新型扩音呼叫系统设计

摘要：本文主要介绍了一种新型的基于数字程控交换平台的四

线制集中供电、集中放大扩音呼叫系统的设计方法。该系统是一种集数字交换、调度指挥通信、指令呼叫、广播、抗噪声扩音对讲为一体，集中放大、集中供电的有主机系统，利用数字程控交换技术和话音广播技术实现对环境嘈杂的岗位工作人员广播通知、信息等功能。

关键词：扩音呼叫系统 扩音呼叫控制单元 扩音话站 管理话站

1 概述

扩音呼叫系统主要是利用数字程控交换技术和话音广播技术实现对在环境嘈杂或恶劣环境岗位上工作的人员进行指令、调度指挥、信息播放以及在突况下向岗位人员发出撤离告警提示。

基于扩音呼叫系统的使用情况结合目前成熟的调度指挥通信技术研制的AcroPager扩音呼叫系统是一款功能齐全、技术先进的专用工业通讯产品。该产品为集数字交换、调度指挥通信、指令呼叫、广播、抗噪声扩音对讲为一体，集中放大、集中供电的有主机系统。

该产品设计中已经充分考虑电磁和环境等因素，可根据应用场所的不同，选用不同防护等级的话站。可应用于电厂、钢厂、石油、化工、码头、消防、矿产等行业。

2 系统组成

AcroPager扩音呼叫系统主要有交换主机、扩音呼叫控制单元、管理操作台、广播话站以及配套缆线组成。在本系统中交换主机可采用市面上成熟的数字程控交换平台，管理操作台采用现有调度台进行功能改造，话站可采用市面上成熟产品，所以本系统主要是要设计扩音呼叫控制单元（VAC），实现广播话站与数字程控交换机的互通并对广播话站进行远距离驱动，完成对广播话站的分区和控制功能。

本系统构成图如下：

图一 扩音呼叫系统组成图

3 扩音呼叫控制单元（VAC）设计

本扩音呼叫系统的设计重点是扩音呼叫控制单元（VAC）的研制。

扩音呼叫控制单元采用19英寸、2U机箱，由机箱、CPU处理板、功率放大器、音量调节旋钮、状态指示灯和接线器组成。

每个控制单元支持8路扩音呼叫，每路之间相互独立，每个机箱支持4路告警触发接口，内置4种告警音，告警音可自行录制。根据话站数量需求选择多个机箱单元堆叠方式。

机箱前面板设置8个调节音量的电位器，根据不同应用环境和个人需求以及所配扬声器的功率调节扩音音量。前面板的9个指示灯分别是电源指示和8个通道的忙闲及故障指示。

忙闲及故障指示灯状态说明如下：

空闲：灭。

忙：亮。

振铃：与振铃同步闪烁。

故障：慢闪。

机箱后面板为出线插头，插头采用航空插头具有良好的密闭性、接触牢固可靠。

机箱结构示意图如下：

图二 扩音呼叫控制单元前面板图

图三 扩音呼叫控制单元后面板图

4 采用的先进技术

4.1 过压及短路保护技术 通过对用户线路过压、过流的判别，对话站、扬声器以及用户接口电路进行保护技术，系统判断过压过流后及时切断该路电源供应，等线路电压回复正常后，自动回复电路。

4.2 特殊状态下本地24V馈电 此功能是本产品独有的。AcroPager扩音呼叫系统完美地解决了在话站手柄未能可靠挂机的情况下，呼叫可正常呼入问题。

4.3 极性反转检测部分 此功能是本产品独有的。系统通过检测用户线路的极性反转信号来实现话站摘挂机状态的判断。

4.4 40w数字功率放大器 采用D类数字功放技术，

功率信号以PWM调试方式输出，效率高，可以达到92%，不用使用散热片。

5 扩音呼叫系统特点

集中供电、集中放大：AcroPager扩音呼叫系统采用对话站和扬声器集中供电和集中功率放大的工作方式，维护方便，话站安装灵活。

功能强大、接口丰富：可提供各种标准化接口，与其他调度系统、通信系统或PSTN互联。

模块化、数字化设计：扩音呼叫控制部分全部采用模块化设计和数字化设计。所有功放全部采用数字功放，可大大降低空间占用和散热量，系统稳定可靠。

话站分区、分组方便灵活：话站分区、分组可全部用软件编程实现，灵活方便，操作简单。

采用高压馈电，传输距离远：对扬声器的驱动采用高压110V方式，采用普通双绞线可传输3KM以上。

传输方式简单：本系统扩音呼叫控制部分与室外话站、扬声器之间的传输电缆不需要专用定制的电缆，只采用普通的音频双绞线即可实现远距离的传输。

紧急事件触发、内置告警音：具有紧急事件触发接口，可以外接告警触发信号，并自动通过扬声器将内置的告警音播放出去，告警音可自行录制。

6 系统功能

本系统支持以下主要的扩音呼叫功能：

单呼：管理话站呼叫其他话站只需按下对应的预先编号号码的快捷键即可直通通话，操作台也可以通过拨号呼叫其他话站，话站之间通话只需要拨打话站号码即可实现单呼。

组呼：通过系统软件设置可将任意多个话站设置成一个通话组，并为每个通话组分配一个组号，当发起组呼时只需要拨打该组的组号即可实现对某组话站的呼叫。

全呼：在系统软件配置时将设置一个全呼号码，当需要发起全呼时只需拨打全呼号码即可实现多所有话站的呼叫。

强插/强拆：当管理话站呼某话站，话站正忙，管理话站只需按下强插/强拆功能按键即可实现对该话站的强插或强拆。

扩音广播：当呼叫谋话站无人应答时，经过几声振铃后，系统将自动开启对应的扬声器，进行广播呼叫，话站振铃次数可调。话站摘机自动关闭扬声器。

紧急呼叫：当出现紧急情况时，指挥人员通过管理操作台上设置的紧急按钮，发起紧急呼叫，立即打开所有扬声器，指挥命令。

呼叫转移：管理操作台接听某呼叫后可以根据情况将该呼叫通过转移功能按键转移至某目标话站，实现主叫话站与目标话站进行通话。

呼叫保持：管理操作台在接听某呼叫时，如有其他事情需要处理，可通过保持功能按键将正在进行的通话保持住，处理其他事情，然后再通过保持功能键将保持的呼叫恢复通话。

免提功能：管理操作台可通过免提功能按键，直接接听某个呼叫。当管理操作台直接拨打某个话站时，免提自动打开。

话站状态指示：管理操作台可通过可编程按键的指示灯的状态变化，来监视对应话站的忙闲状态。

名称/号码显示：管理操作台可以通过液晶显示屏显示来话话站的名称和号码，并在对应可编程按键上对位指示。

呼叫选接：如有多个话站呼叫管理操作台时，管理操作台可通过选接功能选择接听某个来话。

通话音量调节：管理操作台可通过音量调节按键来调节操作台手柄听筒和免提的通话音量。

扬声器音量调节：通过扩音呼叫控制单元（VAC）前面板的对应线路的音量调节旋钮可以实现对扬声器通话音量的调节。

组呼成员增加和剔除：管理操作台可通过拨打对应变成按键自动增加租户成员，也可以通过剔除功能按键删除组呼成员。

组呼/全呼成员自动追呼：当管理操作台在进行组呼或全呼过程中，如有话站中途掉线，系统将自动对该成员进行追呼，使其重新加入组呼或全呼中。

7 扩音呼叫控制单元（VAC）技术参数

环境温度：-5℃～+45℃

相对湿度：10%～90%

大气压力：4000米以下环境使用

一次或二次电源：48VDC、220VAC（50Hz）可选。

扩音部分电源：24VDC

工作频率：300Hz～3400Hz

整机功率：300W

机箱尺寸：48.5cm×50cm×9cm

机箱重量：13.5Kg

话站与扬声器传输距离：

8 总结

本扩音呼叫系统经过反复的设计、实验，目前已经完全商用，并在国内外很多电厂中得到了应用，用户评价良好，是一个技术先进、功能齐全、低成本的扩音呼叫系统，并且本系统预留远期功能扩展能力的接口，为后续新功能的引入提供了条件。

参考文献：

[1]胡汉才编著.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社，

1996.7.

[2]谭浩强著.《C程序设计》第二版.清华大学出版社，1999.12.

[3]郭翠娟，苗长云，武志刚.基于DSP的WMGCP协议栈的设计与实现[J].电子技术应用，2011（10）.

作者简介：

李昊（1982-），男，陕西延安人，中国电子科技集团公司第54研究所，助理工程师，研究方向：通信技术。