基于以太网与语音压扩技术的矿井智能广播发布对讲系统的制作方法

本发明属于煤矿用广播系统，具体涉及基于以太网与语音压扩技术的矿井智能广播发布对讲系统。

背景技术：

1、广播系统作为煤矿井下安全避险“六大系统”中通信联络系统的一部分，作为井下工作沟通及发生紧急情况下应急指挥的重要手段，直接影响井下作业人员的工作安全，对矿用广播系统的研究一直以来受到高度重视；近年来，相关的井下通信联络系统使用与管理规范及升级改造方案不断出新，对广播系统提出了更高的要求。

2、现有的矿用广播系统多采用光纤、dsl技术、音频信号传输的方式进行传输，该传输方式中光纤无法随工作面移动，dsl传输方式功耗过高。同时，传统的音频信号传输方式受传输距离影响较大，远距离传输效果不佳。且播音装置的负载会随着使用需要发生间歇性不定时波动，对供电要求较高。所以导致大多数广播系统无法延伸至工作面内。同时，现有矿用广播系统的网络ip架构使得系统联动受到网络影响较大，当网络不佳或脱网状态下，无法有效进行联动。

3、综上所述，目前的煤矿井下广播系统存在着如下缺点：1.现有矿用广播系统所采用的外接本安电源的供电方案无法应对广播系统中负载间歇性波动的问题，从而无法实现长距离情况下的稳定供电。2.现有矿用广播系统所采用的语音信号传输方式在长距离传输情况下传输效果不佳，受噪声干扰较大，无法实现矿下远距离情况下输出高质量音频。3.现有矿用广播系统所使用的电源的上电冲击电流抑制技术无法完全消除上电冲击电流对本安电源的冲击影响，从而当系统上电瞬间容易出现故障中断。

技术实现思路

1、本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供基于以太网与语音压扩技术的矿井智能广播发布对讲系统。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、本发明提供的基于以太网与语音压扩技术的矿井智能广播发布对讲系统，包括井上地面调度单元和井下广播单元，井上地面调度单元与井下广播单元之间连接；

4、所述井上地面调度单元包括ups不间断电源、主机、打印机、sip服务器、工业以太网交换机，ups不间断电源分别与主机、打印机、sip服务器连接，主机与打印机连接，主机、sip服务器分别与工业以太网交换机连接；

5、所述井下广播单元包括矿用隔爆兼本安型以太网交换机、矿用本安型广播分站、矿用本安型音箱、矿用本安型显示器、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，所述井上地面调度单元与井下广播单元之间通过工业以太网交换机与矿用隔爆兼本安型以太网交换机串联构成环网进行通信；

6、所述矿用隔爆兼本安型以太网交换机分别与矿用本安型广播分站、矿用本安型显示器连接，矿用本安型广播分站与矿用本安型音箱连接，矿用隔爆兼本安型直流稳压电源分别与矿用本安型广播分站、矿用本安型音箱、矿用本安型显示器连接。

7、进一步地，所述矿用本安型广播分站包括第一内部交换机、第一网络音频模块、第一语音压扩模块、第一功放模块、第一均衡供电模块、第一扬声器、第一上电冲击电流抑制电路；矿用隔爆兼本安型以太网交换机与第一内部交换机连接，第一内部交换机与第一网络音频模块相连，第一网络音频模块分别与第一语音压扩模块、第一功放模块连接，第一功放模块分别与第一均衡供电模块、第一扬声器相连，第一上电冲击电流抑制电路分别与第一网络音频模块、第一功放模块连接；矿用本安型广播分站通过第一内部交换机与矿用隔爆兼本安型以太网交换机相连，矿用本安型广播分站通过第一上电冲击电流抑制电路与矿用隔爆兼本安型直流稳压电源相连，矿用本安型广播分站通过第一语音压扩模块与矿用本安型音箱相连；所述矿用本安型音箱包括第二语音压扩模块、第二功放模块、第二均衡供电模块、第二扬声器、第二上电冲击电流抑制电路，第二功放模块分别与第二语音压扩模块、第二均衡供电模块、第二扬声器、第二上电冲击电流抑制电路连接，矿用本安型音箱通过第二语音压扩模块与矿用本安型广播分站相连，矿用本安型音箱通过第二上电冲击电流抑制电路与矿用隔爆兼本安型直流稳压电源相连；所述矿用本安型显示器包括通信模块、显示屏主模块、显示模块、文本朗读模块、第二显示屏，矿用本安型显示器通过通信模块与矿用隔爆兼本安型以太网交换机连接，显示屏主模块分别与通信模块、显示模块、文本朗读模块相连，文本朗读模块与显示模块相连，显示模块与第二显示屏相连。

8、进一步地，所述矿用本安型显示器还包括第二内部交换机、第二网络音频模块、第三功放模块、第三扬声器、第三均衡供电模块、第三上电冲击电流抑制电路，第三上电冲击电流抑制电路分别与第二网络音频模块、第三功放模块连接，第二网络音频模块分别与第二内部交换机、显示屏主模块、第三功放模块连接，第三功放模块分别与文本朗读模块、第三扬声器、第三均衡供电模块连接，矿用本安型显示器通过第三上电冲击电流抑制电路与矿用隔爆兼本安型直流稳压电源相连，第二显示屏为led显示屏。

9、进一步地，所述矿用本安型广播分站还包括dsl传输模块、按键、第一显示屏，dsl传输模块分别与第一内部交换机、第一网络音频模块相连，按键、第一显示屏均与第一网络音频模块相连。

10、进一步地，所述第三上电冲击电流抑制电路、第二上电冲击电流抑制电路、第一上电冲击电流抑制电路的电路构成相同；第三上电冲击电流抑制电路、第二上电冲击电流抑制电路、第一上电冲击电流抑制电路均包括第一输出限流控制电路、第一缓冲输出控制电路、第二缓冲输出控制电路以及主回路开关控制管；第一输出限流控制电路分别与第一缓冲输出控制电路、第二缓冲输出控制电路相连，第一缓冲输出控制电路分别与第二缓冲输出控制电路、主回路开关控制管相连；第二缓冲输出控制电路包括第二输出限流控制电路、限流电阻，第二输出限流控制电路通过限流电阻分别与第一输出限流控制电路、第一缓冲输出控制电路、主回路开关控制管相连。

11、进一步地，所述第一输出限流控制电路包括电阻r1、三极管q2，电阻r1两端分别与三极管q2的基极、发射极相连，第一缓冲输出控制电路包括电容c1；第二缓冲输出控制电路包括第二输出限流控制电路、限流电阻r2、限流电阻r5，限流电阻r2一端、限流电阻r5一端都与第二输出限流控制电路连接，限流电阻r2另一端与第一输出限流控制电路相连，限流电阻r5另一端分别与第一缓冲输出控制电路、主回路开关控制管相连。

12、进一步地，所述第二输出限流控制电路包括二极管d1、二极管d2、限流电阻r3、限流电阻r4、电容c2、三极管q3,二极管d1的阳极分别与限流电阻r2、限流电阻r3相连，二极管d1的阴极与二极管d2的阳极相连，二极管d2的阴极分别与电容c2、限流电阻r4连接，电容c2分别与限流电阻r3、三极管q3的基极连接，限流电阻r4与三极管q3的发射极相连，三极管q3的集电极与限流电阻r5相连；所述主回路开关控制管为三极管q1,或者所述主回路开关控制管为场效应管，所述主回路开关控制管与第二输出限流控制电路之间连接有电阻rl。

13、进一步地，所述主机连接有外置麦克风，通过外置麦克风对井下进行广播信息发布调度。

14、进一步地，所述矿用隔爆兼本安型直流稳压电源采用kdw660/24b(a)型号的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源或者kdw1140/24b(a)型号的矿用隔爆兼本安型直流稳压电源。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、1.将语音压扩技术应用于本发明的矿井智能广播发布对讲系统中，通过所述的矿用本安型广播分站与矿用本安型音箱分别内置的第一语音压括模块、第二语音压括模块，来增大音频信号的传输距离，减小传输过程中噪音的影响。

17、2.本发明所述矿用本安型广播分站、矿用本安型音箱、矿用本安型显示器分别通过所设置的第一上电冲击电流抑制电路、第二上电冲击电流抑制电路、第三上电冲击电流抑制电路，实现了上电冲击缓释时间及缓释斜率可调节的功能，从而完全消除上电冲击电流对矿用隔爆兼本安型直流稳压电源的冲击影响。

18、3.对现有的矿用广播系统的供电方式进行了改进，通过对本发明中的恒定性负载和间歇性负载采用不同供电方式，来抑制工作时出现的负载波动，该种供电方式可对不同负载进行针对性供电，使得供电长度加长，从而实现系统的井下全覆盖，实现长距离情况下的稳定供电。