[發(fā)明專利]基于優(yōu)先級(jí)的多總線礦用廣播通訊網(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210234190.4
• 申請(qǐng)日: 2012-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102724094A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽(yáng)洋;宋應(yīng)平;郭建湘;周阜康;龐佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韶山恒旺電氣有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40;H04H20/59;H04H20/61
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦用廣播通訊網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

煤礦井下的環(huán)境不同于地面環(huán)境，以巷道為主的井下信道結(jié)構(gòu)決定了它不能像地面一樣使用單點(diǎn)基站來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域性的信號(hào)覆蓋，一般采用多結(jié)點(diǎn)（包括分布式基站）的方式，然而隨著節(jié)點(diǎn)的增多以及層數(shù)的增加，如果采用單一的以太網(wǎng)協(xié)議，由于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀屬于復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且以太網(wǎng)數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)時(shí)一般都需要進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程，信號(hào)優(yōu)先級(jí)的處理通常會(huì)在服務(wù)器端來(lái)使用軟件來(lái)處理，信號(hào)切換的開(kāi)銷很大，這樣整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性能以及穩(wěn)定性將明顯下降，不能滿足井下通訊系統(tǒng)必須具備的實(shí)時(shí)性與高可靠性。而其它專用的總線結(jié)構(gòu)則存在兼容性不好，安裝難度大，成本高等缺點(diǎn)。

基于優(yōu)先級(jí)的多總線礦用廣播通訊網(wǎng)絡(luò)針對(duì)礦用廣播通訊系統(tǒng)的特點(diǎn)，從硬件上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)先級(jí)的劃分，因而使得終端節(jié)點(diǎn)能夠使用簡(jiǎn)單的通訊總線及協(xié)議與上一級(jí)互聯(lián)。在多個(gè)井下環(huán)境實(shí)際使用過(guò)程中，該系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性，高可靠性，寬兼容性，安裝簡(jiǎn)易以及低成本等方面的優(yōu)勢(shì)都得到了很好的體現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于優(yōu)先級(jí)的多總線礦用廣播通訊網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于優(yōu)先級(jí)的多總線礦用廣播通訊網(wǎng)絡(luò)，包括井上主控站、井下分控站，報(bào)警點(diǎn)，其特征在于：井上主控站與井下分控站通過(guò)以太網(wǎng)連接，井下分控站與報(bào)警點(diǎn)通過(guò)CAN總線和音頻總線連接，在報(bào)警點(diǎn)上接有功放模塊和喇叭；

所述的井上主控站包括STM32主控制器，STM32主控制器的串行口1接顯示器，網(wǎng)絡(luò)口接隔離電路，SPI2口接音頻解碼器的SPI口，PG1~PG5腳接按鍵接口；音頻解碼器的DAI接音頻放大電路，在音頻放大電路接有麥克風(fēng)和喇叭；以太網(wǎng)接口接隔離電路；電源電路分別接顯示器、以太網(wǎng)接口、隔離電路、音頻解碼器電源口、音頻放大電路、麥克風(fēng)、STM32主控制器的電源口；

所述的井下分控站包括STM32主控制器，STM32主控制器的串行口1接顯示器，網(wǎng)絡(luò)口接隔離電路，串行口2接CAN控制器的串行口1，SPI2口接音頻解碼器的SPI口，PG`~PG5接按鍵接口；音頻解碼器DAI接音頻放大電路，在音頻放大電路接有麥克風(fēng)、喇叭和音頻總線接口；CAN接口接CAN控制器的串行口0；電源電路分別接顯示器、以太網(wǎng)接口、隔離電路、CAN控制器、音頻解碼器、音頻放大電路、麥克風(fēng)、STM32主控制器的電源口；

所述的報(bào)警點(diǎn)包括STC單片機(jī)主控制器，STC單片機(jī)主控制器的串行口1接顯示器，串行口0接CAN控制器的串行口1，P2口接按鍵接口；CAN控制器的串行口0接CAN接口；音頻放大電路接有麥克風(fēng)、喇叭和音頻總線接口；電源電路分別接顯示器、CAN控制器、CAN接口、音頻放大電路、音頻總線接口、麥克風(fēng)、STC單片機(jī)主控制器的電源口。

本發(fā)明井上主控站安放在井上調(diào)度室，主要用于緊急廣播和分區(qū)廣播；井下分控站安放在井下主要聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，主要用于緊急呼叫、站間對(duì)講以及站內(nèi)內(nèi)對(duì)講；報(bào)警點(diǎn)安放在井下重要監(jiān)控點(diǎn)，主要用于緊急呼叫、站內(nèi)對(duì)講；音箱安放在井下的各個(gè)區(qū)域，主要用于擴(kuò)音。達(dá)到如下技術(shù)效果：1、緊急廣播：地面調(diào)度室通過(guò)主控站對(duì)井下所有終端（包括分控站、報(bào)警點(diǎn)、音箱）發(fā)送的廣播；2、緊急呼叫：井下分控站通過(guò)緊急呼叫按鈕實(shí)現(xiàn)的對(duì)地面調(diào)度室主控站的呼叫；3、分區(qū)廣播：針對(duì)特定的一個(gè)或者多個(gè)分控站發(fā)送的廣播；3、站間對(duì)講：分控站與分控站之間的對(duì)講；4、站內(nèi)對(duì)講：連接在同一分控站內(nèi)的報(bào)警點(diǎn)之間或者該報(bào)警點(diǎn)與分控站之間的對(duì)講。本發(fā)明針對(duì)井下通訊網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。按照井上主控站，井下分控站，井下報(bào)警點(diǎn)，井下音箱等優(yōu)先級(jí)從高到低的順序進(jìn)行硬件上的拓?fù)洹＞现骺卣九c井下分控站采用以太網(wǎng)連接，采用的傳輸介質(zhì)有礦用網(wǎng)線與礦用光纜，一般可以在礦方原有的井下環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)上拓展。井下分控站與井下報(bào)警點(diǎn)采用CAN總線與音頻總線連接，使得井下報(bào)警點(diǎn)能夠在第一時(shí)間將報(bào)警信號(hào)傳送給井下分控站，并打開(kāi)音頻總線，通過(guò)井下分控站建立與井上主控站的語(yǔ)音連接。而井下音箱則通過(guò)音頻總線與最近的報(bào)警點(diǎn)或者分控站連接，可以實(shí)現(xiàn)全區(qū)域的實(shí)時(shí)緊急廣播與分區(qū)域的背景音樂(lè)播放。本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具備高實(shí)時(shí)性，高可靠性，以及終端節(jié)點(diǎn)安裝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的專用的通訊網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具備兼容性好，成本低等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明使用狀態(tài)局部示意圖。

圖2是井上主控站的電路方框圖。

圖3是井下分控站的電路方框圖。

圖4是報(bào)警點(diǎn)的電路方框圖。

具體實(shí)施方式