新型擴音呼叫系統設計

摘要：本文主要介紹了一種新型的基于數字程控交換平臺的四

線制集中供電、集中放大擴音呼叫系統的設計方法。該系統是一種集數字交換、調度指揮通信、指令呼叫、廣播、抗噪聲擴音對講為一體，集中放大、集中供電的有主機系統，利用數字程控交換技術和話音廣播技術實現對環境嘈雜的崗位工作人員發布廣播通知、信息發布等功能。

關鍵詞：擴音呼叫系統 擴音呼叫控制單元 擴音話站 管理話站

1 概述

擴音呼叫系統主要是利用數字程控交換技術和話音廣播技術實現對在環境嘈雜或惡劣環境崗位上工作的人員進行指令發布、調度指揮、信息播放以及在突發情況下向崗位人員發出撤離告警提示。

基于擴音呼叫系統的使用情況結合目前成熟的調度指揮通信技術研制的AcroPager擴音呼叫系統是一款功能齊全、技術先進的專用工業通訊產品。該產品為集數字交換、調度指揮通信、指令呼叫、廣播、抗噪聲擴音對講為一體，集中放大、集中供電的有主機系統。

該產品設計中已經充分考慮電磁和環境等因素，可根據應用場所的不同，選用不同防護等級的話站。可應用于電廠、鋼廠、石油、化工、碼頭、消防、礦產等行業。

2 系統組成

AcroPager擴音呼叫系統主要有交換主機、擴音呼叫控制單元、管理操作臺、廣播話站以及配套纜線組成。在本系統中交換主機可采用市面上成熟的數字程控交換平臺，管理操作臺采用現有調度臺進行功能改造，話站可采用市面上成熟產品，所以本系統主要是要設計擴音呼叫控制單元（VAC），實現廣播話站與數字程控交換機的互通并對廣播話站進行遠距離驅動，完成對廣播話站的分區和控制功能。

本系統構成圖如下：

圖一 擴音呼叫系統組成圖

3 擴音呼叫控制單元（VAC）設計

本擴音呼叫系統的設計重點是擴音呼叫控制單元（VAC）的研制。

擴音呼叫控制單元采用19英寸、2U機箱，由機箱、CPU處理板、功率放大器、音量調節旋鈕、狀態指示燈和接線器組成。

每個控制單元支持8路擴音呼叫，每路之間相互獨立，每個機箱支持4路告警觸發接口，內置4種告警音，告警音可自行錄制。根據話站數量需求選擇多個機箱單元堆疊方式。

機箱前面板設置8個調節音量的電位器，根據不同應用環境和個人需求以及所配揚聲器的功率調節擴音音量。前面板的9個指示燈分別是電源指示和8個通道的忙閑及故障指示。

忙閑及故障指示燈狀態說明如下：

空閑：滅。

忙：亮。

振鈴：與振鈴同步閃爍。

故障：慢閃。

機箱后面板為出線插頭，插頭采用航空插頭具有良好的密閉性、接觸牢固可靠。

機箱結構示意圖如下：

圖二 擴音呼叫控制單元前面板圖

圖三 擴音呼叫控制單元后面板圖

4 采用的先進技術

4.1 過壓及短路保護技術 通過對用戶線路過壓、過流的判別，對話站、揚聲器以及用戶接口電路進行保護技術，系統判斷過壓過流后及時切斷該路電源供應，等線路電壓回復正常后，自動回復電路。

4.2 特殊狀態下本地24V饋電 此功能是本產品獨有的。AcroPager擴音呼叫系統完美地解決了在話站手柄未能可靠掛機的情況下，呼叫可正常呼入問題。

4.3 極性反轉檢測部分 此功能是本產品獨有的。系統通過檢測用戶線路的極性反轉信號來實現話站摘掛機狀態的判斷。

4.4 40w數字功率放大器 采用D類數字功放技術，

功率信號以PWM調試方式輸出，效率高，可以達到92%，不用使用散熱片。

5 擴音呼叫系統特點

集中供電、集中放大：AcroPager擴音呼叫系統采用對話站和揚聲器集中供電和集中功率放大的工作方式，維護方便，話站安裝靈活。

功能強大、接口豐富：可提供各種標準化接口，與其他調度系統、通信系統或PSTN互聯。

模塊化、數字化設計：擴音呼叫控制部分全部采用模塊化設計和數字化設計。所有功放全部采用數字功放，可大大降低空間占用和散熱量，系統穩定可靠。

話站分區、分組方便靈活：話站分區、分組可全部用軟件編程實現，靈活方便，操作簡單。

采用高壓饋電，傳輸距離遠：對揚聲器的驅動采用高壓110V方式，采用普通雙絞線可傳輸3KM以上。

傳輸方式簡單：本系統擴音呼叫控制部分與室外話站、揚聲器之間的傳輸電纜不需要專用定制的電纜，只采用普通的音頻雙絞線即可實現遠距離的傳輸。

緊急事件觸發、內置告警音：具有緊急事件觸發接口，可以外接告警觸發信號，并自動通過揚聲器將內置的告警音播放出去，告警音可自行錄制。

6 系統功能

本系統支持以下主要的擴音呼叫功能：

單呼：管理話站呼叫其他話站只需按下對應的預先編號號碼的快捷鍵即可直通通話，操作臺也可以通過撥號呼叫其他話站，話站之間通話只需要撥打話站號碼即可實現單呼。

組呼：通過系統軟件設置可將任意多個話站設置成一個通話組，并為每個通話組分配一個組號，當發起組呼時只需要撥打該組的組號即可實現對某組話站的呼叫。

全呼：在系統軟件配置時將設置一個全呼號碼，當需要發起全呼時只需撥打全呼號碼即可實現多所有話站的呼叫。

強插/強拆：當管理話站呼某話站，話站正忙，管理話站只需按下強插/強拆功能按鍵即可實現對該話站的強插或強拆。

擴音廣播：當呼叫謀話站無人應答時，經過幾聲振鈴后，系統將自動開啟對應的揚聲器，進行廣播呼叫，話站振鈴次數可調。話站摘機自動關閉揚聲器。

緊急呼叫：當出現緊急情況時，指揮人員通過管理操作臺上設置的緊急按鈕，發起緊急呼叫，立即打開所有揚聲器，發布指揮命令。

呼叫轉移：管理操作臺接聽某呼叫后可以根據情況將該呼叫通過轉移功能按鍵轉移至某目標話站，實現主叫話站與目標話站進行通話。

呼叫保持：管理操作臺在接聽某呼叫時，如有其他事情需要處理，可通過保持功能按鍵將正在進行的通話保持住，處理其他事情，然后再通過保持功能鍵將保持的呼叫恢復通話。

免提功能：管理操作臺可通過免提功能按鍵，直接接聽某個呼叫。當管理操作臺直接撥打某個話站時，免提自動打開。

話站狀態指示：管理操作臺可通過可編程按鍵的指示燈的狀態變化，來監視對應話站的忙閑狀態。

名稱/號碼顯示：管理操作臺可以通過液晶顯示屏顯示來話話站的名稱和號碼，并在對應可編程按鍵上對位指示。

呼叫選接：如有多個話站呼叫管理操作臺時，管理操作臺可通過選接功能選擇接聽某個來話。

通話音量調節：管理操作臺可通過音量調節按鍵來調節操作臺手柄聽筒和免提的通話音量。

揚聲器音量調節：通過擴音呼叫控制單元（VAC）前面板的對應線路的音量調節旋鈕可以實現對揚聲器通話音量的調節。

組呼成員增加和剔除：管理操作臺可通過撥打對應變成按鍵自動增加租戶成員，也可以通過剔除功能按鍵刪除組呼成員。

組呼/全呼成員自動追呼：當管理操作臺在進行組呼或全呼過程中，如有話站中途掉線，系統將自動對該成員進行追呼，使其重新加入組呼或全呼中。

7 擴音呼叫控制單元（VAC）技術參數

環境溫度：-5℃～+45℃

相對濕度：10%～90%

大氣壓力：4000米以下環境使用

一次或二次電源：48VDC、220VAC（50Hz）可選。

擴音部分電源：24VDC

工作頻率：300Hz～3400Hz

整機功率：300W

機箱尺寸：48.5cm×50cm×9cm

機箱重量：13.5Kg

話站與揚聲器傳輸距離：

8 總結

本擴音呼叫系統經過反復的設計、實驗，目前已經完全商用，并在國內外很多電廠中得到了應用，用戶評價良好，是一個技術先進、功能齊全、低成本的擴音呼叫系統，并且本系統預留遠期功能擴展能力的接口，為后續新功能的引入提供了條件。

參考文獻：

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[2]譚浩強著.《C程序設計》第二版.清華大學出版社，1999.12.

[3]郭翠娟，苗長云，武志剛.基于DSP的WMGCP協議棧的設計與實現[J].電子技術應用，2011（10）.

作者簡介：

李昊（1982-），男，陜西延安人，中國電子科技集團公司第54研究所，助理工程師，研究方向：通信技術。