阅读说明：本技术 一种矿用通信控制系统的多媒体终端及矿用通信控制系统 (Multimedia terminal of mining communication control system and mining communication control system ) 是由 刘同宝 徐春颖 舒正义 门雪松 胡耀鹏 满俊材 夏增极 宋志勇 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种矿用通信控制系统的多媒体终端及矿用通信控制系统,具有音视频通话、网络数据交换、CAN/485本非转换等功能；该多媒体终端包括本安箱体和隔爆箱体,所述隔爆箱体内设置有电源模块、信号隔离转换模块和SIP通话模块,所述电源模块用于给信号隔离转换模块和SIP通话模块供电,所述信号隔离转换模块实现非安CAN信号与本安CAN信号、非安485信号与本安485信号之间的双向透传以及CAN与485信号之间的协议转换,所述SIP通话模块实现音视频通话和网络数据交换。(The invention discloses a multimedia terminal of a mining communication control system and the mining communication control system, which have the functions of audio and video communication, network data exchange, CAN/485 bus non-conversion and the like; this multimedia terminal includes this ampere of box and explosion-proof box, be provided with power module, signal isolation conversion module and SIP conversation module in the explosion-proof box, power module is used for keeping apart conversion module and SIP conversation module power supply for the signal, signal isolation conversion module realizes two-way passthrough between ann's CAN signal and this ampere of CAN signal, ann's 485 signal and the protocol conversion between CAN and 485 signal, SIP conversation module realizes audio and video conversation and network data exchange.)

一种矿用通信控制系统的多媒体终端及矿用通信控制系统

技术领域

本发明涉及矿用通信技术领域，具体涉及一种矿用通信控制系统的多媒体终端及矿用通信控制系统。

背景技术

多媒体终端是应用在煤矿通信控制系统中的音频转换设备，实现SIP协议的数字音频与模拟音频之间的转换，并可以实现视频通话、呼叫等功能。通过多媒体终端，可将KTC118、KTC2、广播的音频信号进行互通，并可实现与井下WIFI制式、3G制式的无线通信系统语音，以及支持视频通话功能。

发明人在研发过程中发现，现有的多媒体终端无法满足在当前煤矿井下各工作点之间实时查看通话双方的实际现场情况的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种矿用通信控制系统的多媒体终端及矿用通信控制系统，具有音视频通话、网络数据交换、CAN/485本非转换等功能，实现了任意两个设备可直拨号码进行通话，同时能实时查看到对方现场的实际情况，还可以把通话画面拍摄下来进行保存留档。

本发明一方面提供的一种矿用通信控制系统的多媒体终端的技术方案是：

一种矿用通信控制系统的多媒体终端，包括本安箱体和隔爆箱体，所述隔爆箱体内设置有电源模块、信号隔离转换模块和SIP通话模块，所述电源模块用于给信号隔离转换模块和SIP通话模块供电，所述信号隔离转换模块实现非安CAN信号与本安CAN信号、非安485信号与本安485信号之间的双向透传以及CAN与485信号之间的协议转换，所述SIP通话模块实现音视频通话和网络数据交换。

进一步的，所述隔爆箱体前侧的盖体上设置有液晶屏、液晶触摸板、摄像头和话筒，所述本安箱体前侧的盖体上设置有扬声器；所述液晶屏、液晶触摸板、摄像头、话筒和扬声器分别与SIP通话模块连接。

进一步的，所述电源模块包括EMC防护器件、AC/DC转换器、本安稳压电路、双过流过压保护电路、非安稳压电路、电池管理电路和电池，交流电经EMC防护器件进入AC/DC转换器，AC/DC转换器将交流电转为直流输出，直流电压经本安稳压电路、双过流过压保护电路后输出本安12V，直流电压经非安稳压电路后输出非安12V，直流电压经电池管理电路后控制电池充放电。

进一步的，所述SIP通话模块包括SIP模块、光电交换机和功放模块，所述SIP模块连接功放模块、话筒、液晶屏、液晶触摸板和摄像头，实现音视频通话，所述光电交换机连接SIP模块，实现网络数据交换。

进一步的，所述光电交换机包括交换芯片以及与交换芯片连接的多个RJ45网口和光口。

进一步的，所述功放模块与SIP模块之间、话筒与SIP模块之间分别连接有隔离器件。

进一步的，所述信号隔离转换模块包括CAN本非隔离电路、485本非隔离电路和CAN/485本非转换电路；

所述CAN本非隔离电路，用于实现非安CAN信号与本安CAN信号之间的双向透传；

所述485本非隔离电路，用于实现非安485信号与本安485信号之间的双向透传；

所述CAN/485本非转换电路，用于实现CAN与485信号之间的协议转换。

进一步的，所述CAN本非隔离电路包括两个CAN驱动芯片、信号隔离芯片和数据转发模块；其中一CAN驱动芯片接收非安CAN信号，并发送给数据转发模块，所述数据转发模块读取非安CAN信号，并将其转换成本安CAN信号，本安CAN信号经CAN信号隔离芯片隔离后，由另一个CAN驱动芯片输出；

所述485本非隔离电路包括两个485驱动芯片和收发控制模块；其中一485驱动芯片接收非安485信号，并发送给收发控制模块，所述收发控制模块读取非安485信号，并将其转换成本安485信号，本安485信号经另一个485驱动芯片隔离后输出。

进一步的，所述CAN/485本非转换电路包括CAN驱动芯片、485驱动芯片、信号隔离电路和数据转发模块，CAN驱动芯片接收非安CAN信号，并发送给数据转发模块，数据转发模块解析非安CAN信号，并将其转换为本安485信号，本安485信号经信号隔离电路隔离后，由485驱动芯片输出。

本发明另一方面提供的一种矿用通信控制系统的技术方案是：

一种矿用通信控制系统，包括如上所述的多媒体终端。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明涉及的多媒体终端通过防爆触摸屏和通话话筒可实现拨打SIP电话、视频通话等功能；

(2)本发明涉及的多媒体终端可通过触摸屏，拨打同网络内的其他IP设备，对方接通后，通过话筒拾音器实现与对方的半双工通话；若拨号对方为多媒体终端，设备之间还可以通过设备自带的摄像头实现与对方的视频通话，视频通话时图像显示为全双工，语音为半双工模式；

(3)本发明涉及的多媒体终端，具有网络数据交换功能，可实现不同网络接口之间的数据交换，所述网络接口包括百兆RJ45电口、百兆SC光接口、千兆RJ45电口、千兆SFP光口；

(4)本发明涉及的多媒体终端，具有CAN、485信号的本安/非安隔离、透传功能，可将本安信号转为非安信号，或将非安信号转为本安信号，应用于不同防爆形式的设备之间数据转接，还具有CAN与485信号的相互转换功能。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。

图1是实施例一多媒体终端的整体结构示意图；

图2是实施例一多媒体终端的内部结构框图；

图3是实施例一SIP模块的功能框图；

图4是实施例一光电交换机的结构框图；

图5是实施例一CAN本非隔离电路的结构框图；

图6是实施例一485本非隔离电路的结构框图；

图7是实施例一CAN/485本非转换电路的结构框图；

图8是实施例一电源板的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

图1是本实施例涉及的矿用通信控制系统的多媒体终端的结构图。如图1所示，所述多媒体终端包括本安箱体1和隔爆箱体2，所述本安箱体1和隔爆箱体2之间通过穿墙端子连接。

所述隔爆箱体2前侧的盖体上设置有7寸液晶屏3、7寸液晶触摸板和摄像头，液晶触摸板与液晶屏上之间设置有13mm的防爆玻璃，隔爆玻璃与液晶屏间隔距离5mm以上；所述隔爆箱体2远离本安箱体的一侧面上设置有多个操作按钮4；所述隔爆箱体2前侧的盖体上还设置有用于电池通、断电的旋钮6以及用于返回操作的按键7。

所述本安箱体1前侧的盖体上设置有扬声器5，所述隔爆箱体2前侧的盖体上设置有话筒16。

图2是多媒体终端内部结构示意图。如图2所示，所述隔爆箱体2内安装有本安电路与非本安电路，所述本安电路包括功放模块12、CAN本非隔离电路14、485本非隔离电路13、光电交换机9和话筒16，所述非安电路包括SIP模块8、电源模块以及CAN/485本非转换电路15。

所述电源模块用于给其他功能电路提供所需电源。如图2所示，所述电源模块包括电源板10和电池11，所述电源板10，用于将127V交流电转化为两路12V直流电，一路为非安12V，另一路为本安12V；所述电池11连接电源板，当接入交流127V时，为电池充电，交流电断开后，切换为电池输出，确保后级功能电路在断开交流电后继续工作。

图8是电源板的结构框图。如图8所示，所述电源板10上集成设置有EMC防护器件、AC/DC转换器、本安稳压电路、双过流过压保护电路、非安稳压电路及电池管理电路等，交流电接入电路后，经防护器件进入AC/DC转换器，AC/DC转换器将交流127V转为直流输出，直流电压经本安稳压电路、双过流过压保护电路后输出本安12V，经非安稳压电路后输出非安12V，直流电压经电池管理电路后控制电池充放电。

在本实施例中，所述本安稳压电路选用TPS5430稳压芯片,过流过压电路选用纯模拟电路实现，比较器选择高速比较器；所述非安稳压电路选用URB2412LD-30WR3A2S型金升阳DC/DC模块。

本实施例由SIP模块8、光电交换机9和功放模块12组成SIP通话模块，实现SIP协议的呼叫、通话、接听功能，光电交换机9实现网络数据的交换转发，功放电路12主要实现音频信号的功率放大。

图3是SIP模块的功能框图。如图3所示，所述SIP模块8连接触摸屏3、光电交换机9、摄像头和话筒16，所述SIP模块8还通过模拟音频接口连接功放模块12；所述SIP模块8采用SIP网络语音板，其工作原理为：正常呼叫时，通过触摸屏3录入被呼号码，SIP网络语音板按照录入的号码进行呼叫，呼叫信号通过光电交换机9传出；对方接通后，对准话筒16内的麦克风讲话，话音通过SIP网络语音板转换为SIP协议信号，经网络光电交换机9发往对方设备，对方讲话时，信号经光电交换机9传给SIP网络语音板，SIP网络语音板解析后由模拟音频接口输出到功放模块12。

在本实施例中，所述话筒16经隔离器件后与SIP模块相连，隔离器件选用音频变压器，耐压1500V，此处为本非隔离。本实施例涉及的话筒即为手柄。

图4是光电交换机的结构框图。所述光电交换机9由多个RJ45网口、多个光口、交换芯片及***电路组成，其中，RJ45接口主要用于配接RJ45形式的网络设备，光口用于实现网络数据的长距离传输；交换芯片实现数据的各接口之间交换。

所述RJ45接口分为千兆和百兆，千兆接口1路，百兆接口2路；光口分为SFP千兆接口和SC百兆接口，SFP接口2路，SC接口5路。

在本实施例中，交换芯片采用88E6095F、88E1112型千兆交换芯片，88E1112千兆交换芯片连接一路千兆RJ45接口，88E6095F千兆交换芯片连接2路SFP接口、5路SC接口和一路百兆RJ45接口。

88E6095F芯片可提供3路千兆光口输出，7路百兆接口(类型任选)，为了方便与设备的千兆电口连接，需用1路千兆电口配置成SGMII接口，与88E1112拓展出千兆电口；7路百兆口配置为2路RJ45电口和5路SC光口，可方便连接摄像仪、广播、PLC、控制台等百兆接口设备，同时也可连接距离较近的RJ45电口设备。

本实施例的光电交换机为网管型模块，可组成环网，可也接入矿方现有的环网，为矿用通信控制系统提供足够的网络拓展接口。

本实施例涉及的功放模块12由前级MIC级放大电路、后级放大电路组成。所述功放模块12与SIP模块之间也连接有隔离器件，该隔离器件采用音频变压器，SIP模块与功放模块之间的模拟音频传输同样采用音频变压器隔离，耐压1500V。

在本实施例中，所述功放模块选用TDA7491型功放芯片。

本实施例由CAN本非隔离电路14、485本非隔离电路13、CAN/485本非转换电路15组成信号隔离转换电路，具有CAN和485的非安信号与本安信号之间的透传功能，实现非安CAN与本安CAN、非安485与本安485之间的双向透传，同时实现CAN与485信号之间的协议转换。

图5是CAN本非隔离电路的结构框图。所述CAN本非隔离电路实现本安CAN信号与非安CAN信号的隔离透传，用于连接不同防爆形式的设备。如图5所示，所述CAN本非隔离电路由第一CAN驱动芯片、第二CAN驱动芯片、CAN信号隔离芯片和数据转发模块组成，所述第一CAN驱动芯片接收非安CAN信号，并发送给数据转发模块，所述数据转发模块读取非安CAN信号，并转换成本安CAN信号，本安CAN信号经CAN信号隔离芯片隔离后，由第二CAN驱动芯片向外发送本安CAN信号。

本实施例的CAN驱动电路实现CAN信号的收发，CAN信号隔离电路实现信号的有效隔离，数据转发部分由MCU及***电路组成，实现信号的读取转发。

本实施例涉及的CAN本非隔离电路中，MCU选用LPC2119单片机，CAN驱动芯片选MCP2551，隔离芯片选ADUM1201。非安电源给非安部分的CAN驱动、MCU、隔离芯片的非安部分供电，本安电源仅给本安部分CAN驱动、隔离芯片的本安部分供电。该电路中大部分器件由非安电源供电，以减小本安电源的供电压力。

LCP2119***电路中有4位拨码开关，用于配置两侧CAN波特率。

图6是485本非隔离电路的结构框图。所述485本非隔离电路13实现本安485信号与非安485信号的隔离透传，用于连接不同防爆形式的设备。如图6所示，所述485本非隔离电路包括第一485驱动芯片、收发控制模块、第二485驱动芯片和分别与第一485驱动芯片和第二485驱动芯片连接的逻辑控制芯片，所述第一485驱动芯片接收非安485信号，并发送给收发控制模块，经收发控制模块转换为本安485信号，由第二安485信号驱动芯片隔离信号后向外发送本安485信号。

本实施例的485驱动主要实现485数据的收发，信号隔离芯片实现本非之间的信号隔离，逻辑控制芯片实现对485驱动芯片的收发控制。

本实施例涉及的485本非隔离电路中，选用ADM2483芯片做隔离，ADM2483芯片自带隔离和485驱动，其485输出部分用本安电源供电，输出本安485信号，非安部分选择MAX485芯片做485驱动，收发控制模块选2块S9014及电阻实现。

图7是CAN/485本非转换电路的结构框图。如图7所示，所述CAN/485本非转换电路包括CAN驱动芯片、485驱动芯片、信号隔离电路和数据转发模块组成，CAN驱动芯片接收非安CAN信号，并发送给数据转发模块，数据转发模块解析非安CAN信号，并将其转换为本安485信号，本安485信号经信号隔离电路隔离后，由485驱动芯片向外发送。

本实施例的CAN驱动和485驱动实现CAN信号和485信号的收发，隔离电路实现两侧信号隔离，数据转发部分由MCU及***电路组成，实现数据的解析、转发。

本实施例涉及的CAN/485本非转换电路中，MCU选用LPC2119单片机，CAN驱动选MCP2551，485驱动选ADM2483。非安电源给非安部分的CAN驱动、MCU、隔离芯片的非安部分供电，本安电源仅给本安部分485驱动、隔离芯片的本安部分供电。该电路中大部分器件由非安电源供电，以减小本安电源的供电压力。

本实施例涉及的CAN/485本非转换电路，可实现CAN、485的本非信号转换和协议转换，为不同接口的设备提供协议转换功能。

在上述实施例的基础上，所述多媒体终端上还设置有多外接口，包括电源输入接口、音频输入输出接口、本安485接口、非安485接口、本安CAN接口、非安CAN接口、百兆光纤SC接口、千兆光纤SFP接口和百兆以太网电信号接口；其中：

所述电源输入接口用于设备供电输入；

所述音频输入输出接口，用于设备自身MIC拾音后，经信号放大，将模拟音频输出到其他设备；或将其他设备的音频引号输入到设备，经功放后由喇叭输出；

所述本安485接口为2路，1路用于实现与非安485的信号透传，1路用于实现与CAN信号的协议转换。

所述非安485接口为1路，用于与本安485信号的隔离透传；

所述本安CAN接口为1路，用于实现与非安CAN信号的隔离透传；

所述非安CAN接口为2路，1路用于实现与本安CAN的隔离透传，1路用于实现与485的协议转换；

所述百兆光纤SC接口为5路，用于实现百兆的网络数据交换；

所千兆光纤SFP接口为2路，用于实现千兆网络数据交换；

百兆以太网电信号接口为2路，用于实现全双工TCP/IP协议以太网电信号传输。

本实施例涉及的多媒体终端还通过防爆触摸屏和通话话筒可实现拨打SIP电话、视频通话等功能。

本实施例涉及的多媒体终端可通过触摸屏，拨打同网络内的其他IP设备，对方接通后，通过话筒拾音器实现与对方的半双工通话；若拨号对方为多媒体终端，设备之间还可以通过设备自带的摄像头实现与对方的视频通话，视频通话时图像显示为全双工，语音为半双工模式。

本实施例涉及的多媒体终端，具有网络数据交换功能，可实现不同网络接口之间的数据交换，所述网络接口包括百兆RJ45电口、百兆SC光接口、千兆RJ45电口、千兆SFP光口。

本实施例涉及的多媒体终端，具有CAN、485信号的本安/非安隔离、透传功能，可将本安信号转为非安信号，或将非安信号转为本安信号，应用于不同防爆形式的设备之间数据转接，还具有CAN与485信号的相互转换功能。

实施例二

本实施例涉及一种矿用通信控制系统，该矿用通信控制系统包括如上所述的多媒体终端。

其中，本实施例的多媒体终端的具体结构请参阅前面实施例的相关描述，在此不做赘述。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。