fā)揮重大作用，對保障礦山生產(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)時災(zāi)情信息，對于救援人員能夠在較短時間內(nèi)對井下環(huán)境情況以及人員生還情況進(jìn)行全面判斷以及為及時進(jìn)行救災(zāi)搶險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)大多采用程控電話或者IP電話，通過專用耦合器和交換機(jī)或者工業(yè)環(huán)網(wǎng)來實(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損壞時，現(xiàn)有的程控電話或者IP電話通信系統(tǒng)就會無法使用；而且現(xiàn)有的礦用IP電話通過井下環(huán)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，通過不同的語音網(wǎng)關(guān)進(jìn)行語音交互，遵循TCP/IP協(xié)議，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)傳輸大數(shù)據(jù)量時會造成環(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)簡單且抗干擾性能強(qiáng)的礦用光纖數(shù)字電話及通信系統(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，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的光信號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送至解碼模塊進(jìn)行解碼，經(jīng)解碼后的信號傳送至D/A轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號由語音播放模塊進(jìn)行播放；

所述礦用數(shù)字光纖電話還包括語音采集模塊，所述語音采集模塊用于采集語音信號并轉(zhuǎn)化為電信號，轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后傳送至編碼模塊進(jìn)行編碼，編碼后的信號傳送至控制器模塊，控制器模塊將接收到信號經(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)亮對應(yīng)通道的狀態(tài)指示燈來提醒主叫方。

所述控制器模塊還連接有蜂鳴器，用于振鈴來提示被叫方。

所述控制器模塊與光收發(fā)模塊通過串口相互通信。

所述語音采集模塊為麥克風(fēng)。

所述語音播放模塊為串聯(lián)連接的功率放大器和喇叭。

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

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一芯主光纜即可實(shí)現(xiàn)雙向語音通信，所有的光纖電話終端均可以實(shí)現(xiàn)雙向語音通信，語音信息數(shù)字化后通過光收發(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電話和程控電話的補(bǔ)充，在應(yīng)急狀況下當(dāng)常規(guī)電話無法使用時，作為應(yīng)急電話機(jī)發(fā)揮調(diào)度作用；

(2)本實(shí)用新型使用專用光纖網(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)損壞和程控電話傳輸線損壞的話不影響使用，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，省去了各種語音網(wǎng)關(guān)，程控電話交換機(jī)、耦合器、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備；本實(shí)用新型應(yīng)用場合包括礦山，隧道，地下管廊，石化倉庫，民爆等有瓦斯氣體或者其他危險性氣體的場合。

附圖說明

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)字光纖電話結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、地面上的礦用數(shù)字光纖電話，2、光分路器，3、安裝于礦井下的一號礦用數(shù)字電話，4、安裝于礦井下的二號礦用數(shù)字光纖電話，5、安裝于礦井下的八號礦用數(shù)字光纖電話，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、語音播放模塊，11、語音采集模塊，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)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：

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礦用數(shù)字光纖電話3、安裝于礦井下的二號礦用數(shù)字光纖電話4、安裝于礦井下的三號礦用數(shù)字光纖電話、安裝于礦井下的四號礦用數(shù)字光纖電話、安裝于礦井下的五號礦用數(shù)字光纖電話、安裝于礦井下的六號礦用數(shù)字光纖電話、安裝于礦井下的七號礦用數(shù)字光纖電話和安裝于礦井下的八號礦用數(shù)字光纖電話5。

礦用數(shù)字光纖電話的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示。礦用數(shù)字光纖電話包括光收發(fā)模塊6，所述光收發(fā)模塊6用于接收光纜傳送來的光信號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送至解碼模塊8進(jìn)行解碼，經(jīng)解碼后的信號傳送至D/A轉(zhuǎn)換模塊9進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號由語音播放模塊10進(jìn)行播放；

礦用數(shù)字光纖電話還包括語音采集模塊11，所述語音采集模塊11用于采集語音信號并轉(zhuǎn)化為電信號，轉(zhuǎn)換后的電信號經(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，編碼后的信號傳送至控制器模塊7，控制器模塊將接收到信號經(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)施例中語音采集模塊11采用麥克風(fēng)；語音播放模塊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，采用備用電源來為光纖電話提供電能。礦用數(shù)字光纖電話采用礦用本安電源(12v或者18v)工作，光纖電話的供電是3.3v或者5v，本安電源的直流電通過DC-DC模塊轉(zhuǎn)換成3.3v供光纖電話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)字電話的功耗，可以工作2個月左右。

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)。

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

(1)地面與井下任意一部光纖電話通話時，按下井下欲呼叫的光纖電話對應(yīng)的按鍵，地面光纖電話內(nèi)部控制器模塊7監(jiān)測到呼叫按鍵按下時，即通過串口發(fā)送對應(yīng)光纖電話的呼叫指令，此呼叫指令包含了呼叫方地址和被呼叫方的地址，指令通過光收發(fā)模塊6傳輸，然后通過1*8光分路器到達(dá)井下每一部光纖電話，這時，井下光纖電話內(nèi)部控制器模塊7對接收到的指令進(jìn)行分析，如果地址對應(yīng)，則控制器模塊7發(fā)出振鈴信號，同時點(diǎn)亮對應(yīng)通道的指示燈，用于指示主叫方。如果現(xiàn)場有人接電話，則進(jìn)入通話流程，麥克風(fēng)的聲音通過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后進(jìn)入ambe-1000進(jìn)行編碼，編碼后的語音信息傳輸給控制器模塊，控制器模塊7通過串口發(fā)給光收發(fā)一體模塊，此時語音信息變換為數(shù)字化的光信號傳輸，傳輸?shù)骄鹿饫w電話時，先通過光收發(fā)模塊6變換為數(shù)字化電信號，然后控制器模塊7通過串口接收，控制器模塊7接收完畢后通過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，然后通過功放推動喇叭發(fā)聲，還原出聲音信息。

井下到井上的通話過程與上述工作過程完全一致，不再贅述。

井下光纖電話到地面光纖電話的呼叫及通話工程與上述工作過程類似，不再詳述。

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

上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本實(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)范圍以內(nèi)。