CN113784231B - 用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，用于气衣通信，包括通信主机模块和与所述通信主机模块通信连接的若干区域通信站，所述通信主机模块包括总线背板单元、主控单元和若干区域通信单元，所述主控单元将接通的总电源通过第一处理后输出所需规格的各个子电源，并且所述总线背板单元接收各个子单元后进行优化选择供电。本发明公开的一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，其设有具有模拟、数字、SIP全外线中继的专用通信主机模块和数字广播线路接口，以及专门设计的广播单元，解决了现有技术的不足。

Description

用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统

技术领域

本发明属于核电站气衣通信技术领域，具体涉及一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统。

背景技术

气衣系统是核电站用于防氚的重要专用系统，它由两部分组成，一部分提供正压的新鲜空气，一部分提供语音通讯，其中语音通讯部分是气衣通讯系统，用来给穿气衣的工作人员提供语音通讯。

但是现有的用于核电站气衣通信系统的有如下缺点：

1、纯软件的广播对讲系统

这种广播对讲系统的主机为一个基于操作系统的纯软件系统，例如申请号为CN201810605132.5，其技术方案公开了“一种用于保障校园安全的IP广播对讲系统，其特征在于，包括对讲主控主机，对讲分控主机、交换机以及前端对讲分机，所述对讲主控主机、对讲分控主机以及前端对讲分机都连接在交换机上；所述对讲主控主机内部集成有第一控制模块、第一语音输入模块、第一语音输出模块、第一显示器、第一存储器以及第一通信服务器，所述第一语音输入模块、第一语音输出模块、第一显示器、第一存储器以及第一通信服务器都通信连接于第一控制模块上；所述对讲分控主机内部集成有第二控制模块、第二语音输入模块、第二语音输出模块、第二显示器、第二存储器以及第二通信服务器，所述第二语音输入模块、第二语音输出模块、第二显示器、第二存储器以及第二通信服务器都通信连接于第二控制模块上；所述前端对讲分机集成有第三控制模块、第三语音输入模块、第三语音输出模块、第三存储器、摄像头、扬声器以及第三通信服务器，所述第三语音输入模块、第三语音输出模块、第三存储器、摄像头、扬声器以及第三通信服务器都通信连接于第三控制模块上”，由此可知，信号传输采用有线或无线IP网络，具有组网方便、架设方便、成本低廉的优点，但这类系统适合运用于公共场所，通信安全性差、信道产生的延时较大、网络的可靠性较差、无中继传输距离短、无法兼容异构网络等缺点；

2、基于IPPBX/PBX的广播对讲系统

这种广播对讲系统的主机为IPPBX或PBX系统，结合功放、音效终端形成广播对讲系统，例如申请号为CN201611110887.5，其技术方案公开了“一种总线广播对讲系统，包括中心总线切换器、终端、多路音频总线和电话中继模块，所述音频总线与中心总线切换器连接，且音频总线上间隔连接有总线插座，所述中心总线切换器上设置有所述电话中继模块，所述终端与总线插座连接”，具有稳定性高，兼容性强，扩展性强等优点，但缺点也显而易见的：1)PBX主机的广播分机线路就是模拟电话线路，带负载能力差，安全性差；2)虽然IPPBX的主机可以采用IP通道连接广播终端，但其实时性和安全性也就打了折扣，对需要信息交流安全要求很高的运用场所并不适合；

3、无主机广播对讲系统

这类系统采用总线式+中继器组网，例如申请号为CN201620631436.5，其技术方案公开了“一种无主机广播对讲系统，包括I2C通信总线，传输语音信息的通话信道，电源线路和多个话站，各个话站利用I2C通信总线作为物理层构建总线型通信网络，通过I2C通信总线传输各种控制指令信息建立通话，并通过通话信道传输语音信息，系统每隔30个话站设置一个中继放大器，系统第一号话站设为主控话站，其他为普通话站，主控话站在系统初始化后，通过I2C通信控制电路给线路其它话站分配地址”，最大的优点是成本低，组建系统方便，但这种组网方式缺点也非常明显，扩展性差，只能单独使用，不能与第三方网络兼容，采用中继器方式扩展，会增加通信延时和线路衰减，从而影响通信质量。

因此，针对上述问题，予以进一步改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，其设有具有模拟、数字、SIP全外线中继的专用通信主机模块和数字广播线路接口，以及专门设计的广播单元，解决了现有技术的不足。

为达到以上目的，本发明提供一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，用于气衣通信，包括通信主机模块和与所述通信主机模块通信连接的若干区域通信站，其中：

所述通信主机模块包括总线背板单元、主控单元和若干区域通信单元，所述主控单元将接通的总电源通过第一处理后输出所需规格的各个子电源，并且所述总线背板单元接收各个子单元后(给各个模块和单元)进行优化选择供电；

所述区域通信站包括若干区域通信终端单元和与区域通信终端单元通信连接的席位耳机，所述区域通信终端单元通过广播对讲线路与所述区域通信单元连接，以实现广播对讲通信，所述席位耳机具有音量调节子单元和按键呼叫子单元；

所述通信主机模块和所述区域通信站进行联动，从而实现对讲互通、呼叫设置和有源广播设置。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述通讯主机模块还包括专用电话单元和广播单元，其中：

所述专用电话单元分别与外呼电话机和对讲电话机通信连接，所述专用电话单元一路通过所述区域通信单元和与所述区域通信终端连接的席位耳机进行语音对讲，并且所述专用电话单元另一路进行常规电话通信(例如行政电话系统对接等)；

所述广播单元接收广播源设备发射的广播信号，从而通过所述区域通信单元向所有的与所述区域通信终端单元连接的席位耳机发送音频广播，以使得音频广播作为在对讲互通中的背景音(音频广播作为背景音与对讲信号在系统中叠加传输，在席位耳机上可同时听见)。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述处理单元接收来自控制台的指令，从而根据指令分别对所述区域通信单元、所述专用电话单元、所述广播单元和各个所述区域通信终端单元进行参数设置，并且所述处理单元还接收来自所述区域通信单元、所述专用电话单元、所述广播单元和各个所述区域通信终端单元的工作状态，从而将工作状态上报传输到控制台。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述处理单元包括主控与电源单元A和主控与电源单元B，所述主控与电源单元A和所述主控与电源单元B具有1+1备份功能。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对讲互通包括本地互通和区域互通，其中：

在本地互通中，将单个所述区域通信站中的若干所述区域通信终端单元和与所述区域通信终端单元连接的席位耳机设置为本地互通组，在本地互通组的所有席位耳机之间进行全双工对讲，并且同时(可以)接受来自广播单元的音频广播，对本地互通组进行预先设置并且通过控制台进行远程启动和关闭(也可以临时根据需求创建)；

在区域互动中，将多个所述区域通信站中的若干所述区域通信终端单元和与所述区域通信终端单元连接的席位耳机设置为区域互通组，在区域互通组的所有席位耳机之间进行全双工对讲，并且同时(可以)接受来自广播单元的音频广播，对区域互通组进行预先设置并且通过控制台进行远程启动和关闭(也可以临时根据需求创建)。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在呼叫设置中，所有所述区域通信站的每个所述区域通信终端单元对应一个由控制台分配的呼叫号码，并且若干区域通信终端单元组成的本地互通组或者是区域互通组均分配组号码；

对讲电话机对单个所述区域通信终端单元、本地互通组和区域互通组发起呼叫并且实现对讲，所述区域通信终端单元通过席位耳机的按键呼叫子单元向对讲电话机发起一键呼叫并且实现对讲。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在有源广播设置中，广播信号由广播单元接入并且发送到每一个所述区域通信终端单元的席位耳机；

广播单元设有开关子单元，开关子单元被触发后所述广播单元实时接收来自广播源设备的广播信号，并且所述区域通信单元将广播信号通过所述区域通信单元向所有的与所述区域通信终端单元连接的席位耳机发送音频广播，以使得音频广播作为在对讲互通中的背景音。

本发明的有益效果在于：

1、即使席位耳机未与通信主机模块连接，也可以对其建立互通组，且当耳机后续连接至通信主机模块时，将自动进入对应的互通组中。

2、当互通组建立后，耳机能即插即通。

3、即使处于本地互通组或区域互通组内时，也可以通过一键呼叫按钮向通信主机发送请求，随后通信主机能与发送呼叫请求的互通组建立通话，不影响原有通话。

4、将本地互通组变成区域互通组时，不会对本地互通组的通话产生影响。

5、本地互通组的开启采用由控制台的操作员手动开启。

6、关闭互通组需要由控制台的操作员手动关闭，而非自动关闭。

7、广播信号采用开关控制信号控制通信主机对广播信号的接收，广播接入后作为背景音叠加进去，不影响已经建立的互通组。

8、主机可扩展与其他PBX/IPPBX对接的中继模块，包括FXO、E1、SIP方式。

9、可根据运用需要扩展区域通信站点，当通信主机端口不够用时，可增加通信主机组成1个广播对讲系统。

附图说明

图1是本发明的用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

在本发明的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本发明所涉及的控制台、外呼电话机和对讲电话机等可被视为现有技术。

优选实施例。

本发明公开了一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，用于气衣通信，包括通信主机模块和与所述通信主机模块通信连接的若干区域通信站，其中：

所述通信主机模块包括总线背板单元、主控单元和若干区域通信单元，所述主控单元将接通的总电源通过第一处理后输出所需规格的各个子电源，并且所述总线背板单元接收各个子单元后(给各个模块和单元)进行优化选择供电；

所述区域通信站包括若干区域通信终端单元和与区域通信终端单元通信连接的席位耳机，所述区域通信终端单元通过广播对讲线路与所述区域通信单元连接，以实现广播对讲通信，所述席位耳机具有音量调节子单元和按键呼叫子单元；

所述通信主机模块和所述区域通信站进行联动，从而实现对讲互通、呼叫设置和有源广播设置。

具体的是，所述通讯主机模块还包括专用电话单元和广播单元，其中：

所述专用电话单元分别与外呼电话机和对讲电话机通信连接，所述专用电话单元一路通过所述区域通信单元和与所述区域通信终端连接的席位耳机进行语音对讲，并且所述专用电话单元另一路进行常规电话通信(例如行政电话系统对接等)；

所述广播单元接收广播源设备发射的广播信号，从而通过所述区域通信单元向所有的与所述区域通信终端单元连接的席位耳机发送音频广播，以使得音频广播作为在对讲互通中的背景音(音频广播作为背景音与对讲信号在系统中叠加传输，在席位耳机上可同时听见)。

进一步的是，所述处理单元接收来自控制台的指令，从而根据指令分别对所述区域通信单元、所述专用电话单元、所述广播单元和各个所述区域通信终端单元进行参数设置，并且所述处理单元还接收来自所述区域通信单元、所述专用电话单元、所述广播单元和各个所述区域通信终端单元的工作状态，从而将工作状态上报传输到控制台。

更进一步的是，所述处理单元包括主控与电源单元A和主控与电源单元B，所述主控与电源单元A和所述主控与电源单元B具有1+1备份功能。

优选地，对讲互通包括本地互通和区域互通，其中：

在本地互通中，将单个所述区域通信站中的若干所述区域通信终端单元和与所述区域通信终端单元连接的席位耳机设置为本地互通组，在本地互通组的所有席位耳机之间进行全双工对讲，并且同时(可以)接受来自广播单元的音频广播，对本地互通组进行预先设置并且通过控制台进行远程启动和关闭(也可以临时根据需求创建)；

在区域互动中，将多个所述区域通信站中的若干所述区域通信终端单元和与所述区域通信终端单元连接的席位耳机设置为区域互通组，在区域互通组的所有席位耳机之间进行全双工对讲，并且同时(可以)接受来自广播单元的音频广播，对区域互通组进行预先设置并且通过控制台进行远程启动和关闭(也可以临时根据需求创建)。

优选地，在呼叫设置中，所有所述区域通信站的每个所述区域通信终端单元对应一个由控制台分配的呼叫号码，并且若干区域通信终端单元组成的本地互通组或者是区域互通组均分配组号码；

对讲电话机对单个所述区域通信终端单元、本地互通组和区域互通组发起呼叫并且实现对讲，所述区域通信终端单元通过席位耳机的按键呼叫子单元向对讲电话机发起一键呼叫并且实现对讲。

优选地，在有源广播设置中，广播信号由广播单元接入并且发送到每一个所述区域通信终端单元的席位耳机；

广播单元设有开关子单元，开关子单元被触发后所述广播单元实时接收来自广播源设备的广播信号，并且所述区域通信单元将广播信号通过所述区域通信单元向所有的与所述区域通信终端单元连接的席位耳机发送音频广播，以使得音频广播作为在对讲互通中的背景音。

优选地，1)通信主机模块

包括总线背板单元、主控与电源单元A、主控与电源单元B、12个区域通信单元、专用电话单元和广播单元，其中：

主控与电源单元A和主控与电源单元B为通信主机模块的公共单元，采用FPGA嵌入式系统设计。其功能是首先实现DC-48V电源的接入，输出DC3.3V、DC5V、DC12V到总线背板单元，供其他功能模块使用；其次是接收控制台的指令对其他功能模块和区域通信终端单元进行参数配置，接收来自区域通信终端单元和模块的工作状态上报给控制台；主控与电源单元A和主控与电源单元B具有1+1备份功能。

通信主机模块包含12个区域通信单元，每个区域通信单元具有16路广播端口，与区域通信终端单元连接实现广播对讲通信，同时，区域通信单元的端口可为区域通信终端单元提供馈电功能，每个区域通信终端单元可连接4副席位耳机进行交互通信；

专用电话单元共有两路电话接口，一路通过区域通信终端单元与所有席位耳机实现语音对讲，另一路与行政电话系统实现常规电话通信。

广播单元接收广播源设备的信号，向所有区域通信站的席位耳机发送音频广播，广播信号作为背景音与对讲信号在系统中叠加传输，在席位耳机上可同时听见。

2)系统外设包含：电话机(外呼电话机和对讲电话机)、广播源设备以及控制台；

3)控制台为基于X86的管理电脑，安装专用的调度管理软件，用于控制管理整个通信系统；

4)区域通信终端

区域通信终端单元设置在区域通信站内，每个区域通信站内根据运用需要设置区域通信终端单元的数量。

每个区域通信终端单元可将4个席位耳机融合成一个端口，通过1条广播对讲线路与通信主机的区域通信模块的单个端口连接。

5)席位耳机：耳机具有音量调节与按键呼叫功能，耳机与区域通信终端采用插拔式连接，即插即用，无需另接供电电源。

6)广播对讲线路为两芯铜质线缆，连接区域通信模块和区域通信终端，传输距离大于1000米。

优选地，1)设置互通组

又分为本地互通组和区域互通组。

本地互通组：可以将单个区域通信站内的若干个区域通信终端单元设置为本地互通组，互通组内的所有席位耳机可实现对讲电话机的全双工对讲，同时听见广播音。本地互通组可预先设置，直接通过控制台开启即可使用。

区域互通组：可以将多个区域通信站内的若干个区域通信终端单元设置为区域互通组，互通组内的所有席位耳机可实现对讲电话机的全双工对讲，同时听见广播音。在使用时创建，能通过控制台同时建立6个互通组。

互通组的容量：互通组容量设置为灵活可调，即1至12个区域通信站，每个区域通信站具体管理多少个区域通信终端单元与通信主机模块的区域通信单元不绑定，由控制台进行绑定操作，例如：可设置区域通信单元1的1-16为1区；区域通信单元2的1-16为2区；区域通信单元3的1-9为3区，区域通信单元3的10-16及区域通信单元4的1-7为4区，以满足现场使用及后期的灵活扩展与调整。

本地互通：通过显示操作平台控制气衣通讯系统主机(控制台)，以工作人员所在区域为小组打开指定的本地互通组(本地互通组事先设置建立好，执行时直接打开)，完成区域内互通的建立。

区域互通：通过显示操作平台控制气衣通讯系统主机(控制台)，以工作人员所在区域以及目标区域为小组建立一个跨区域互通组，完成跨区域互通的建立(跨区域互通组能同时建立六个)。

5.当本地互通或跨区域互通建立完成后，耳机在互通组内但未插入插座。当后续插入插座与主机连接后可以正常自动加入互通中。

2)呼叫设置

所有区域通信站里的每个区域通信终端单元对应一个由控制台分配的呼叫号码，若干个区域通信终端单元组成的互通组也同样有一个组号码。

对讲电话机可对单个区域通信终端单元或互通组发起呼叫并实现对讲；区域通信终端单元也可通过席位耳机上的呼叫按键向对讲电话机发起一件呼叫并实现对讲。

3)有源广播

广播信号由通信主机的广播单元接入，并发送到每一个区域通信终端单元的席位耳机，打开席位耳机即可听见广播内容。

广播单元设置了开关子单元，打开广播开关后，只要有广播源设备有广播信号发送，通信主机就开始向区域通信终端单元播放。广播接入后作为背景音叠加到音频信道中，对正在使用的互通组不产生影响。

4)系统管理

本发明为一种用于核电站气衣多区域数字广播对讲通信系统，实现通信主机模块与区域通信站的区域通信终端的对讲广播功能，系统通过控制台进行管理控制。

首先，可设置区域通信终端单元和互通组的号码，建立和记录对讲过程，并对对讲进行录音回放。

其次，可对通信主机软硬件进行参数设置，如两块主控与电源单元的备份策略，打开或关闭通信端口，调整音频的增益等。

再次，可监控整个系统的工作状态，及时发现系统设备故障，便于维护。

值得一提的是，本发明专利申请涉及的控制台、外呼电话机和对讲电话机等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，用于气衣通信，其特征在于，包括通信主机模块和与所述通信主机模块通信连接的若干区域通信站，其中：

所述通信主机模块包括总线背板单元、主控单元和若干区域通信单元，所述主控单元将接通的总电源通过第一处理后输出所需规格的各个子电源，并且所述总线背板单元接收各个子单元后进行优化选择供电；

所述区域通信站包括若干区域通信终端单元和与区域通信终端单元通信连接的席位耳机，所述区域通信终端单元通过广播对讲线路与所述区域通信单元连接，以实现广播对讲通信，所述席位耳机具有音量调节子单元和按键呼叫子单元；

所述通信主机模块和所述区域通信站进行联动，从而实现对讲互通、呼叫设置和有源广播设置；

所述通信主机模块还包括专用电话单元和广播单元，其中：

所述专用电话单元分别与外呼电话机和对讲电话机通信连接，所述专用电话单元一路通过所述区域通信单元和与所述区域通信终端连接的席位耳机进行语音对讲，并且所述专用电话单元另一路进行常规电话通信；

所述广播单元接收广播源设备发射的广播信号，从而通过所述区域通信单元向所有的与所述区域通信终端单元连接的席位耳机发送音频广播，以使得音频广播作为在对讲互通中的背景音；

对讲互通包括本地互通和区域互通，其中：

在本地互通中，将单个所述区域通信站中的若干所述区域通信终端单元和与所述区域通信终端单元连接的席位耳机设置为本地互通组，在本地互通组的所有席位耳机之间进行全双工对讲，并且同时接受来自广播单元的音频广播，对本地互通组进行预先设置并且通过控制台进行远程启动和关闭；

在区域互动中，将多个所述区域通信站中的若干所述区域通信终端单元和与所述区域通信终端单元连接的席位耳机设置为区域互通组，在区域互通组的所有席位耳机之间进行全双工对讲，并且同时接受来自广播单元的音频广播，对区域互通组进行预先设置并且通过控制台进行远程启动和关闭。

2.根据权利要求1所述的一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，其特征在于，所述处理单元接收来自控制台的指令，从而根据指令分别对所述区域通信单元、所述专用电话单元、所述广播单元和各个所述区域通信终端单元进行参数设置，并且所述处理单元还接收来自所述区域通信单元、所述专用电话单元、所述广播单元和各个所述区域通信终端单元的工作状态，从而将工作状态上报传输到控制台。

3.根据权利要求2所述的一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，其特征在于，所述处理单元包括主控与电源单元A和主控与电源单元B，所述主控与电源单元A和所述主控与电源单元B具有1+1备份功能。

4.根据权利要求3所述的一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，其特征在于，在呼叫设置中，所有所述区域通信站的每个所述区域通信终端单元对应一个由控制台分配的呼叫号码，并且若干区域通信终端单元组成的本地互通组或者是区域互通组均分配组号码；

对讲电话机对单个所述区域通信终端单元、本地互通组和区域互通组发起呼叫并且实现对讲，所述区域通信终端单元通过席位耳机的按键呼叫子单元向对讲电话机发起一键呼叫并且实现对讲。

5.根据权利要求4所述的一种用于核电站气衣的多区域数字广播对讲通信系统，其特征在于，在有源广播设置中，广播信号由广播单元接入并且发送到每一个所述区域通信终端单元的席位耳机；

广播单元设有开关子单元，开关子单元被触发后所述广播单元实时接收来自广播源设备的广播信号，并且所述区域通信单元将广播信号通过所述区域通信单元向所有的与所述区域通信终端单元连接的席位耳机发送音频广播，以使得音频广播作为在对讲互通中的背景音。