CN214756334U - 轨道交通poe全数字紧急通讯单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轨道交通POE全数字紧急通讯单元，采用支持POE协议的MP8007GV电源转换器搭配KSZ8041物理层收发器，采用飞思卡尔的MK60DN512VLQ10主CPU芯片，设备包含电源转换模块、通讯模块、CPU控制模块、麦克风模块、扬声器模块、音频编解码模块、按键模块及LED显示模块、噪音检测模块。该轨道交通POE全数字紧急通讯单元采用POE以太网供电，将供电、信号传输放在同一组网络线上，无需多个连接器和端子，简化了布线方式，降低了成本，提高了生产效率，设备内部设计上，节约空间，同时利于维修，降低了维护成本。

Description

轨道交通POE全数字紧急通讯单元

技术领域：

本实用新型涉及轨道交通通讯技术领域，尤其涉及一种轨道交通POE全数字紧急通讯单元。

背景技术：

现有机车紧急通讯单元设备外部需要电源线，音频总线，以及通讯线。因为电源线、音频总线及通讯线的存在，使得紧急通讯单元接线复杂，电源的走线可能影响到音频的质量。成本高，维修困难。

实用新型内容：

本实用新型的轨道交通POE全数字紧急通讯单元去除了电源线、音频总线及通讯线，采用POE供电(以太网供电)。在通讯和传输音频的同时，为紧急通讯单元设备提供直流供电。紧急通讯单元与PSE供电设备仅存在网络线的连接，确保网络正常通讯的前提下，优化了布线，降低了成本。PSE供电设备也可以查看紧急通讯单元的连接情况和功耗级别，便于PSE供电设备对紧急通讯单元的电源功率进行分配，提高了PSE供电设备的工作效率。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种轨道交通POE全数字紧急通讯单元，包括

通讯模块，采用PSE供电设备，给CPU控制模块传输音频信号和通讯信号；

电源转换模块，与通讯模块相连，采用支持POE协议的电源转换器，用于将直流电压转换成CPU控制模块及音频编解码模块所需电压；

音频编解码模块，与CPU控制模块、麦克风模块相连，将来自CPU控制模块的数字音频信号转换成模拟信号，同时将麦克风模块采集的模拟信号转换成数字信号发送给CPU控制模块；

麦克风模块，与CPU控制模块、音频编解码模块相连，采集人说话的声音，将声音转换成模拟的电压信号；

扬声器模块，与音频编解码模块相连，用于发出音频功率放大的音频信号；

按键模块，与CPU控制模块相连，采集面板上的按键信号，发给CPU控制模块；

LED显示模块，与CPU控制模块相连，接收CPU控制模块的信号，点亮面板上按键灯、呼叫灯、等待灯；

噪音检测模块，与CPU控制模块相连，将麦克风模块采集的环境噪音信号转换成直流信号，送给CPU控制模块检测；

CPU控制模块，接收和发送PSE供电设备的音频和通讯信号，与音频编解码模块实现音频信号的互换，同时检测按键信号和噪音，并且控制面板上的按键灯，呼叫灯，等待灯以及扬声器声音的关断。

在本实用新型一较佳实施例中，所述通讯模块依次通过网络变压器、物理层收发器与CPU控制模块相连，所述网络变压器采用H1606CG网络变压器，所述物理层收发器采用KSZ8041NL物理层收发器；所述通讯模块依次通过网络变压器、整流桥与电源转换模块相连，所述支持POE协议的电源转换器采用MP8007GV电源转换器；所述CPU控制模块采用飞思卡尔的MK60DN512VLQ10主CPU芯片。

具体地，网络变压器将网络线上的直流电压DC44V-DC57V通过整流桥以及滤波到电源转换模块，通过变压器和调节反馈电阻，输出稳定的12V电压，再转换成CPU控制模块以及音频编解码模块所需要的3.3V和运放所需要的±5V电压。

本实用新型的有益效果是：

采用POE以太网供电，将供电、信号传输放在同一组网络线上，无需多个连接器和端子，简化了布线方式，降低了成本，提高了生产效率，设备内部设计上，节约空间，同时利于维修，降低了维护成本；

采用高性能的立体声音频编解码芯片，对讲音质清晰，失真小；

芯片功耗低，麦克风声音的增益和输出到扬声器音量的增益都可以调节；

满足全双工通讯方式，简化了设计电路，使得系统更加稳定，响应更加迅速；

增加噪音检测功能，可依据现场环境噪音的实时情况，自动调节音量，使得对讲以及广播声音满足要求。

附图说明：

图1为本实用新型的轨道交通POE全数字紧急通讯单元的结构示意图；

图2为本实用新型的电源转换模块的电路原理图；

图3为本实用新型的通讯模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示的一种轨道交通POE全数字紧急通讯单元，采用支持POE协议的MP8007GV电源转换器搭配KSZ8041物理层收发器，采用飞思卡尔的MK60DN512VLQ10主CPU芯片，设备包含电源转换模块6、通讯模块1、CPU控制模块5、麦克风模块9、扬声器模块11、音频编解码模块8、按键模块13及LED显示模块14、噪音检测模块12。

电源转换模块6，网络变压器2的网络线上的直流电压DC44V-DC57V通过整流桥4以及滤波到MP8007GV电源转换器6，通过变压器7和调节反馈电阻，输出稳定的12V电压，再通过BD9778F-E2、LM1117S-3.3V以及IB0505LS转换成主芯片以及音频编解码芯片所需要的3.3V和运放所需要的±5V电压。电源转换模块6的电路原理如图2所示。

通讯模块1，采用PSE供电设备，通过网络变压器2及物理层收发器3给CPU控制模块5传输音频信号和通讯信号，其电路原理如图3所示。

CPU控制模块5，接收和发送PSE供电设备的音频和通讯信号，通过I2C和I2S与音频编解码模块8(TLV320AIC23B)实现音频信号的互换，同时检测按键信号和噪音，并且控制面板上的按键灯，呼叫灯，等待灯以及扬声器声音的关断。

麦克风模块9，采集人说话的声音，将声音转换成模拟的电压信号。

扬声器模块11，音频信号经过音频功率放大器10(TPA3113D2)，输出到扬声器，使扬声器发声。

音频编解码模块8，将来自CPU的数字音频信号转换成模拟信号，同时将麦克风采集的模拟信号转换成数字信号发送给CPU。

按键模块13，采集面板上的按键信号，发给CPU。

LED显示模块14，接收CPU的信号，点亮面板上按键灯，呼叫灯，等待灯。

噪音检测模块12，利用AD736真有效值转换芯片，将麦克风采集的环境噪音信号转换成直流信号，送给CPU检测。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种轨道交通POE全数字紧急通讯单元，其特征在于：包括

通讯模块，采用PSE供电设备，给CPU控制模块传输音频信号和通讯信号；

电源转换模块，与通讯模块相连，采用支持POE协议的电源转换器，用于将直流电压转换成CPU控制模块及音频编解码模块所需电压；

音频编解码模块，与CPU控制模块、麦克风模块相连，将来自CPU控制模块的数字音频信号转换成模拟信号，同时将麦克风模块采集的模拟信号转换成数字信号发送给CPU控制模块；

麦克风模块，与CPU控制模块、音频编解码模块相连，采集人说话的声音，将声音转换成模拟的电压信号；

扬声器模块，与音频编解码模块相连，用于发出音频功率放大的音频信号；

按键模块，与CPU控制模块相连，采集面板上的按键信号，发给CPU控制模块；

LED显示模块，与CPU控制模块相连，接收CPU控制模块的信号，点亮面板上按键灯、呼叫灯、等待灯；

噪音检测模块，与CPU控制模块相连，将麦克风模块采集的环境噪音信号转换成直流信号，送给CPU控制模块检测；

CPU控制模块，接收和发送PSE供电设备的音频和通讯信号，与音频编解码模块实现音频信号的互换，同时检测按键信号和噪音，并且控制面板上的按键灯，呼叫灯，等待灯以及扬声器声音的关断。

2.根据权利要求1所述的轨道交通POE全数字紧急通讯单元，其特征在于：所述通讯模块依次通过网络变压器、物理层收发器与CPU控制模块相连，所述网络变压器采用H1606CG网络变压器，所述物理层收发器采用KSZ8041NL物理层收发器。

3.根据权利要求2所述的轨道交通POE全数字紧急通讯单元，其特征在于：所述通讯模块依次通过网络变压器、整流桥与电源转换模块相连，所述支持POE协议的电源转换器采用MP8007GV电源转换器。

4.根据权利要求3所述的轨道交通POE全数字紧急通讯单元，其特征在于：所述CPU控制模块采用飞思卡尔的MK60DN512VLQ10主CPU芯片。

5.根据权利要求4所述的轨道交通POE全数字紧急通讯单元，其特征在于：网络变压器将网络线上的直流电压DC44V-DC57V通过整流桥以及滤波到电源转换模块，通过变压器和调节反馈电阻，输出稳定的12V电压，再转换成CPU控制模块以及音频编解码模块所需要的3.3V和运放所需要的±5V电压。

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