CN101808232B - 一种楼宇对讲室内机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种楼宇对讲室内机控制系统，包括系统总线接口、电源转换电路、室内机供电电路、视频输入阻抗匹配电路、视频输出驱动电路、音频双工通讯电路、音频功率放大电路、二个多路选择开关、数据通讯收发器、微处理器、接口状态指示灯、电平状态检测电路及至少二个室内机接口；室内机供电电路为室内机提供多种不同电压的电源；视频输入阻抗匹配电路与视频输出驱动电路为室内机提供视频信号接入；音频双工通讯电路、音频功率放大电路与多路选择开关为室内机提供双向音频信号的接入；微处理器连接数据通讯收发器、电平状态检测电路，实现室内机状态的检测与控制。此控制系统由多台室内机共享，降低设备成本，具有故障隔离、视频传输补偿的功能。

Description

一种楼宇对讲室内机控制系统

技术领域

本发明涉及一种楼宇对讲室内机控制系统。

背景技术

目前，楼宇对讲室内机的控制系统设置在各个室内机中，每个室内机均有一套这样的控制系统，它通过系统总线接收来自楼宇对讲系统中其它设备的指令或状态，根据这些指令或状态对室内机进行控制，并将该室内机的状态信息回馈给楼宇对讲系统中的其它设备。由于每个室内机内均需要分别设置控制系统，使得整个楼宇对讲系统成本过高，且不方便进行售后维护。

鉴于上述分析，本发明人针对目前楼宇对讲室内机的控制系统进行研究改进，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种楼宇对讲室内机控制系统，由多台室内机共享该控制系统，并由该控制系统分别控制这些室内机的供电、音频视频信号的通路，并检测使用者对这些室内机的操作动作，同时还监测这些室内机的接线或电路故障。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种楼宇对讲室内机控制系统，独立于室内机，通过系统总线接口通过系统总线与系统的其它设备相连，通过多个室内机接口分别与多个室内机相连；此控制系统包括系统总线接口、电源转换电路、室内机供电电路、视频输入阻抗匹配电路、视频输出驱动电路、音频双工通讯电路、二个多路选择开关、数据通讯收发器、微处理器、接口状态指示灯、电平状态检测电路及至少二个室内机接口；系统总线接口与系统总线连接；电源转换电路的输入端与系统总线接口连接，输出端连接至室内机供电电路，再经由各室内机接口通过5类线或超5类线与室内机连接，为其提供电源；视频输入阻抗匹配电路也通过系统总线接口与系统总线连接，其输出端通过视频输出驱动电路连接至各室内机接口；音频双工通讯电路的一端与系统总线接口连接，另一端连至分别选通输入与输出的二多路选择开关，而每个多路选择开关均与各室内机接口连接；数据通讯收发器的一端与系统总线接口连接，另一端与微处理器连接，并建立微处理器与系统总线接口之间的数据传输；电平状态检测电路检测室内机接口各信号线的直流电平，并将直流电平状态信息送入微处理器；微处理器接收电平状态检测电路的电平状态信息，进行处理，便可以判断室内机接口是否存在接线故障或室内机的用户是否在操作室内机，微处理器根据这些信息，对室内机供电电路、二个多路选择开关、音频双工通讯电路及接口状态指示灯进行相应的控制。

上述视频输入阻抗匹配电路或视频输出驱动电路中还包括对室内机接口到室内机的接线视频传输衰减进行补偿的预加权放大电路。

采用上述方案后，本发明在功能与结构上有以下几点改进：

(1)本发明采用独特的多台室内机共享控制系统内微处理器、音频双工通讯电路等的方式，大大降低系统的设备成本；

(2)本发明采用5类线或超5类线布线，相比较传统的楼宇对讲系统，降低了线材成本、工程施工成本；

(3)本发明在双绞线上传输差分视频信号，相比较传统的楼宇对讲系统，提高了视频信号传输的抗干扰能力；并且采用加权放大电路对视频传输损耗进行补偿；

(4)本发明利用电平状态检测电路检测室内机接口各信号线的电平状态，可判断接线或室内机是否存在故障；

(5)本发明采用独特的三段式室内机供电方法，如果检测到接线或室内机故障，微处理器将控制室内机供电电路不送出高电压的电源，而只送出低电压的电源，这样可以有效减少故障引起的设备损坏、系统工作异常等问题；

(6)本发明采用以上多种技术实现独特的故障隔离，有效地实现每一台室内机之间的故障隔离。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明中的供电电路的示意图；

图3是本发明中音频部分电路的示意图；

图4是本发明与室内机之间的接口信号定义示意图；

图5是本发明中室内机音频与控制部分电路的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作详细说明。

参考图1所示，本发明一种楼宇对讲室内机控制系统，包括系统总线接口11、电源转换电路21、室内机供电电路22、视频输入阻抗匹配电路31、视频输出驱动电路32、音频双工通讯电路4、二个多路选择开关51与52、音频功率放大电路53、数据通讯收发器6、微处理器(MCU)7、状态指示灯8、电平状态检测电路9及至少二个室内机接口12(在本实施例中以两个为例)，其连接在系统总线与至少一室内机之间，其中，各室内机均包含麦克风、喇叭或受话器、麦克风放大电路、状态指示灯、差分视频输入转单端电路、CRT或LCD显示屏及操作按键等，此为公知技术，故不再赘述。

系统总线接口11用于将本发明与系统总线连接，通过系统总线与楼宇对讲系统的其它设备，包括门口机、围墙机或管理机等进行数据通讯，并接收来自门口机、围墙机或管理机等的视频信号，并与其进行双向的音频通讯。数据通讯总线(可采用RS-485总线)连接楼宇内的其它控制系统模块、切换器及门口机等设备，电源可由单独的电源供给或由总线馈电。此控制系统实现视频信号传输、双向音频信号传输、数据通讯及电源接口的功能，以下将详细说明。

各室内机接口12均与室内机供电电路22、视频输出驱动电路32、多路选择开关51、52对应连接，并通过5类线或超5类线与室内机连接，该室内机接口12均为8芯的连接器，其信号定义为(参考图4所示)：电源与地占用其中一对双绞线，差分视频信号占用其中一对双绞线，音频输出信号(对于室内机而言则为音频输入信号)占用一对双绞线，音频输入信号(对于室内机而言则为音频输出信号)占用一对双绞线。

电源转换电路21的输入端与系统总线接口11的电源端口连接，将来自系统总线接口11的电源进行转换后，通过室内机供电电路22与各室内机接口12连接，并经由室内机接口12送至各室内机，为其提供电源；在本实施例中，微处理器7控制室内机供电电路22采用低、中、高三种电源电压为室内机供电(例如典型低、中、高电源电压分别为5V、12V、35V)，参考图2所示，具体为：在室内机待机状态时，供给低电压电源；在系统占线状态时，供给中电压电源；在工作状态(包括振铃、通话、呼叫管理机、监视等状态)，供给高电压电源。在供给高电压电源前，控制系统通过短路检测电路可检测电源输出是否短路，如果有短路故障或微处理器7检测到室内机故障，微处理器7将控制室内机供电电路22不输出高电压电源，以保护控制系统及室内机不致损坏，这样可确保当一个室内机接口12的接线或室内机本身故障时，不影响其它正常的室内机的工作。

视频输入阻抗匹配电路31经由系统总线接口11接收来自门口机、围墙机或管理机等带摄像头的设备的视频信号，对视频信号进行阻抗匹配，将单端视频信号转换为差分视频信号后，通过视频输出驱动电路32分别送至各室内机接口12，再经5类线或超5类线传输后，到达室内机，经室内机的差分视频输入转单端电路后，再输出至LCD或CRT显示屏模组；由于采用抗共模干扰特性较佳的差分信号进行传输，可大大提高视频信号传输的抗干扰能力，有效降低信号在传输过程中引入的噪声的总增益，提高视频信号的信噪比与传输距离；另外，值得指出的是，室内机的差分视频输入转单端电路及显示屏模组的供电受开关电路控制，只有当本控制系统向室内机提供的供电电源电压达到高电源电压的下限值时，才会把室内机的视频电路与显示屏模组的供电开关闭合；为了进一步提高视频信号的传输保真度，还可在视频输出驱动电路32前加入预加权放大电路，对视频信号首先进行预放大，以补偿5类线或超5类线传输中的损耗。

音频双工通讯电路4的一端连接系统总线接口11，而另一端通过音频功率放大电路53、二个多路选择开关(MUX)51、52连接室内机接口12，建立室内机与门口机、围墙机及管理机等之间的音频信号传输，参考图3所示，其中，多路选择开关51专门负责音频信号由系统总线向室内机传输的通路选通，而多路选择开关52专门控制音频信号由室内机向系统总线传输的通路选通，音频双工通讯电路4及二多路选择开关51、52的工作状态均由微处理器7控制。具体来说，若系统总线接口11接入的音频信号为双工音频信号，则首先通过2～4线转换电路将其转换成系统总线侧的音频输入信号与音频输出信号；若系统总线接口11接入的音频信号本身就是相互独立的音频输入信号与音频输出信号，则不需要经过2～4转换电路的转换；系统总线侧的音频输入信号经增益(至少两级增益)可由微处理器7控制的音频功率放大电路53，再接到多路选择开关51后作为室内机接口侧的音频输出，分别接到各个室内机接口12上，再通过5类线或超5类线的传输，送达室内机，参考图5所示，再通过叉簧开关或可控电子开关等开关元件的COM、NC(控制铃声大小的拨动开关或电位器)连接到喇叭上，或通过开关元件的COM、NO(调节通话音量的拨动开关或电位器)连接到喇叭上，前述开关元件的COM、NC路径为铃声通路，在室内机挂机情况下，此音频通路接通。而开关元件的COM、NO路径为受话音频通路，在室内机摘机情况下，此音频通路接通；另外，系统总线侧的音频输出信号经由多路选择开关52由室内机接口12的音频输入接入，此音频信号来自室内机的麦克风，是经麦克风放大电路，再通过5类线或超5类线到达室内机接口12的；再者，为了便于进行控制，还在音频输出信号与音频输入信号中加载了直流偏置电平。

数据通讯收发器6的一端与系统总线接口11连接，另一端与微处理器7连接，并建立微处理器7与系统总线接口11之间的数据传输，如收发呼叫、监视、报警、摘机、挂机、开锁等命令。

状态指示灯分为指示室内机工作状态的室内机状态指示灯和指示本控制系统工作状态的模块状态指示灯8，以下分别进行介绍。

室内机状态指示灯包括室内机电源指示灯、占线指示灯、工作指示灯或通话指示灯。这些指示灯的状态(也即点亮与否)根据控制系统供给室内机的电源电压的不同状态来确定：电源指示灯，用于指示室内机是否上电。只要有供电电源，不论供电电压的高低，电源指示灯就点亮，表示已上电；占线指示灯，用于指示系统的对讲信道是否被用户占用。当供电电源电压≥中电源电压下限，占线指示灯点亮，表示占线；工作指示灯，用于指示室内机是否处于工作状态，工作状态包括振铃、通话、监视、呼叫管理机等显示屏处于打开的状态。当供电电源电压≥高电源电压下限，工作指示灯点亮，显示屏打开，表示室内机正在工作中；通话指示灯，用于指示室内机是否处于通话状态。当室内机摘机时，通过叉簧开关等摘/挂机开关，即可控制通话指示灯点亮，表示室内机在通话中。

室内机控制系统的状态指示灯8包括模块电源指示灯、各个接口的状态指示灯：电源指示灯，用于指示控制系统是否上电，只要有供电电源，电源指示灯就点亮，表示已上电；接口状态指示灯，用于指示各个接口的状态，包括未连接、待机、工作、故障四种状态，分别用指示灯的常灭、常亮、慢闪、快闪表示，此处接口状态指示灯由微处理器7控制。

电平状态检测电路9检测与室内机接口12连接的音频输入线和音频输出线的电平状态，并将状态结果送入微处理器7，由微处理器7进行判断，并进行相应控制操作。

微处理器7通过数据通讯收发器6与系统总线设备通讯，并通过室内机接口12的电平状态检测电路9检测室内机的状态与按键等操作动作，按运行状态的要求，通过微处理器7的I/O口对室内机供电电路22、多路选择开关51、52、音频双工通讯电路4及接口状态指示灯进行相应的控制。

由于室内机内部没有微处理或其它状态机之类的数字控制电路，仅设置有四个按键或叉簧开关等开关类器件，分别对应摘/挂机开关或按键、开锁按键、监视按键、呼叫管理机或报警按键，本实施例将以一个叉簧开关作摘/挂机开关、三个轻触开关分别为开锁按键、监视按键、呼叫/报警按键为例进行说明。

(1)呼叫室内机

当门口机、围墙机或管理机(呼叫方)呼叫室内机时，通过系统总线接口11与数据通讯收发器6向室内机所在微处理器7发送呼叫命令，同时送出振铃声，微处理器7通过数据通讯收发器6接收到呼叫室内机命令后，向相应的室内机提供高电源电压供电，并将音频双工通讯电路4的音频(即振铃声信号)输入，接入到功率放大器，并控制功率放大器的增益为高增益，通过打开对应室内机的多路选择开关51接通到室内机接口12的音频输出，再通过5类线或超5类线接到室内机，并通过摘/挂机开关的COM、NC连接到室内机的喇叭，并驱动其发生振铃声。

室内机在振铃的同时，微处理器7与室内机的视频电路、显示屏模组的电源均会打开，此时室内机将显示来自呼叫方的视频图像。

(2)摘机通话

在室内机振铃时摘机，即可进入通话状态。

此时摘/挂机开关接通COM、NO，将来自呼叫方的音频(此时仍为振铃声)连接到喇叭，同时摘/挂机开关的另一个联动的COM、NO将室内机的麦克风放大输出连接至室内机接口12上，再通过5类线或超5类线接到控制系统；因为麦克风放大输出的接入，接到室内机接口12上的音频输入线上的直流偏置电压会下降，与室内机接口连接的电平状态检测电路9会检测到室内机的摘机动作。

当检测到室内机摘机后，将通过数据通讯告知呼叫方，被呼方已经摘机，呼叫方会停止发送振铃声，转到发送通话声，通话声到达控制系统后，经音频双工通讯电路4、功率放大器(放大增益为小增益)、多路选择开关51后送至室内机接口12，再通过5类线或超5类线到达室内机，经摘/挂机开关接通COM、NO(此时为通话声)连接到喇叭，最终实现呼叫方与室内机之间的双工音频通话。

在通话过程中，室内机显示屏将一直显示来自呼叫方的视频图像。

(3)室内机挂机

相反地，当室内机挂机时，电平状态检测电路9将检测到室内机接口12上音频输入线的直流偏置电压上升，微处理器7将控制室内机供电电压成低电压，关闭视频电路电源，断开收、发两个方向的音频多路选择开关51、52，同时通过系统总线接口11通知呼叫方，结束通话。挂机后，室内机的视频电路与显示屏模组的电源将被关闭。

当通话超时，或呼叫方主动挂机，那微处理器7将通过系统总线侧数据通讯得知此信息，主动结束通话(即将通话状态转为待机状态)。

(4)开锁

在通话状态下，在室内机上按下开锁按键，微处理器7将检测到室内机接口12上音频输出线的直流偏置电压下降，此时微处理器7将发送开锁命令给呼叫方，由呼叫方实现对开锁的控制。

(5)监视

在室内机待机状态且系统不占线的情况下，按下监视按键，微处理器7将检测到室内机接口12上音频输出线与音频输入线的直流偏置电压同时下降，此时微处理器7将向门口机发送监视命令，门口机将发送监视的视频信号送入微处理器7，由微处理器7再将视频电路电源打开，将视频输入输出至室内机，并将控制室内机供电电压为高电压，对应室内机将打开视频电路与显示屏。

相反地，如果监视超时或监视状态下，按下室内机的监视按键，将结束监视，室内机与微处理器7回到待机状态。

(6)室内机呼叫管理机

在室内机待机状态且系统不占线的情况下，先摘机，电平状态检测电路9将检测到室内机接口12上音频输出线的直流偏置电压下降，再按呼叫/报警按键，电平状态检测电路9将继续检测到室内机接口12上音频输入线的直流偏置电压下降，微处理器7将发送呼叫管理机命令到系统总线，管理机应答后，将发送回铃声到微处理器7，微处理器7将回铃声连通至室内机。此时若管理机摘机，管理机将回铃声转成通话声，同时发送视频信号至微处理器7，微处理器7将接通视频信号至室内机，并将室内机供电电压调成高电压，同时接通双工音频通讯电路4，进入通话状态。

(7)报警

在室内机待机状态且系统不占线的情况下，先不摘机，直接按呼叫/报警按键，电平状态检测电路9将接着检测到室内机接口12上音频输入线的直流偏置电压下降，微处理器7将发送报警命令到系统总线。

另外，若电平状态检测电路9检测到室内机接口12上音频输出线的电平一直为低，则说明此时室内机未与微处理器7连接；而若连接在室内机接口12上的5类线或超5类线电平始终为高，则表明此时该5类线或超5类线连接短路，此时微处理器7将控制室内机供电电路22不会输出高电源电压，避免损坏微处理器7或室内机。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种楼宇对讲室内机控制系统，其特征在于：此独立于室内机的控制系统包括系统总线接口、电源转换电路、室内机供电电路、视频输入阻抗匹配电路、视频输出驱动电路、音频双工通讯电路、二个多路选择开关、数据通讯收发器、微处理器、接口状态指示灯、电平状态检测电路及至少二个室内机接口；系统总线接口与系统总线连接；电源转换电路的输入端与系统总线接口连接，输出端连接至室内机供电电路，再经由各室内机接口通过5类线或超5类线与室内机连接，为其提供电源；视频输入阻抗匹配电路也通过系统总线接口与系统总线连接，其输出端通过视频输出驱动电路连接至各室内机接口；音频双工通讯电路的一端与系统总线接口连接，另一端连至分别选通输入与输出的二个多路选择开关，而每个多路选择开关均与各室内机接口连接；数据通讯收发器的一端与系统总线接口连接，另一端与微处理器连接，并建立微处理器与系统总线接口之间的数据传输；电平状态检测电路检测室内机接口各信号线的直流电平，并将直流电平状态信息送入微处理器；微处理器接收电平状态检测电路的电平状态信息，进行处理，并对室内机供电电路、二个多路选择开关、音频双工通讯电路及接口状态指示灯进行相应的控制。

2.如权利要求1所述的一种楼宇对讲室内机控制系统，其特征在于：所述视频输入阻抗匹配电路或视频输出驱动电路中还包括对室内机接口到室内机的接线视频传输衰减进行补偿的预加权放大电路。

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