CN104052885B - 一种声力交换通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声力交换通信系统，包括：无源保持交换机和多部低功耗声力电话机，其中，无源保持交换机与低功耗声力电话机之间采用星形连接方式；所述低功耗声力电话机，在内部发电机或外部供电的情况下，发出呼叫信令并为本机音频放大储能电路充电；所述无源保持交换机，用于在短时间激励电源与交换信令作用进行电路交换，对接收到的来自低功耗声力电话机的信令进行相应处理；本发明使用固定少量的信号线连接无源保持交换机与低功耗声力电话机，降低声力电话系统布线成本，使得声力电话系统的具有灵话的扩展性，降低面对不同容量声力电话系统需求时的布线设计复杂度，具有一定的经济性。

Description

一种声力交换通信系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种声力交换通信系统。

背景技术

声力电话主要指不依赖电源的电话，主要是通过声力换能器将声音转为电信号，然后通过电路将电信号传到对方受话器中，将电信号再转为声音。

通话双方通过电路连接，在同一个系统内，各个电话机之间信号线需要两两相互连接，当系统的容量超过一定规模后，连接各个电话机的信号线数据规模很大，很不经济，而且面对不同容量的声力电话系统由于信号线数量不等，系统需要定制设计，定制相应的芯数的电缆与接线装置。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种声力交换通信系统，用以解决现有声力电话系统存在的设计复杂以及成本高的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种声力交换通信系统，包括：无源保持交换机和多部低功耗声力电话机，其中，无源保持交换机与低功耗声力电话机之间采用星形连接方式；

所述低功耗声力电话机，在内部发电机或外部供电的情况下，发出呼叫信令并为本机音频放大储能电路充电；

所述无源保持交换机，用于在短时间激励电源与交换信令作用进行电路交换，对接收到的来自低功耗声力电话机的信令进行相应处理。

进一步地，当所述系统包含多部无源保持交换机，一台无源保持交换机的接口与另一台无源保持交换机时，两台无源保持交换机具备中继能力。

进一步地，所述无源保持交换机具体包括：通用接口、无源保持交换网络以及信令处理MCU；其中，

通用接口，通过话音信号线和激励电源线接入到无源保持交换网中；

无源保持交换网络，为所有通用接口以及无源保持交换网络提供激励电源，并在信令处理MCU的驱动下，实现语音信号线与激励电源线的切换；

信令处理MCU，在无源保持交换网络的电源激励下，当接收到来自主叫低功耗声力电话机的呼叫信令时，分析信令并向被叫低功耗声力电话机提供激励电源与发送振铃信令；当接收到来自被叫低功耗声力电话机反馈信令时，分析信令并进行电话接续处理。

进一步地，所述反馈信令包括空闲信令与占用信令，则所述信令处理MCU分析信令并进行电话接续处理的过程包括：

对于空闲信令，所述信令处理MCU对无源保持交换网提供激励电源，切换主叫低功耗声力电话机的音频发送线至被叫低功耗声力电话机音频接收线，切换主叫低功耗声力电话机的音频接收线至被叫低功耗声力电话机音频发送线，同时向主叫低功耗声力电话机发送成功信令，完成一次电话接续；对于占用信令，所述信令处理MCU向主叫低功耗声力电话机发送失败信令。

进一步地，所述无源保持交换网采用磁保持继电器搭建，采用业务线与用户线纵横排列方式进行电路交换。

进一步地，所述低功耗声力电话机具体包括：号盘、振铃、换能器、手摇发电机、控制MCU、整流储能电路、储能放大电路、接口电路以及耦合器件，其中，

当低功耗声力电话机作为主叫时，控制MCU向低功耗声力电话机所连接的无源保持交换机发送呼叫信令，接收来自所无源保持交换机的呼叫反馈信令，来自所无源保持交换机的反馈信令包含呼叫进展信令、成功信令或失败信令，当收到成功信令后进入通话状态；

当低功耗声力电话机作为被叫时，控制MCU接收来自无源保持交换机发送的呼叫信令，控制MCU根据摘机信号判断是否被占用，在空闲的情况下向无源保持交换机反馈呼叫进展信令，同时控制振铃单元发出振铃音，当用户摘机时触发换能器发出摘机信号，控制MCU检测到摘机信号时向无源保持交换机发送成功信令，进入通话状态；在通话状态下，换能器接收用户送出的声音信号，转换为话音电信号，话音电信号经储能放大电路放大后送往无源保持交换机，同时接收来自无源保持交换机的话音电信号，转换为声音信号；用户挂机，通话即结束，来自换能器的摘机信号转为空闲状态；

当低功耗声力电话机作为主叫时，采用手摇发电机提供短时工作电源；当低功耗声力电话机作为被叫时，由低功耗声力电话机所连接的无源保持交换机提供短时工作电源，为储能放大电路提供充电电流，为控制MCU提供短时工作电源。

进一步地，所述低功耗声力电话机还包括：

液晶显示，采用反射式主动TN液晶模块，用于呼叫状态或者来电号码。

所述号盘采用绝对值型编码器。

所述振铃单元采用电陶瓷扬声器。

本发明有益效果如下：

本发明使用固定少量的信号线连接无源保持交换机与低功耗声力电话机，降低声力电话系统布线成本，使得声力电话系统的具有灵话的扩展性，降低面对不同容量声力电话系统需求时的布线设计复杂度，具有一定的经济性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例所述声力交换通信系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中的无源保持交换机的结构示意图；

图3为本发明实施例中的无源保持交换网络逻辑结构示意图；

图4为本发明实施例中的无源保持交换网络点对点业务逻辑示意图；

图5为本发明实施例中的无源保持交换网络会议业务逻辑示意图；

图6为本发明实施例中的无低功耗声力电话机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

如图1所示，图1为本发明实施例所述声力交换通信系统的结构示意图，本发明实施例所述声力交换通信系统包括：无源保持交换机12和低功耗声力电话机11。无源保持交换机12与低功耗声力电话机11之采用星形连接方式。无源保持交换机12的接口连接另一部无源保持交换机13时，两台无源保持交换机具备中继能力，可以互通。低功耗声力电话机11主要用于在内部发电机或外部供电的情况下，发出呼叫信令并为本机音频放大储能电路充电；无源保持交换机12主要用于在短时间激励电源与交换信令作用进行电路交换，对接收到的来自低功耗声力电话机11的信令进行相应处理。

如图2所示，图2为本发明实施例中的无源保持交换机的结构示意图，本发明实施例中无源保持交换机12包含一定数据的通用接口21，接口的数量即单站系统的容量主要取决于无源保持交换网络22的交换能力。无源保持交换网络22主要实现话音信号线与激励电源线的切换，主要采用磁保持继电器等无源保持器件搭建。无源保持交换网络22的连接关系切换由信令处理MCU23在信令的驱动下进行动作，本实例中信令处理MCU23采用TI公司MSP430系列超低功耗单片机MSP430F5438A构建，信令通信协议基于RS485协议进行通信。所有的接口21的话音信号线与激励电源线全部接入无源保持交换网络22，用完成业务连接，信令线与激励电源线接入信令处理MCU23，激励电源线为信令处理MCU23提供短时激励电源，信令线为信令处理MCU23提供交换信令，信令处理MCU23跟据信令驱动无源保持交换网络22的业务连接关系。

如图3所示，图3为本发明实施例中的无源保持交换网络逻辑结构示意图，本发明实施例无源保持交换机设计的无源保持交换网络采用磁保持继电器31搭建，采用业务线与用户线纵横排列方式进行电路交换。磁保持继电器特性为其常开常闭状态完全依赖永久磁钢的作用，不需要持续激励电流，其开关状态的转换是靠一定宽度的脉冲信号触发完成。无源保持交换网络具备一定数量的业务能力，单站交换网络的规模，即用到的磁保持磁电器31的路数，与并发业务数量与接入用户数有关，其关系为“路数＝业务数×(用户数×4+1)”。通过软件配置，无源保持网络中的接口可以灵活配置为用户接口或中继接口。

如图4所示，图4为本发明实施例中的无源保持交换网络点对点业务逻辑示意图，本发明实施例支持点到点业务，在点到点业务情况下主叫用户与被叫用户占用一组业务线，在信令处理MCU激励相应磁保持继电器后，主叫用户的音频T线与被叫用户的音频R线通过业务T线相连接，主叫用户的音频R线与被叫用户音频T线通过业务R线相连接，主叫用户和被叫用户的激励电源全部连接到无源保持网络的激励电源线。

如图5所示，图5为本发明实施例中的无源保持交换网络会议业务逻辑示意图，本发明实施例支持会议业务，在会议业务情况下主叫用户与所有被叫用户占用一组业务线，在信令处理MCU激励相应磁保持继电器后，主叫用户的音频T线与所有被叫用户的音频R线通过业务T线相连接，主叫用户的音频R线与所有被叫用户音频T线通过业务R线相连接，主叫用户和所有被叫用户的激励电源全部连接到无源保持网络的激励电源线。当主叫用户发话时，发送的音频功率平均分配到所有被叫用户，所有被叫用户都能收听到主叫用户的话音。当某一被叫用户发话时，被叫用户发送的音频信号被送到主叫的低功耗声力电话机，一部分音频功率送入换能器变换成声音信号，一部分音频通过耦合器件反馈到主叫用户的音频T线上，这样所有被叫用户都能收听到某一被叫用户所发送的话音。

如图6所示，图6为本发明实施例中无低功耗声力电话机的结构示意图，包括：液晶显示61、号盘62、振铃63、换能器64、手摇发电机65、控制MCU66、整流储能电路67、储能放大电路68、接口电路69以及耦合器件610，其中，

接口电路69与无源保持交换机的接口对接，控制MCU66具有软件可编程能力，本实例中控制MCU66采用TI公司MSP430系列超低功耗单片机MSP430F5438A构建。当低功耗声力电话机作为主叫用户时，采用手摇发电机65，通过整流储能电路67为储能放大电路68提供充电电路，为控制MCU66提供短时工作电源；当低功耗声力电话机作为被叫用户时，由低功耗声力电话机所连接的无源保持交换机提供短时工作电源。当低功耗声力电话机作为主叫时，控制MCU66在短时工作电源激励下完成换能器64触发的摘机信号检测，完成号盘62设置的主叫号码检测，向低功耗声力电话机所连接的无源保持交换机发送呼叫信令，接收来自所无源保持交换机的呼叫反馈信令，反馈信令包含呼叫进展信令、成功信令或失败信令，同时在液晶显示61上实时显示呼叫状态，当收到成功信令后进入通话状态。本实例中液晶显示61采用定制的反射式主动TN液晶模块，号盘62采用绝对值型编码器。当低功耗声力电话机作为被叫时，控制MCU66接收来自无源保持交换机发送的呼叫信令，控制MCU66同时跟据呼叫信令所携带的主叫号码信息在显示61上显示来电号码，控制MCU66跟据摘机信号判断是否被占用，在空闲的情况下向无源保持交换机62反馈呼叫进展信令，同时控制振铃63发出振铃音，当用户摘机时触发换能器64发出摘机信号，控制MCU66检测到摘机信号时向无源保持交换机发送成功信令，进入通话状态。本实例中采用的振铃63为定制压电陶瓷扬声器。在通话状态下，换能器64接收用户送出的声音信号，转换为话音电信号，话音电信号经储能放大电路68放大后送往无源保持交换机，同时接收来自无源保持交换机的话音电信号，转换为声音信号。用户挂机，通话即结束，来自换能器64的摘机信号转为空闲状态。当某一被叫用户发话时，被叫用户发送的音频信号被送到主叫的低功耗声力电话机，一部分音频功率送入换能器变换成声音信号，一部分音频通过耦合器件610反馈到主叫用户的音频T线上，这样所有被叫用户都能收听到某一被叫用户所发送的话音。

综上所述，本发明实施例提供了一种提供了声力交换通信系统，采用信令驱动的星形交换结构，连接信号固定通用且信号数量较少，可以大大减小电缆铺设的成本，同时在不改动任何软硬件的前提下，适应不同的电话容量需求，大大减小定制开发的成本。本发明实施例中低功耗声力电话机，具备软件可编程能力，可以支持液晶显示，具有友好的人机交互性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种声力交换通信系统，其特征在于，包括：无源保持交换机和多部低功耗声力电话机，其中，无源保持交换机与低功耗声力电话机之间采用星形连接方式；

所述低功耗声力电话机，在内部发电机或外部供电的情况下，发出呼叫信令并为本机音频放大储能电路充电；包括号盘、振铃、换能器、手摇发电机、控制MCU、整流储能电路、储能放大电路、接口电路及耦合器件，其中，

当低功耗声力电话机作为主叫时，控制MCU向低功耗声力电话机所连接的无源保持交换机发送呼叫信令，接收来自所无源保持交换机的呼叫反馈信令，来自所无源保持交换机的反馈信令包含呼叫进展信令、成功信令或失败信令，当收到成功信令后进入通话状态；

当低功耗声力电话机作为被叫时，控制MCU接收来自无源保持交换机发送的呼叫信令，控制MCU根据摘机信号判断是否被占用，在空闲的情况下向无源保持交换机反馈呼叫进展信令，同时控制振铃单元发出振铃音，当用户摘机时触发换能器发出摘机信号，控制MCU检测到摘机信号时向无源保持交换机发送成功信令，进入通话状态；在通话状态下，换能器接收用户送出的声音信号，转换为话音电信号，话音电信号经储能放大电路放大后送往无源保持交换机，同时接收来自无源保持交换机的话音电信号，转换为声音信号；用户挂机，通话即结束，来自换能器的摘机信号转为空闲状态；

当低功耗声力电话机作为主叫时，采用手摇发电机提供短时工作电源；当低功耗声力电话机作为被叫时，由低功耗声力电话机所连接的无源保持交换机提供短时工作电源，为储能放大电路提供充电电流，为控制MCU提供短时工作电源；

所述无源保持交换机，用于在短时间激励电源与交换信令作用进行电路交换，对接收到的来自低功耗声力电话机的信令进行相应处理，包括通用接口、无源保持交换网络及信令处理MCU，其中，

通用接口，通过话音信号线和激励电源线接入到无源保持交换网中；

无源保持交换网络，为所有通用接口以及无源保持交换网络提供激励电源，并在信令处理MCU的驱动下，实现语音信号线与激励电源线的切换；

信令处理MCU，在无源保持交换网络的电源激励下，当接收到来自主叫低功耗声力电话机的呼叫信令时，分析信令并向被叫低功耗声力电话机提供激励电源与发送振铃信令；当接收到来自被叫低功耗声力电话机反馈信令时，分析信令并进行电话接续处理。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，当所述系统包含多部无源保持交换机，一台无源保持交换机的接口与另一台无源保持交换机时，两台无源保持交换机具备中继能力。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反馈信令包括空闲信令与占用信令，则所述信令处理MCU分析信令并进行电话接续处理的过程包括：

对于空闲信令，所述信令处理MCU对无源保持交换网提供激励电源，切换主叫低功耗声力电话机的音频发送线至被叫低功耗声力电话机音频接收线，切换主叫低功耗声力电话机的音频接收线至被叫低功耗声力电话机音频发送线，同时向主叫低功耗声力电话机发送成功信令，完成一次电话接续；对于占用信令，所述信令处理MCU向主叫低功耗声力电话机发送失败信令。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无源保持交换网采用磁保持继电器搭建，采用业务线与用户线纵横排列方式进行电路交换。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低功耗声力电话机还包括：

液晶显示，采用反射式主动TN液晶模块，用于呼叫状态或者来电号码。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述号盘采用绝对值型编码器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振铃单元采用电陶瓷扬声器。