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摘 要 提出了一种基于CAN-bus的煤矿网络广播系统的设计方案。该系统具有数字化、全双工、组网简单等特点。在需要以太网传输的区域，系统可通过以太网（TCP /IP）光缆或电缆传输通讯；在需要电缆通讯的区域，系统可通过CAN-bus总线电缆传输通讯。实际测试结果表明，该系统具有分组管理、紧急广播、双向通信等功能，提高了应急救援的效率。
关键词 煤矿网络广播；语音通信；紧急广播
中图分类号：TP336 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-070-02
煤矿井下环境条件复杂、人员流动性大，环境恶劣，在加上一些自然灾害，时常发生矿难，当矿难发生时候，如何快速有效地通知井下人员安全撤离和通知指挥中心第一时间展开救援工作，是目前急需解决的问题。
目前大多数的广播系统采用以太网的传输方式，采用这种传输方式，存在着成本高，施工困难等问题，采用CAN-bus的传输方式，具有系统容量大，传输距离远，覆盖范围广等特点，可延伸到采面，真正做到全矿井覆盖。
1 系统设计
1.1 系統构架
CAN-bus总线广播对讲系统使用CAN-bus总线进行数字语音传输，本系统由井上、井下两部分组成，井上部分主要由控制主机、广播主站、ACNET转换器等组成，井下部分主要由广播分站、本安电源、ACNET转换器、光缆、电缆等组成，井上、井下通过工业以太环网连接。矿用网络广播系统拓扑图如图1所示。
1.2 系统软件设计
1.3 系统硬件设计
硬件总体设计：
数字广播顾名思义就是将广播信号数字化，它是按照一定算法，将模拟音频信号经过采集量化编码压缩后的数字音频文件（如MP3）或存储在存储器上的数字音频文件，按照传输协议以数据包的形式将音频文件传输到广播接收端，然后经过广播终端进行 转换后还原成音频信号，经放大后驱动喇叭工作。
硬件总体设计示意图如图2所示。模拟语音通过麦克风输入，经过音频放大模块进行放大，然后送到语音编解码模块进行A/D转换；数据压缩打包后通过SPI接口传送给微处理器，微处理器通过CAN收发器将数据传送到CAN总线上；总线上的语音数据流通过CAN收发器传送给微处理器，通过微处理器的SPI接口传送给语音编解码模块，实现编码数据的解码；解码后的数据通过语音编解码模块内部的D/A转换器转换成模拟语音，经功率放大模块驱动喇叭播放。
2 系统特点及功能测试
2.1 系统特点
1）数字化：系统为数字化设计，抗干扰能力强，可以满足高品质语音传输的需要，能直接读取播放数字音乐，音质清晰。
2）本质安全型：系统为本质安全型设计，安全可靠。
3）全矿井覆盖：系统基于CAN-bus总线传输语音信号，可以直接覆盖到全矿井。
4）互联互通：方便融入以太环网，方便融入以太网（TCP/IP）广播对讲系统，为其系统中副音箱增加对讲功能。
5）双向对讲：支持全双工或半双工双向对讲。
6）区域广播：可对一个、一组或所有广播分站进行广播。
7）本地播放：本地播放音乐或其它音频文件。
8）后台编辑：支持软件后台对广播或播放的内容和规则进行编辑。
9）传输距离：两个CAN-bus设备间无中继最远传输距离可达到5 Km～6 Km。
2.2 功能测试
CAN-bus矿用网络广播系统在郭二庄煤矿进行了实际测试，主要测试系统的广播功能、管理功能、呼叫功能、监听功能。测试结果表明，系统可以对线路分组管理、实时监测；广播对讲时候，音质好，音量达到92 dB，能满足大巷等环境噪杂的地方语音通信要求；本地播放功能可以通过软件操作，播放TF卡里指定的音乐；紧急广播功能可以一键进入全矿范围或特定区域应急救援状态，在一分钟时间内将停产撤人信息及时传递到了井上、下的每一个干部职工，同时开启报警音乐，起到了很好的效果。
3 结束语
基于CAN-bus总线的广播对讲方案，通过CAN-bus转换器融入了矿井工业以太环网，能完美实现广播对讲功能，又具有远距离传输、低成本和施工方便等优点。实际测试结果表明，该系统具有分组管理、实时监测、紧急广播等功能，音质好，音量高可以提高应急救援工作的效率。
基金项目
江苏省科技成果转化资金项（BA2010058）
参考文献
[1]丁延龙.矿井灾害事故避灾系统研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2007.
[2]崔连成，刘凯，马丽娜，何君燕.井下数字安全广播系统的设计[J].工矿自动化，2011（09）.
[3]杨娟.矿用数字广播系统设计[J].工矿自动化，2011（08）.
[4]郑万波，吴燕青，谢梁成，等.新型矿井应急救援通信系统关键技术研究[J].煤炭科学技术，2009（8）：100-102.
[5]杨维，冯锡生，程时听，等.新一代全矿井无线信息系统理论与关键技术[J].煤炭科学报，2004，29（4）：506-509.
作者简介
刘顺（1984-），江苏徐州人，2007年毕业于杭州电子科技大学，理学学士，现为徐州中矿大华洋通信设备有限公司硬件工程师，研究方向：MA产品的设计。
关键词 煤矿网络广播；语音通信；紧急广播
中图分类号：TP336 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-070-02
煤矿井下环境条件复杂、人员流动性大，环境恶劣，在加上一些自然灾害，时常发生矿难，当矿难发生时候，如何快速有效地通知井下人员安全撤离和通知指挥中心第一时间展开救援工作，是目前急需解决的问题。
目前大多数的广播系统采用以太网的传输方式，采用这种传输方式，存在着成本高，施工困难等问题，采用CAN-bus的传输方式，具有系统容量大，传输距离远，覆盖范围广等特点，可延伸到采面，真正做到全矿井覆盖。
1 系统设计
1.1 系統构架
CAN-bus总线广播对讲系统使用CAN-bus总线进行数字语音传输，本系统由井上、井下两部分组成，井上部分主要由控制主机、广播主站、ACNET转换器等组成，井下部分主要由广播分站、本安电源、ACNET转换器、光缆、电缆等组成，井上、井下通过工业以太环网连接。矿用网络广播系统拓扑图如图1所示。
1.2 系统软件设计
1.3 系统硬件设计
硬件总体设计：
数字广播顾名思义就是将广播信号数字化，它是按照一定算法，将模拟音频信号经过采集量化编码压缩后的数字音频文件（如MP3）或存储在存储器上的数字音频文件，按照传输协议以数据包的形式将音频文件传输到广播接收端，然后经过广播终端进行 转换后还原成音频信号，经放大后驱动喇叭工作。
硬件总体设计示意图如图2所示。模拟语音通过麦克风输入，经过音频放大模块进行放大，然后送到语音编解码模块进行A/D转换；数据压缩打包后通过SPI接口传送给微处理器，微处理器通过CAN收发器将数据传送到CAN总线上；总线上的语音数据流通过CAN收发器传送给微处理器，通过微处理器的SPI接口传送给语音编解码模块，实现编码数据的解码；解码后的数据通过语音编解码模块内部的D/A转换器转换成模拟语音，经功率放大模块驱动喇叭播放。
2 系统特点及功能测试
2.1 系统特点
1）数字化：系统为数字化设计，抗干扰能力强，可以满足高品质语音传输的需要，能直接读取播放数字音乐，音质清晰。
2）本质安全型：系统为本质安全型设计，安全可靠。
3）全矿井覆盖：系统基于CAN-bus总线传输语音信号，可以直接覆盖到全矿井。
4）互联互通：方便融入以太环网，方便融入以太网（TCP/IP）广播对讲系统，为其系统中副音箱增加对讲功能。
5）双向对讲：支持全双工或半双工双向对讲。
6）区域广播：可对一个、一组或所有广播分站进行广播。
7）本地播放：本地播放音乐或其它音频文件。
8）后台编辑：支持软件后台对广播或播放的内容和规则进行编辑。
9）传输距离：两个CAN-bus设备间无中继最远传输距离可达到5 Km～6 Km。
2.2 功能测试
CAN-bus矿用网络广播系统在郭二庄煤矿进行了实际测试，主要测试系统的广播功能、管理功能、呼叫功能、监听功能。测试结果表明，系统可以对线路分组管理、实时监测；广播对讲时候，音质好，音量达到92 dB，能满足大巷等环境噪杂的地方语音通信要求；本地播放功能可以通过软件操作，播放TF卡里指定的音乐；紧急广播功能可以一键进入全矿范围或特定区域应急救援状态，在一分钟时间内将停产撤人信息及时传递到了井上、下的每一个干部职工，同时开启报警音乐，起到了很好的效果。
3 结束语
基于CAN-bus总线的广播对讲方案，通过CAN-bus转换器融入了矿井工业以太环网，能完美实现广播对讲功能，又具有远距离传输、低成本和施工方便等优点。实际测试结果表明，该系统具有分组管理、实时监测、紧急广播等功能，音质好，音量高可以提高应急救援工作的效率。
基金项目
江苏省科技成果转化资金项（BA2010058）
参考文献
[1]丁延龙.矿井灾害事故避灾系统研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2007.
[2]崔连成，刘凯，马丽娜，何君燕.井下数字安全广播系统的设计[J].工矿自动化，2011（09）.
[3]杨娟.矿用数字广播系统设计[J].工矿自动化，2011（08）.
[4]郑万波，吴燕青，谢梁成，等.新型矿井应急救援通信系统关键技术研究[J].煤炭科学技术，2009（8）：100-102.
[5]杨维，冯锡生，程时听，等.新一代全矿井无线信息系统理论与关键技术[J].煤炭科学报，2004，29（4）：506-509.
作者简介
刘顺（1984-），江苏徐州人，2007年毕业于杭州电子科技大学，理学学士，现为徐州中矿大华洋通信设备有限公司硬件工程师，研究方向：MA产品的设计。