[发明专利]一种基于CAN总线的煤矿数字语音通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于CAN总线的煤矿数字语音通信系统。

背景技术

目前，我国煤矿安全生产形势严峻，已成为大众关注的焦点。保持井上与井下实时和畅通的通信是保障煤矿安全生产的重要环节。传统的调度电话系统存在传输距离短、实时性差、智能程度低、声音较小等缺点，当煤矿井下突发灾害事故时，井下作业人员由于无法得到调度室及时有效的通知而易造成重大人员伤亡事故的发生，造成不必要的人员伤亡和严重的公共安全危害。

发明内容

本发明提供一种基于CAN总线的煤矿数字语音通信系统，其特征是：包括上位机、网关、中继器、语音节点通信模块、语音终端模块；井上上位机通过网关和中继器，以点播方式、成组方式或广播方式呼叫井下各语音节点；井下各语音节点也可呼叫网关，网关将该语音节点的ID上传给主机；井下各语音节点之间也可进行组内通信。

所述语音节点通信模块包括PIC18F微处理器、CAN收发器芯片CTM8251、语音处理芯片AMBE-1000、语音A/D-D/A芯片CPS1027。处于编码状态时，话筒采集到的模拟语音信号通过CPS1027 A/D转换后被AMBE-1000压缩，然后经主控制芯片PIC18F读取并打包分组；处于解码状态时，主控制芯片PIC18F将由CTM8251接收的语音数据发送给AMBE-1000，AMBE-1000解压语音编码，通过CPS1027D/A转换后输出。

所述语音终端模块包括话筒、LN4890、扬声器；话筒将声音转变成模拟语音信号；LN4890将输出的模拟信号放大，由扬声器广播出去。

本发明以CAN总线为传输控制协议，结合AMBE编解码技术，能实现低传输速率和高通话质量的远距离传输。本系统具有的传输距离远、实时性好、智能程度高、音质好、声音大等特点，满足了煤矿生产对通信系统的要求，为煤矿安全生产提供了有力保障。

附图说明

附图1为本发明的总体结构图；

附图2为本发明的语音节点通信模块框图。

图1中，1-上位机；2-网关；3-中继器；4-语音节点通信模块；5-语音终端模块。

图2中，6-语音处理芯片AMBE-1000；7-语音A/D-D/A芯片CPS1027；8-PIC18F微控制器；9-CAN收发器芯片CTM8251。

具体实施方式

参见图1，本系统采用总线型网络、多主访问机制，主要由上位机、网关、中继器、语音节点通信模块、语音终端模块等构成。井上可通过主机对网关进行操作，实现对井下各语音节点呼叫的功能，呼叫方式可设置为任意呼叫(点播方式)、成组呼叫(组播放时)或全部呼叫(广播方式)；井下各语音节点也可以呼叫网关，网关将该语音节点的ID上传给主机；井下各语音节点也可与同组的其它语音节点进行组内通信。在CAN总线结构中，语音节点可以灵活接入，并且不分主从，每一个节点都可以接收信息或者在总线空闲的时候发送信息。

参见图2，当处于编码状态时，话筒采集到的模拟语音信号通过CPS1027A/D转换后被AMBE-1000压缩，然后经主控制芯片PIC18F读取并打包分组，最后通过CAN收发器将语音数据发送到CAN总线上。处于解码状态时，主控芯片PIC18F将由CAN收发器接收的语音数据发送给语音芯片AMBE-1000，语音芯片解压语音编码，通过CPS1027D/A转换后输出，输出的模拟信号经过功率放大后送到扬声器，由扬声器广播出去。