CN203452849U - 矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器，包括壳体设置的隔爆腔（1）和本安腔（7）两部分，所述隔爆腔（1）内部设置本安电源接口电路（2）和控制输出电路（3），所述本安腔（7）内部设置有微处理器（5），所述微处理器（5）外围连接有语音压缩解压模块（13）、地址编码模块（8）、CAN总线通讯单元接口电路（6）和按键及开关电路（15）。本实用新型集成信号传递、信息显示、通话为一体，电路设计简介，整体体积小，重量轻，使用维护方便，而且发光显示清楚，光可见度可达20m便于提醒；采用了音频压缩／解压(CODEC)模块保证了信号的准确性、可靠性和通话质量，通讯形式为数字式，其抗干扰能力强、可靠性高。

Description

矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器

技术领域

本实用新型涉及一种矿用通讯设备，具体的说是一种矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器。

背景技术

在一些容易发生自燃和自爆的场所，远距离以及非本地通讯往往是较为棘手的问题，一般的通讯装置由于不能达到这些工作场所的防爆要求而无法使用，由此必须开发出符合这些特定场所要求的通讯设备。比如煤矿生产的场所就是一例，由于矿用产品的特殊性，现矿井下的通话信号联络一般采用载波传输方式，通过电源线传输。但由于煤矿井下特殊的潮湿环境，再加上电网干扰，使得其传输方式距离短，连接台数少，通话音质差，噪声大，由于本身的频率漂移，很容易出现通话断续现象，限制有某些场合使用。后来又有设计利用光电耦合技术将非本安的音频电路与本安音频电路结合，并采用本安与非本安双向转化手段实现通话送话功能，该设计的缺点在于电路设计复杂，而且仍然需要引入非本安的电路，在安全性上仍存在一定的隐患。随着煤矿现代化建设的发展和需要，在保证良好通信质量的同时，如何增加语音通信的带宽，已经成为一个研究的热点和难点。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器，利用语音编码技术和CAN总线通讯方式，在传送高质量语音、位置编码、开关量信号的同时彩色液晶显示屏显示相应的信息，并输出控制信号以对提升机、带式输送机、架空乘人装置进行有效控制。在一定的带宽内容纳更多的语音通道，保证了信号的准确性、可靠性和安全性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器，包括壳体设置隔爆腔和本安腔两部分，所述隔爆腔内部设置本安电源接口电路和控制输出电路，所述本安腔内部设置有微处理器，所述微处理器外围连接有语音压缩解压模块、地址编码模块、CAN总线通讯单元接口电路和按键及开关电路，所述语音压缩解压模块分别与前置放大器和功率放大器连接，所述功率放大器与扬声器连接，所述前置放大器与MIC连接，所述本安腔的外表面设置有彩色液晶显示屏、按键及开关，所述彩色液晶显示屏与微处理器连接，所述按键及开关与按键及开关电路连接。

所述微处理器内设置有主控器STM32F103VC。

所有输入、输出接口以及通讯接口，均采用光电隔离器。

本实用新型集成信号传递、信息显示、通话为一体，电路设计简介，整体体积小，重量轻，使用维护方便，而且发光显示清楚，光可见度可达20m便于提醒；采用了音频压缩／解压(CODEC)模块保证了信号的准确性、可靠性和通话质量，通讯形式为数字式，其抗干扰能力强、可靠性高，支持超过100个节点，传送距离可达10km，同时通话声音洪亮超过85db，清晰、静态无噪音，最主要的是其输出电压本安开路电压，防爆形式为矿用隔爆兼本安型，大大提高了高危工作地区的通讯安全性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型原理示意图；

图3为本实用新型的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述：

如图1-图3所示为本实用新型的一个具体实施例，该矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器，包括壳体设置的隔爆腔1和本安腔7两部分，所述隔爆腔1内部设置本安电源接口电路2和控制输出电路3，所述本安腔7内部设置有微处理器5，所述微处理器5外围连接有语音压缩解压模块13、地址编码模块8、CAN总线通讯单元接口电路6和按键及开关电路15，所述语音压缩解压模块13分别与前置放大器4和功率放大器11连接，所述功率放大器11与扬声器12连接，所述前置放大器4与MIC14连接，所述本安腔7的外表面设置有彩色液晶显示屏10、按键及开关9，所述彩色液晶显示屏10与微处理器5连接，所述按键及开关9与按键及开关电路15连接。所述微处理器5内设置有主控器STM32F103VC。多台该矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器通过CAN总线连接，将信号发送至远端接收机，接收端解压后还原声音信号。整个过程采用全数字编解码和传输，彻底克服了传统载波信号传输距离近，中心频率易偏移，抗干扰能力差的问题。

本安电源板通过外部接口与本安电源接口电路2连接，为微处理器5及CAN总线通讯单元接口电路6提供本安电源。

当按下对讲按钮时，外部语音信号通过MIC14转换为模拟信号，经前置放大器4传递给语音压缩解压模块13，进行增益调节、A／D转换、滤波和压缩处理，然后进入编码器中开始编码，编码后的语音数据，按帧的结构和选择的位速率生成数据包，通过CAN总线与微处理器5进行数据交换。CAN总线传输的数字语音，进入解码器开始解码，经过解压、滤波、D／A转换、调节增益等处理后，就成为可以听到的模拟语音，经过功率放大器11驱动扬声器12发出语音。由于采用全数字设计，所有数据均运行在总线上，支持超过100个节点，传送距离可达10km，而传统信号器小于10个节点，传送距离一般不超过1500m，因而可以适用于更多场所。

本实用新型的位置编码，打点信号，以及其他开关量信号由STM32F-103RE为主控制器主控制器的I/O接口采集，不需要经过语音压缩解压芯片，经SPI直接发送到CAN总线进行信息传输。根据传输信息的重要性，在STM32F-103RE的软件内，可设置不同的优先级，高优先级的信息，可中断低优先级的信息。对于急停、停车、工作信号、对讲可设置不同优先级，彻底解决了原信号器不能设置优先级的问题。

所有输入、输出接口以及通讯接口，均采用高性能的光电隔离器，以实现本安隔离，使得在井下恶劣电器环境中仍可获得准确的数据传输，足够清晰的语音。

本实用新型设置有八个按钮直接将指令传送给微处理器5，微处理器5根据指令分别将信号传递给TFT彩色彩色液晶显示屏10、CAN总线通讯接口电路6，通过CAN总线发送到其他的声光信号器。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器，其特征在于，包括壳体设置的隔爆腔（1）和本安腔（7）两部分，所述隔爆腔（1）内部设置本安电源接口电路（2）和控制输出电路（3），所述本安腔（7）内部设置有微处理器（5），所述微处理器（5）外围连接有语音压缩解压模块（13）、地址编码模块（8）、CAN总线通讯单元接口电路（6）和按键及开关电路（15），所述语音压缩解压模块（13）分别与前置放大器（4）和功率放大器（11）连接，所述功率放大器（11）与扬声器（12）连接，所述前置放大器（4）与MIC（14）连接，所述本安腔（7）的外表面设置有彩色液晶显示屏（10）、按键及开关（9），所述彩色液晶显示屏（10）与微处理器（5）连接，所述按键及开关（9）与按键及开关电路（15）连接。

2.根据权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器，其特征在于，所述微处理器（5）内设置有主控器STM32F103VC。

3.根据权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型通讯声光信号器，其特征在于，所有输入、输出接口以及通讯接口，均采用光电隔离器。

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