基于消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统

摘要

本发明公开了一种基于消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统，包括地上部分和井下部分，其中，地上部分包括地面管理机、UPS电源、光电转换器和矿用本安型交换机；其中，UPS电源连接地面管理机、系统服务器，地面管理机和系统服务器分别通过光电转换器连接矿用本安型交换机，井下部分包括若干路播放系统和矿用本安型交换机，其中，矿用本安型交换机与地上部分的矿用本安型交换机连接，播放系统包括矿用本安型广播通信主机、矿用本安型音箱，矿用本安型广播通信主机连接矿用本安型交换机，矿用本安型广播通信主机连接矿用本安型音箱。本发明采用标准的网络电话及消息协议，网络利用率高，占用的网络资源少，保证了网络产品的效果及质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统。

背景技术

在我国煤矿目前大多数使用的广播通信装置大体有两种，一是使用传统的模拟音频广播 方式，存在传输距离短、抗干扰能力差、需要单独布线和只能进行全网语音广播等缺点，而 且需要中继放大，高压载波传输，在使用效果和安全性方面不能满足煤矿井上、井下长距离 传输和高质量语音播放的要求。二是虽然应用了现在的计算网络技术，实时采集的广播信号 量化、编码、压缩、缓存，按照网络传输协议以IP数据包形式分包传输到网络广播终端并进 行播放,解决了传统模拟音频广播的不足。但是在通话、广播方面存在缺陷，音频数据仅以数 据包的形式从网络上传递，带来网络负担中，在网络状况差的情况下，音质、音效都比较差， 如果协议不完善，还存在引起网络风暴的隐患。特别是在广播时，经常会出现声音断续现象， 让收听者错过重要信息，而不明白广播内容，产生误解，起不到应急调度、指挥救援的作用； 在线播放音乐时，音质效果更让人无法接受，对于煤矿井下工人来说不仅起不到放松、舒缓 心情的作用，而且容易产生烦躁，所以就出现肆意破坏设备的现象。

煤矿安全语音广播系统是每个煤矿安全生产不可缺少的基础设施之一，随着近几年来视 频技术和网络技术在飞速发展，智能多分区广播系统以它的实用性、经济性、便捷性迅速成 为煤矿的需求。目前我国大部分的煤矿基本上都以扩声电话为主，其缺点是在音质、安全应 急方面远远满足不了煤矿安全生产的需要。实现智能多分区广播系统是煤矿行业发展的趋势， 它主要用于煤矿公共场合，如举行全矿的活动、通知、播放音乐，表彰先进、召开全矿大会、 播放新闻联播等。所以对现行煤矿广播系统的功能、容量、音质、智能分区等都提出了更高 的要求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络 系统，本系统采用标准的网络电话及消息协议，网络利用率高，占用的网络资源少，保证了 网络产品的效果及质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统，包括地上部分和井下部分， 其中，地上部分包括地面管理机、UPS电源、光电转换器和矿用本安型交换机；其中，UPS 电源连接地面管理机、系统服务器，地面管理机和系统服务器分别通过光电转换器连接矿用 本安型交换机，所述矿用本安型交换机连接井下部分；

井下部分包括若干路播放系统和矿用本安型交换机，其中，矿用本安型交换机与地上部 分的矿用本安型交换机连接，实现传输信号的本安化，播放系统包括矿用本安型广播通信主 机、矿用本安型音箱，矿用本安型广播通信主机连接矿用本安型交换机，矿用本安型广播通 信主机连接矿用本安型音箱。

所述UPS电源通过单相电源涌浪保护器连接交流电，为矿用本安型广播通信主机、矿用 本安型交换机或矿用本安型音箱供电。

所述地面管理机与系统服务器通过网线接入光电转换器，光电转换器通过光纤接入地上 矿用本安型交换机。

所述地面管理机用于点击、播放上传到地面管理机的语音文件、向任意的单个或一组矿 用本安型广播通信主机进行广播喊话和播放任意音频文件，点击相应的音频文件，系统自动 向井下的所有矿用本安型广播通信主机自动发起广播预设好的语音广播，通知事件情况、引 导人员撤离。

所述矿用本安型广播通信主机与井下矿用本安型交换机之间通过光缆连接，实现音频信 号或者指令的下发和上传，实现广播及通信联络的功能。

所述矿用本安型音箱连接有矿用本安型音箱，用于将电信号转换为大功率声音信号，及 时广播事故地点、类别和逃生路线。

所述矿用本安型音箱与矿用本安型广播通信主机之间以及音箱与音箱之间通过音频线连 接，实现音频信号的延长传输。

矿用本安型广播通信主机(矿用本安型音箱)是该广播通信联络系统的关键设备，为网 络终端产品，声音的输出(含功放及扬声器)设备、电话功能的人机交互界面。矿用本安型 广播通信主机采用arm9处理器，linux系统为平台。

矿用本安型广播通信主机可作为电话终端，拨打(可对讲)任意播放主机及调度台，也 可实现编组内的电话会议。

通过JMS消息机制的消息域实现系统服务器和矿用本安型广播通信主机、矿用本安型广 播通信主机和系统服务器之间的一对一消息传递，以及系统服务器向系统内所有矿用本安型 广播通信主机广播重要新闻或消息的功能。

通过WEB页面对系统进行参数配置、对系统服务器及矿用本安型广播通信主机进行管理， 实现对矿用本安型广播通信主机完全的远程管理，同时Web页面上提供一个录音功能，并将 语音能够作为消息发送至VOIP服务器，即一对多的音频数据单向发送，实现地面管理机功能。

通过WEB页面进行数据库管理、配置文件备份、系统网络配置等功能，修改完善呼叫记 录查询及呼叫记录管理功能等。

VOIP服务器的开发，采用SIP协议来建立、修改和终止多媒体会话。同时要对系统中的 所有播放主机的状态实时显示、强插、强拆和监听等功能，实现电话会议功能。

预留物联网落地接口(如wifi，zigbee)，可以成为定位标识点。

本发明的有益效果为：

(1)基于JMS消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统，应用网络，集成度高，避 免了重复布线；基于SIP协议的国际标准的VOIP电话系统，语音清晰，可以进行电话会议；

(2)消息服务系统，消息队列域重发机制，保证数据的完整性，且音质好，可靠性高； 可视频显示、动态三维图像演示，进行安全宣传及疏散线路指示等；

(3)矿用本安型广播通信主机具有定位功能，主机可查询当前位置，以便井下人员了解 周边情况，即时疏散线路指引；具有远程管理，方便维护；

(4)采用标准的网络电话及消息协议，网络利用率高，占用的网络资源少，保证了网络 产品的效果及质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的煤矿广播通信联络系统的示意图；

图3为本发明矿用本安型广播通信主机的结构示意图；

图4为本发明矿用本安型广播通信主机的结构侧视图。

其中：1、扬声器；2、液晶显示屏；3、听筒；4、麦克风；5、键盘。

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。

如图1所示，一种基于消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统，它包括矿用本 安型广播通信主机、矿用本安型音箱、矿用本安型交换机、光电转换器、矿用隔爆兼本安直 流稳压电源、地面管理机和系统服务器。

如图3、图4所示，矿用本安型广播通信主机由扬声器1、键盘5、液晶显示屏听筒3、 麦克风4，还有内部主板上的音频功放以及两光三电交换机组成。两光三电交换机与井下矿 用本安型交换机连接，实现主机和矿用本安型交换机的连接，最终实现主机和地面管理机之 间的音频和指令的下发和上传，所述音频功放和扬声器将接收到的音频信号放大输出，实现 扩播功能，所述键盘5、话筒3和麦克风4用于拨号实现主机与其他主机和调度台的语音通 话，实现电话功能，液晶显示屏2显示按键内容，还可完成地面管理下发其他显示功能。

矿用本安型音箱，通过音频线与所述矿用本安型广播通信主机相连。

所述地面管理机连接有消息服务期、VOIP服务器、声音输入设备和调度台外部设备；所 述矿用本安型广播通信主机包含有功放、扬声器、键盘、TFT液晶显示屏、麦克风和听筒。

矿用本安型交换机，通过光缆与所述矿用本安型广播通信主机相连，实现音频信号或者 指令的下发和上传，实现广播及通信联络功能。

光电转换器，实现光纤信号和网线信号的转换。

矿用隔爆兼本安直流稳压电源为所述矿用本安型广播通信主机、矿用本安型音箱和矿用 本安型交换机供电。

地面管理机包含软件平台，配音箱及话筒，通过所述光电转换器与所述矿用本安型交换 机相连，为系统提供界面和人机管理平台。

系统服务器通过光电转换器与所述矿用本安型交换机相连，为系统提供网络和后台应用 程序(VOIP服务器、JMS机制的消息服务器)等服务。

如图2所示，一种基于消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统，它包括矿用本 安型广播通信主机、矿用本安型音箱、矿用隔爆兼本安直流稳压电源、光电转换器、矿用本 安型交换机、地面管理机和系统服务器。

矿用隔爆兼本安直流稳压电源为矿用本安型广播通信主机或矿用本安型交换机或矿用本 安型音箱供电。地面管理机与系统服务器通过网线接入光电转换器，光电转换器通过光纤接 入井上矿用本安型交换机；井上矿用本安型交换机(实现接口功能)与井下矿用本安型交换 机采用光缆连接，实现传输信号本安化；矿用本安型广播通信主机与井下矿用本安型交换机 之间通过光缆连接，实现音频信号或者指令的下发和上传，实现广播及通信联络的功能；矿 用本安型音箱与矿用本安型广播通信主机之间以及音箱与音箱之间通过音频线连接，实现音 频信号的延长传输。

地面管理机可以点击播放上传到地面管理机的语音文件；也可向任意的单个或一组矿用 本安型广播通信主机进行广播喊话；还可以播放任意音频文件，同时当应急事故出现后，调 度员一键点击应急预案，系统自动向井下的所有矿用本安型广播通信主机自动发起广播预设 好的语音广播，通知事件情况、引导人员撤离。

矿用本安型音箱将电信号转换为大功率声音信号，及时广播事故地点、类别、逃生路线 等。

矿用本安型广播通信主机(矿用本安型音箱)是该广播通信联络系统的关键设备，为网 络终端产品，声音的输出(含功放及扬声器)设备、电话功能的人机交互界面。矿用本安型 广播通信主机采用arm9处理器，linux系统为平台。

矿用本安型广播通信主机可作为电话终端，拨打(可对讲)任意播放主机及调度台，也 可实现编组内的电话会议。

通过JMS消息机制的消息域实现系统服务器和矿用本安型广播通信主机、矿用本安型广 播通信主机和系统服务器之间的一对一消息传递，以及系统服务器向系统内所有矿用本安型 广播通信主机广播重要新闻或消息的功能。

通过WEB页面对系统进行参数配置、对系统服务器及矿用本安型广播通信主机进行管理， 实现对矿用本安型广播通信主机完全的远程管理，同时Web页面上提供一个录音功能，并将 语音能够作为消息发送至VOIP服务器，即一对多的音频数据单向发送，实现地面管理机功能。

通过WEB页面进行数据库管理、配置文件备份、系统网络配置等功能，修改完善呼叫记 录查询及呼叫记录管理功能等。

VOIP服务器的开发，采用SIP协议来建立、修改和终止多媒体会话。同时要对系统中的 所有播放主机的状态实时显示、强插、强拆和监听等功能，实现电话会议功能。

本发明具有现有煤矿广播系统不具备、不可比拟的特点：

(1)基于JMS消息服务器和SIP协议的煤矿广播通信联络系统，应用网络，集成度高， 避免了重复布线。

(2)基于SIP协议的国际标准的VOIP电话系统，语音清晰，可以进行电话会议；

(3)消息服务系统，消息队列域重发机制，保证数据的完整性，且音质好，可靠性高；

(4)TFT液晶显示屏，可视频显示、动态三维图像演示，进行安全宣传及疏散线路指示 等。

(5)矿用本安型广播通信主机具有定位功能，主机可查询当前位置，以便井下人员了解 周边情况，即时FLASH图像疏散线路指引。

(6)矿用本安型广播通信主机的远程管理，方便维护。

(7)Linux操作系统、智能广播终端，可扩展视频通话。

(8)预留物联网落地接口(如wifi，zigbee)，可以成为定位标识点。

(9)采用标准的网络电话及消息协议，网络利用率高，占用的网络资源少，保证了网络 产品的效果及质量。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。