CN103079022B - 专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统，它包括专网侧上位机，专网侧上位机与语音告警隔离控制器连接，语音告警隔离控制器与报警电话连接，专网侧上位机接收监控项目的故障信息，所述语音告警隔离控制器包括专网侧电话线，专网侧电话线与若干分电终端连接，各分电终端与相应的电磁阀连接，各电磁阀与相应的传动杆连接，各传动杆控制相应限动开关的开合，各限动开关均与普网应急通信终端连接，普网应急通信终端通过普网侧电话线与报警电话连接。同时公开了一种双网语音告警隔离方法，本发明既保证了专网监控设备报警信息的及时传递，又保证了专网监控设备的安全性和保密性，本方法针对性强，可靠性高。

Description

专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种语音告警物理隔离控制系统及方法，尤其涉及一种专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统及方法。

背景技术

目前的专网局设备监控分普网和专网两大部分，普网和专网分别装有分线箱监控、井盖监控、动力环境监控、通信电缆接地动态监测、以及网管、光缆、电缆、接头故障告警等监控系统及相关内容，这些监控内容都需要向值班人员提供语音告警。

从目前的工作情况来看，专网监控部分没有固定的座机值班人员，又由于系统独立隔离的要求，普网和专网之间不能互通，也就是说专网系统不能拨打移动电话或普网电话，因此需要将专网监控的告警信息以物理隔离的方式将语音传递到普网，再由普网拨通相关值班人员电话给出语音告警，从而实现专网监控告警。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统及方法,它具有实用性强、保密性好、可靠性高的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统，它包括专网侧上位机，专网侧上位机通过专网侧电话线与语音告警隔离控制器连接，语音告警隔离控制器通过普网侧电话线与报警电话连接，专网侧上位机接收监控项目的故障信息，所述语音告警隔离控制器包括专网侧电话线，专网侧电话线与若干分电终端连接，各分电终端与相应的电磁阀连接，各电磁阀与相应的传动杆连接，各传动杆控制相应限动开关的开合，各限动开关均与普网应急通信终端连接，普网应急通信终端通过普网侧电话线与报警电话连接。

所述分电终端采用高集成度及超低功耗设计，包括嵌入式单元模块，嵌入式单元模块与分别与下行脉冲信号接收解调模块、上行DTMF信号发送模块、电源管理模块，电磁铁控制模块、IBUTTON控制电路模块和状态监测模块连接，上行DTMF信号发送模块与自适应负载电路模块。

所述普网应急通信终端包括MCU1处理单元，MCU1处理单元分别与MCU2处理单元和数据通信模块连接，MCU2处理单元分别与红外探测及接收模块、语音通信模块、语音附件控制模块连接，MCU1处理单元、红外探测及接收模块、语音通信模块、语音附件控制模块均与电源调理模块连接。

所述限动开关均设有对应的编号。

所述语音告警隔离控制器的分电终端通过专网侧电话线与专网侧上位机连接，所述普网应急通信终端通过普网侧电话线与报警电话连接。

专网侧上位机支持多种常用设备的接入，能够快速对所监控的设备进行控制与数据响应，且拥有开放式的架构，便于扩展功能及第三方平台的接入，专网侧上位机根据接收到的所监测项目的告警信号后，以振铃的方式将告警信息传递给语音告警隔离控制器，通过语音告警隔离控制器拨通报警电话，实现故障预警告警及告警隔离。

基于专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统的双网语音告警隔离方法，具体步骤为：

步骤一：专网侧上位机从专网监控终端接收告警信息；

步骤二：专网侧上位机分析告警信息的类型，根据告警类型，专网侧上位机以振铃方式对语音告警隔离控制器发出告警信息；

步骤三：语音告警隔离控制器根据告警类型，控制相应的分电终端工作；分电终端控制相应的电磁阀推动传动杆，通过传动杆推动普网侧相应的限动开关；

步骤四：普网应急通信终端根据各限动开关的状态通过普网侧电话线接通报警电话，并选择需要对值班人员播放的告警内容。

所述步骤三的具体步骤为：

（3-1）语音告警隔离控制器接收专网侧上位机以振铃方式发来的语音告警信息；

（3-2）各分电终端根据规约对数据内容判断是否属于自己的工作数据，如果不是，挂机进入待机状态，如果是，进入步骤（3-3），在此过程中，语音告警隔离控制器中的分电终端接收到振铃信息以后，进行解析和判断，如果信息正确，将通过分电侧电话线给专网侧上位机回应应答信号，如果专网侧上位机接收到应答信息，则此次语音告警下行完成，如果没有接收到应答信息，或者接收到的应答信息不正确，专网侧上位机将进行再次振铃信息的下发，同时将本次的不成功产生过去记录，返回步骤二，直到本次语音告警信息下发成功；

（3-3）相应的分电终端根据接收数据的内容，控制电磁阀推动传动杆，通过传动杆推动普网侧的限动开关，普网应急通信终端根据各限动开关的状态通过普网侧电话线接通报警电话进行播放报警语音。

所述步骤四的具体步骤为：

（4-1）普网应急通信终端根据动作的限动开关编号按照规约识别告警设备的类型；

（4-2）普网应急通信终端根据告警设备类型，选择对值班人员播放告警内容；

（4-3）普网应急通信终端拨通报警电话，值班人员收听告警内容，然后确认告警的详细信息，确定下一步操作。

本发明的有益效果：通过本发明的实施，可以实现专网监控内容的语音告警，最重要的是隔离语音告警，既保证了专网监控设备报警信息的及时传递，又保证了专网监控设备的安全性和保密性。对本方法针对性强，可靠性高。

附图说明

图1为本发明语音告警隔离控制系统组网示意图；

图2为本发明语音告警隔离控制器组成示意图；

图3为本发明语音告警隔离控制器告警工作流程图；

图4为本发明专网侧上位机报警控制流程图；

图5为本发明语音告警隔离控制器接警工作流程图；

图6为本发明分电终端的组成框图；

图7为本发明普网应急通信终端组成框图。

其中，1.专网侧上位机，2.语音告警隔离控制器，3.报警电话，11.分电终端，12.电磁阀，13.传动杆，14.限动开关，15.普网应急通信终端，16.普网侧电话线，17.专网侧电话线，18.嵌入式单元模块，19.下行脉冲信号接收解调模块，20.上行DTMF信号发送模块，21.电源管理模块，22.自适应负载电路模块，23.电磁铁控制模块，24.IBUTTON控制电路模块，25.状态监测模块，26.MCU1处理单元，27.MCU2处理单元，28.数据通信模块，29.电源调理模块，30.红外探测及接收模块，31.语音通信模块，32.语音附件控制模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，一种专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统，它包括专网侧上位机1，专网侧上位机1通过专网侧电话线17与语音告警隔离控制器2连接，语音告警隔离控制器2通过普网侧电话线16与报警电话3连接，专网侧上位机1还与已有的八项监控项目连接，所述语音告警隔离控制器2通过专网侧电话线17与若干分电终端11连接，各分电终端11与相应的电磁阀12连接，各电磁阀12与相应的传动杆13连接，各传动杆13控制相应限动开关14的开合，各限动开关14均与普网应急通信终端15连接，普网应急通信终端15通过普网侧电话线16与报警电话3连接。

分电终端11属于专网侧，负责专网侧告警信号的接收，一个语音告警隔离控制器2包括8个分电终端11，分电终端11通过1～8对专网侧电话线17与专网侧上位机1相连，分电终端11通过专网侧电话线17通信和取电。语音告警隔离控制器2中的分电终端11通过专网侧电话线17接收到专网侧上位机1以振铃方式发来的告警信号。根据接收到的告警信号，分电终端11控制电磁阀12放电弹出或拉回，电磁阀12推动金属/塑料传动杆13，通过传动杆13推动普网侧限动开关14，普网应急通信终端15与限动开关14连接，根据限动开关14的开/合变化以及是哪一路限动开关14动作，根据预先设置好的8项监控告警与限动开关14的对应关系，识别告警监控项目，并根据判断结果选择需要对值班人员播放的告警内容，告警内容事先录制在普网应急通信终端15的存储器内，普网应急通信终端15拨通报警电话3以后，由值班人员按约定键，如数字键/功能键或组合键回码，普网应急通信终端15在收到该回码并确认后开始播放相关录音，如“专网分线箱监控告警”、“专网井盖监控告警”等，值班人员在收听到告警内容后需要通过专网侧上位机1进一步确认告警的详细信息，来确定下一步的操作。

目前，专网监控已经实现了分线箱监控、井盖监控、动力环境监控、通信电缆接地动态监控、以太网管监控、光缆监控、电缆监控和接头监控，通过专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统的实施，可以实现上述八项监控项目有报警信息时，通过普网实现语音告警，同时在告警信息传递过程中，通过语音告警隔离控制器2在传递信息的同时，实现了专网和普网的物理隔离。

如图4，为专网侧上位机1报警控制流程，专网侧上位机1接收分线箱监控、井盖监控、动力环境监控、通信电缆接地动态监控、以太网管监控、光缆监控、电缆监控和接头监控的8种监控告警信息，当接收到其中一种告警信息以后，专网侧上位机1以振铃方式对语音告警隔离控制器2发出告警信息，语音告警隔离控制器2中的分电终端11接收到振铃信息以后，进行解析和判断，如果信息正确，将通过专网侧电话线17给专网侧上位机1回应应答信号，如果专网侧上位机1接收到应答信息，则此次语音告警下行完成，如果没有接收到应答信息，或者接收到的应答信息不正确，专网侧上位机1将进行再次振铃信息的下发，同时将本次的不成功产生过去记录，直到本次语音告警信息下发成功。

如图5，语音告警隔离控制器接警工作流程，语音告警隔离控制器2接收到专网侧上位机1以振铃方式发来的语音告警信息后，语音告警隔离控制器2的包括的8个分电终端11根据规约对数据内容判断是否属于自己的工作数据，如果不是，挂机进入待机状态；如果是，该分电终端11启动工作流程，同时通过专网侧电话线17给专网侧上位机1回应应答信号，分电终端11根据接收数据的内容，控制电磁阀12推动金属/塑料传动杆13，通过传动杆13推动普网侧限动开关14，普网应急通信终端15根据限动开关14的动作进入其工作流程，分电终端11推动电磁阀12后延时一定的时间，通过拉回电磁阀12，将传动杆13拉回，分电终端11的本次告警操作完成。

如图3，语音告警隔离控制器告警流程，语音告警隔离控制器2的普网应急通信终端15根据限动开关14的动作启动进入其工作流程，首先根据动作的限动开关14的编号按照规约识别告警设备的类型，普网应急通信终端15需要根据告警设备类型，选择需要对值班人员播放的告警内容。普网应急通信终端15拨通报警电话3后，值班人员按约定键，如数字键/功能键或组合键给普网应急通信终端15回码，普网应急通信终端15对回码进行判断，当没有回码或者回码错误时，超过设定的时间，普网应急通信终端15挂机进入待机状态；普网应急通信终端15在收到正确回码并确认后开始播放相关录音，告警内容事先录制在普网应急通信终端15的存储器内，如果需要重播，报警电话3下发重播功能码，普网应急通信终端15播放相关录音，如果不需要重播，普网应急通信终端15工作完成以后等待一定时间挂机进入待机状态。

如图6，所述分电终端采用高集成度及超低功耗设计，包括嵌入式单元模块18，嵌入式单元模块18与分别与下行脉冲信号接收解调模块19、上行DTMF信号发送模块20、电源管理模块21，电磁铁控制模块23、IBUTTON控制电路模块24和状态监测模块25连接，上行DTMF信号发送模块20与自适应负载电路模块22。

嵌入式单元模块18采用PIC低功耗单片机，睡眠模式能够大大的降低单片机的工作电流，利用单片机的中断功能让单片机周期性的工作和睡眠从而大大的降低单片机的工作电流。在间断工作的低功耗系统中外围器件的静态功耗是首选指标，另一个选择标准是单片机与外围器件的接口方式应尽量选择具有I2C，所以选用荷兰PHILIPHS公司生产具有I2C总线接口的时钟芯片PCF8563作为看门狗电路。对于单片机不用的I/O口如果悬空的话，受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号了，如果把它上拉的话，每个引脚也会有微安级的电流，所以最好的办法是设成输出，同时对地下拉。

下行脉冲信号接收解调模块19通过低功耗运算放大器搭建的电路，完成监控主机下行脉冲信号的接收和解调，经过下行脉冲信号接收解调模块19处理以后，将信号送入嵌入式单元模块18进行分析，然后嵌入式单元模块18根据分析的结果，进行相关的控制和操作。

上行DTMF信号发送模块20负责上行信号的发送，此模块接收嵌入式单元模块18发来的串行信号，通过专用的DTMF芯片将串行信号转换成DTMF信号，再通过音频放大器对DTMF信号进行放大，以适应长距离的信号传输，然后通过变压器和电容将放大后的信号耦合到电缆线路实现上行通信。

电源管理模块21通过大电容储能从远程供电和通信电缆线上取电，经过电源转换，接受嵌入式单元模块18的管理，根据时序要求，给相应单元电路供电或者下电。

自适应负载电路模块22采用固定负载和自适应负载相组合的电路，可以保证线路在非通信状态时通过固定负载，监控装置接口阻抗和线路阻抗相匹配，通信状态时，通过控制电路打开自适应负载，自适应负载电路模块5根据线路上电压的变化调整MOS管的导通深度，实现负载的自适应，保证了监控装置通信的可靠性。此电路模块包含与通信线路连接的整流桥，包含固定负载组合电解电容和电阻，包含可以根据线路距离或者线路电压变化可以自适应调整的负载组合电阻，MOS管，电容，功率电阻，同时还包含自适应负载控制电路，由电阻和三极管组成。此自适应负载电路模块22和上行DTMF信号发送模块20配合使用，接受嵌入式单元模块18的管理。

电磁铁控制模块23用于电磁铁的供电和控制，控制信号来自于嵌入式单元模块18，通过控制，实现电磁铁的弹出和回缩，从而通过电磁铁实现分线箱门的开启和关闭。此控制电路通过三极管和继电器以及相关电容电阻组成。

IBUTTON控制电路模块24用来实现分线箱门的密钥开锁，每个IBUTTON有其唯一的序列号，当用密钥开锁时，监控装置读取密钥序列号，进行本地校验，只有所用钥匙密码通过监控装置校验正确以后才能实现钥匙开锁，这样可以保证开锁的可靠性。

状态监测模块25用来检测门的状态是开启还是关闭，监测所得信号传送给嵌入式单元模块18，嵌入式单元模块18通过接收到的信息综合判断，分线箱门是正常开锁还是非法开锁，分线箱门处于开锁状态还是关闭状态，同时将这些信息上传给上位机，通过上位机用以给用户直接显示和后续处理预案的布置。

如图7，所述普网应急通信终端包括MCU1处理单元26，MCU1处理单元26分别与MCU2处理单元27和数据通信模块28连接，MCU2处理单元27分别与红外探测及接收模块30、语音通信模块31、语音附件控制模块32连接，MCU1处理单元26、红外探测及接收模块30、语音通信模块31、语音附件控制模块32均与电源调理模块29连接。

MCU1处理单元26：此单元为普网应急通信终端的数据通信模块28的控制单元，用来控制数据通信模块28的收发，同时实现红外探测接收模块30的数据接收和控制，以及电源调理模块29的电源控制。

MCU2处理单元27：此单元为普网应急通信终端的语音通信模块6的核心控制单元，实现来语音通信模块31的信号收发控制与数据识别，实现语音附件控制模块32的接口控制。

数据通信模块28：采用通信与电源共线传输技术，实现远程供电与通信信号的共线传输。通信模块负责下行命令发送和上行数据传输。

电源调理模块29：通过电容储能从远程供电线上取电，经过电源转换，根据时序要求，给MCU2处理单元27，红外探测及接收模块30，麦克风，通话扬声器，广播扬声器，电话机警示灯供电。

红外探测及接收模块30：选用超低功耗红外探测器，当有人进入红外感应范围时，红外传感器探测到人体红外光谱的变化，自动输出信号，人不离开感应范围，将持续输出恒定电平；人离开以后，开关延时自动关闭负载。此红外探测器具有全自动感应，光敏可控制，感应封锁时间可设定的特点。

语音通信模块31：通过此模块，完成：摘机状态下的双向语音通话；摘机状态下上行DTMF信号的发送和接收；挂机状态下振铃的接收；挂机状态下来电显示信息的接收和处理。

语音附件控制模块32：通过此模块，可以根据普网应急通信终端15流程需求，完成对麦克风，键盘，振铃蜂鸣器，通话扬声器，广播扬声器，警示灯的控制。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统，其特征是，它包括专网侧上位机、语音告警隔离控制器和报警电话；所述专网侧上位机通过专网侧电话线与语音告警隔离控制器连接，所述语音告警隔离控制器通过普网侧电话线与报警电话连接；专网侧上位机接收监控项目的故障信息；所述语音告警隔离控制器包括专网侧电话线，与专网侧电话线连接的若干分电终端，各分电终端与相应的电磁阀连接，各电磁阀与相应的传动杆连接，各传动杆控制相应限动开关的开合，各限动开关均与普网应急通信终端连接，普网应急通信终端通过普网侧电话线与报警电话连接；

所述分电终端采用高集成度及超低功耗设计，包括嵌入式单元模块，嵌入式单元模块与分别与下行脉冲信号接收解调模块、上行DTMF信号发送模块、电源管理模块，电磁铁控制模块、IBUTTON控制电路模块和状态监测模块连接，上行DTMF信号发送模块与自适应负载电路模块；

所述普网应急通信终端包括MCU1处理单元，MCU1处理单元分别与MCU2处理单元和数据通信模块连接，MCU2处理单元分别与红外探测及接收模块、语音通信模块、语音附件控制模块连接，MCU1处理单元、红外探测及接收模块、语音通信模块、语音附件控制模块均与电源调理模块连接。

2.如权利要求1所述一种专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统，其特征是，所述限动开关均设有对应的编号。

3.基于权利要求1所述的专网通信内部双网语音告警物理隔离控制系统的双网语音告警隔离方法，其特征是，具体步骤为：

步骤一：专网侧上位机从专网监控终端接收告警信息；

步骤二：专网侧上位机分析告警信息的类型，根据告警类型，专网侧上位机以振铃方式对语音告警隔离控制器发出告警信息；

步骤三：语音告警隔离控制器根据告警类型，控制相应的分电终端工作；分电终端控制相应的电磁阀推动传动杆，通过传动杆推动普网侧相应的限动开关；

步骤四：普网应急通信终端根据各限动开关的状态通过普网侧电话线接通报警电话，并选择需要对值班人员播放的告警内容。

4.如权利要求3所述的双网语音告警隔离方法，其特征是，所述步骤三的具体步骤为：

(3-1)语音告警隔离控制器接收专网侧上位机以振铃方式发来的语音告警信息；

(3-2)各分电终端根据规约对数据内容判断是否属于自己的工作数据，如果不是，挂机进入待机状态，如果是，进入步骤(3-3)，其中，语音告警隔离控制器中的分电终端接收到振铃信息以后，进行解析和判断，如果信息正确，将通过分电侧电话线给专网侧上位机回应应答信号，如果专网侧上位机接收到应答信息，则此次语音告警下行完成，如果没有接收到应答信息，或者接收到的应答信息不正确，专网侧上位机将进行再次振铃信息的下发，同时将本次的不成功产生过去记录，返回步骤二，直到本次语音告警信息下发成功；

(3-3)相应的分电终端根据接收数据的内容，控制电磁阀推动传动杆，通过传动杆推动普网侧的限动开关，普网应急通信终端根据各限动开关的状态通过普网侧电话线接通报警电话进行播放报警语音。

5.如权利要求3所述的双网语音告警隔离方法，其特征是，所述步骤四的具体步骤为：

(4-1)：普网应急通信终端根据动作的限动开关编号按照规约识别告警设备的类型；

(4-2)普网应急通信终端根据告警设备类型，选择对值班人员播放告警内容；

(4-3)普网应急通信终端拨通报警电话，值班人员收听告警内容，然后确认告警的详细信息，确定下一步操作。