专利名称：具有有线广播功能的煤矿人员管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管理系统，尤其涉及一种具有有线广播功能的煤矿人员管理 系统。
背景技术：
本申请人原开发使用的人员管理系统应用ZIGBEE技术实现了井下无线信号全覆 盖；采用2. 4GHz无线扩频通信方式，无线通信距离大于160米；利用对485总线数据的转发 技术，可使有线传输距离大于50千米；识别卡使用3V电池，正常工作平均电流小于IOuA ； 并结合网络技术可实现于调度通信系统、环境监控系统、瓦斯监控系统、工业视频系统的融 合。是目前功能最强的井下人员管理系统，但是，井上人员还是无法快速准确的给井下传递 信息，在现有的矿井条件下，语音是快速而准确传递信息的最好办法，因此我们研发一种带 有广播功能的井下人员管理系统来解决这个问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种带有广播功能可以利用原有的数据电缆实现及 时传达信息的煤矿井下人员管理系统。本实用新型的目的通过以下方案实现由设置于井下的一个以上带扬声器的识别 分站、设置于井上的传输接口及系统服务器组成；各识别分站通过无线模块与身份识别卡 通信，并通过485总线与井上传输接口通信，同时具有语音数据解压、解码的作用；传输接 口为系统服务器与识别分站的接口转换器，各识别分站由识别分站装置板、无线收发模块、 语音中路板构成。各识别分站配备隔爆电源，给识别分站进行供电；识别分站装置板由电平 转换芯片Zl、Z2、单片机Ul、cpld芯片Cl构成，电平转换芯片的2、3脚通过cpld芯片Cl 的普通I/O 口转为TTL电平与单片机Ul的数据地址总线d0-d7、a0-al5通信，单片机Ul通 过串口与无线收发模块通信；单片机Ul的数据地址总线d0-d7、a0-al5通过cpld芯片Cl 的普通I/O 口转为TTL电平与语音中路板上的单片机(Ul)的串口通信；传输接口为系统 服务器与识别分站的接口转换器，主要起到本安与非本安的隔离、语音数据压缩、编码的作 用；传输接口由传输接口装置板、非本安端变压器、本安端变压器、语音中路板构成；传输 接口通过220V电源供电；传输接口装置板由电平转换芯片Z3、电平转换芯片Z4、单片机U2、 cpld芯片C2构成，电平转换芯片Z3的11、12脚与单片机U2的5、7脚进行串行通信，电平 转换芯片Z3的13、14脚与系统服务器进行串行通信；单片机U2通过数据地址总线d0-d7、 a0-al5与cpld芯片C2的普通I/O连接，经过转换后模拟一个串口，通过普通I/O与语音中 路板2上的单片机U2的串口通信、同时通过另外的两个普通I/O与电平转换芯片Z4的2、 3脚连接，电平转换芯片Z26、7脚与总线连接。本实用新型所述语音中路板均由语音压缩/解压缩芯片、单片机(UB1/UB2)及PCM 编/解码芯片Bl构成，语音压缩/解压缩芯片采用AMBE1000，单片机采用STC89C58RD单片 机作为微控制器；单片机(UB1/UB2)的5、7脚与传输接口装置板或识别分站装置板连接，单片机(UB1/UB2)的数据地址总线(d0-d7、a0-al5)与语音压缩/解压缩芯片(Yl)连接，语 音压缩/解压缩芯片Yl与PCM编码/解码芯片Bl的8、13脚连接；PCM编码/解码芯片B 的15脚为音频输出接扬声器、18脚为音频输入接麦克风。本实用新型采用了语音数据与原有通信数据混合传输的方式，可以利用原有的数 据电缆，使实现井下语音广播变得更方便和经济。将有线广播功能引入煤矿人员管理系统 后，矿井上下的通信将变的快速而准确，可以节约大量的时间提高效率，尤其是出现紧急状 况时，可以及时的传达信息，对矿井安全生产有很大的帮助。
图1为带有线广播功能的煤矿人员管理系统示意图；图2为语音中路板原理框图；图3为识别分站连接框图；图4传输接口连接框图；图5识别分站装置板原理框图；图6传输接口装置板原理框图。
具体实施方式
以下结合实施并对照附图对本实用新型进行详细说明。实施例本实施例由设置于井下的一个以上带扬声器的识别分站、设置于井上的传输接口 及系统服务器组成。各识别分站通过无线模块与身份识别卡通信，并通过485总线与井上传输接口通 信，同时具有语音数据解压、解码的作用。识别分站由识别分站装置板、无线收发模块、语音 中路板1构成，各识别分站配备隔爆电源，给识别分站进行供电。识别分站装置板由电平转 换芯片 Zl、Z2(71bl84)、单片机 Ul (stc89c58)、cpld 芯片 Cl (印m7160stc_100)构成，电平 转换芯片的2、3脚通过cpld芯片Cl的普通I/O 口转为TTL电平与单片机Ul的数据地址 总线d0-d7、a0-al5通信，单片机Ul通过串口与无线收发模块通信。单片机Ul的数据地址 总线d0-d7、a0-al5通过cpld芯片Cl的普通I/O 口转为TTL电平与语音中路板1上的单 片机UBl的串口通信。传输接口为系统服务器与识别分站的接口转换器，主要起到本安与非本安的 隔离、语音数据压缩、编码的作用；传输接口由传输接口装置板、非本安端变压器、本安 端变压器、语音中路板2构成。传输接口通过220V电源供电。传输接口装置板由电 平转换芯片Z3(MAX232)、电平转换芯片Z4(71bl84)、单片机U2 (stc89c58)、cpld芯片 C2(epm7128stc-100)构成，电平转换芯片Z3的11、12脚与单片机U2的5、7脚进行串行通 信，电平转换芯片Z3的13、14脚与系统服务器进行串行通信。单片机U2通过数据地址总 线d0-d7、a0-al5与cpld C2的普通I/O连接，经过转换后模拟一个串口，通过普通I/O与 语音中路板2上的单片机UB2的串口通信、同时通过另外的两个普通I/O与电平转换芯片 Z4的2、3脚连接，转为485格式由6、7脚与总线连接。语音中路板均由语音压缩/解压缩芯片、单片机及PCM编/解码芯片构成，语音压缩/解压缩芯片采用AMBE1000，单片机采用STC89C58RD单片机作为微控制器。单片机UBl/ UB2(stc89c58)的5、7脚与传输接口装置板或识别分站装置板连接，单片机UB1/UB2的数据 地址总线d0-d7、a0-al5与语音压缩/解压缩芯片Yl (AMBE1000)连接，语音压缩/解压缩 芯片Yl (AMBE1000)与PCM编码/解码芯片Bl (mcl45481)的8、13脚连接。PCM编码/解码 芯片Bl (mcl45481) 5脚为音频输出(接喇叭、扬声器)，18脚为音频输入(接麦克风)。身份识别卡井下人员随身携带的设备，通过无线与识别分站进行通信；系统服务器装有煤矿人员管理系统考勤软件的服务器。本实用新型的工作原理为为满足井下人员定位系统有线传输距离大于5千米， 在有限的带宽条件下，采用语音压缩技术，将经过编码后的语音数据混入原有通信数据中 进行传输，该技术选用专用语音芯片AMBE-1000进行编解码，编码速率为2400BPS，利用该 芯片，我们设计了一块语音中路板进行语音数据的解、压缩和编、解码。井上人员通过麦克 风输入话音，在传输接口内由语音中路板进行语音数据的压缩和编码，数据通过485总线 传输至井下识别分站，在识别分站内由语音中路板进行语音数据的解压和解码，通过功放 放大后由扬声器进行广播。
权利要求一种具有有线广播功能的煤矿人员管理系统，其特征在于由设置于井下的一个以上带扬声器的识别分站、设置于井上的传输接口及系统服务器组成；各识别分站通过无线模块与身份识别卡通信，并通过485总线与井上传输接口通信；传输接口为系统服务器与识别分站的接口转换器，各识别分站由识别分站装置板、无线收发模块、语音中路板(1)构成，各识别分站配备隔爆电源，给识别分站进行供电；识别分站装置板由电平转换芯片(Z1、Z2)、单片机(U1)、cpld芯片(C1)构成，电平转换芯片的2、3脚通过cpld芯片(C1)的普通I/O口转为TTL电平与单片机(U1)的数据地址总线(d0 d7、a0 a15)通信，单片机(U1)通过串口与无线收发模块通信；单片机(U1)的数据地址总线(d0 d7、a0 a15)通过cpld芯片(C1)的普通I/O口转为TTL电平与语音中路板(1)上的单片机(U1)的串口通信；传输接口为系统服务器与识别分站的接口转换器；传输接口由传输接口装置板、非本安端变压器、本安端变压器、语音中路板(2)构成；传输接口通过220V电源供电；传输接口装置板由电平转换芯片(Z3)、电平转换芯片(Z4)、单片机(U2)、cpld芯片(C2)构成，电平转换芯片(Z3)的11、12脚与单片机(U2)的5、7脚进行串行通信，电平转换芯片(Z3)的13、14脚与系统服务器进行串行通信；单片机(U2)通过数据地址总线(d0 d7、a0 a15)与cpld芯片(C2)的普通I/O连接，经过转换后模拟一个串口，通过普通I/O与语音中路板(2)上的单片机(U2)的串口通信、同时通过另外的两个普通I/O与电平转换芯片(Z4)的2、3脚连接，电平转换芯片(Z2)6、7脚与总线连接。
2.根据权利要求1所述的具有有线广播功能的煤矿人员管理系统，其特征在于语音 中路板均由语音压缩/解压缩芯片、单片机(UB1/UB2)及PCM编/解码芯片(B1)构成，语 音压缩/解压缩芯片采用AMBE1000，单片机采用STC89C58RD单片机作为微控制器；单片机 (UB1/UB2)的5、7脚与传输接口装置板或识别分站装置板连接，单片机(UB1/UB2)的数据地 址总线(d0-d7、a0-al5)与语音压缩/解压缩芯片(Y1)连接，语音压缩/解压缩芯片(Y1) 与PCM编码/解码芯片(B1)的8、13脚连接；PCM编码/解码芯片(B1) 5脚为音频输出接 扬声器，(18)脚为音频输入接麦克风。
专利摘要本实用新型公开了一种具有有线广播功能的煤矿人员管理系统，由设置于井下的一个以上识别分站、设置于井上的传输接口装置板及系统服务器组成，其特征在于各识别分站配置扬声器，传输接口为系统服务器与识别分站的接口转换器；各识别分站由识别分站装置板、无线收发模块构成，各识别分站配备隔爆电源，给识别分站进行供电。识别分站装置板由电平转换芯片、单片机、CPLD芯片构成。将有线广播功能引入煤矿人员管理系统后，矿井上下的通信将变得快速而准确，可以节约大量的时间提高效率，尤其是出现紧急状况时，可以及时的传达信息，对矿井安全生产有很大的帮助。
文档编号G06Q10/00GK201707702SQ200920189528
公开日2011年1月12日 申请日期2009年10月21日 优先权日2009年10月21日
发明者严华, 刘建芳, 王立雄, 谢科, 赵琪 申请人:江西联创通信有限公司