一种兼备内外部通话功能的应急通信主机

摘要

本发明公开了一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，包括主机壳体、对讲按钮、对讲手柄、电源电路、主机内外部通话电路和对讲手柄通话电路，电源电路包括充电电池、隔离式单端反激开关电源降压电路、充电电池、电源切换电路、电池充电电路、电池保护电路、电池电压检测电路、非隔离式Boost升压电路、线性稳压电路和分机电压供给控制电路，主机内外部通话电路包括GSM模块、SIM卡座、GSM天线、看门狗电路、复位电路、语音信号处理电路、呼救信号检测电路、手柄挂机检测按钮电路、蜂鸣器电路、电池电量低指示电路和GSM网络信号指示电路。本发明安装使用方便，语音响应速度快，通话质量高，工作可靠性高，能实现24小时紧急呼叫。

说明书

技术领域

本发明属于应急通信设备技术领域，具体涉及一种兼备内外部通话功能的应急通信主机。

背景技术

随着国家经济的迅速发展，劳动密集型工矿企业、工业厂房的建设数量增多，城市人口密度急剧上升，高层住宅不断增加，矿井、隧道、厂房、高层建筑、井道、密闭空间内的应急通信设备成为被困者生命的最后一道防线，因此应急通信设备的性能和使用对挽救生命尤为重要。

现有市场上成熟使用的应急通信设备通常为直按式对讲系统，用电线或者光缆作为通讯传导，布线方式有架空、地下、水底电缆及光缆等。其由应急通信主机和应急通信分机(每一个通信点装置一台)构成一个多局通话系统。应急通信主机上每个通信点设置一个呼叫按键，每个按键通过呼叫线与相对应的通信点连接，直接按该呼叫键即可直接呼叫该点，主要实现了内部通话的功能，直观好用，但是，还存在以下缺陷和不足：

1、该类应急通信连接系统，除了送话线、受话线、开锁线、地线四根共用线外，每个通信点需要一根呼叫连接线，布线繁杂，属封闭布线不能融入小区综合网；如果呼叫地点距离长、监控点数多，则布线施工难度更大，铺线施工周期长，外拨公话需要交换设备，线路维护费用高；

2、传输距离受限，长距离通信信号衰减严重；

3、值班室人员必须做到24小时值守，无法实现24小时紧急呼叫，且服务成本高；

4、没有短信报警功能，做不到多方式可靠性报警；

5、抗干扰能力差，在有外界干扰时，通话质量会变的不清晰，无法满足用户的需求；

6、产品可扩展性差，一旦系统组建好，则各方应急通信主机与各方通信点的位置就无法更改，为后续地点变通而改造线路造成了很大的成本隐患，而且由于技术上的原因，产品升级或扩展有较大的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其结构简单，设计合理，安装使用方便，语音响应速度快，能够实现长距离通信，通话质量高，工作可靠性高，能够实现24小时紧急呼叫，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：包括主机壳体以及设置在主机壳体顶部的手柄槽和对讲按钮，所述手柄槽上悬挂有对讲手柄，所述主机壳体内部设置有电源电路、主机内外部通话电路和对讲手柄通话电路，所述对讲手柄通话电路中设置有用于连接对讲手柄的对讲手柄接口端子，所述对讲手柄接口端子外露在主机壳体的侧面；

所述电源电路包括充电电池和用于将220V交流电转换为+4.9V电压的隔离式单端反激开关电源降压电路，以及用于选择220V交流电供电或充电电池供电并输出+4.2V电压的电源切换电路，所述隔离式单端反激开关电源降压电路和充电电池均与电源切换电路相接，所述隔离式单端反激开关电源降压电路的输出端接有与充电电池相接的电池充电电路，所述电池上接有用于对充电电池进行过充电保护、过放电保护、过流保护、短路保护和高温保护的电池保护电路，所述充电电池的输出端接有电池电压检测电路，所述电源切换电路的输出端接有电源指示电路和用于将+4.2V电压转换为+12V电压的非隔离式Boost升压电路，所述电源指示电路包括外露在主机壳体侧面的电源指示灯，所述非隔离式Boost升压电路的输出分两路，一路接有用于将+12V电压转换为+5V电压的线性稳压电路，另一路接有用于控制+12V电压输出给应急通信分机的分机电压供给控制电路，所述分机电压供给控制电路包括外露在主机壳体侧面的呼叫信号指示灯；

所述主机内外部通话电路包括GSM模块以及与所述GSM模块相接的SIM卡座、GSM天线、看门狗电路、复位电路和语音信号处理电路，所述电池电压检测电路的输出端与GSM模块的输入端相接，所述GSM模块的输入端还接有呼救信号检测电路和手柄挂机检测按钮电路，所述手柄挂机检测按钮电路包括外露在手柄槽上的手柄挂机检测按钮，所述手柄挂机检测按钮电路与对讲手柄通话电路连接，所述电池充电电路和分机电压供给控制电路均与GSM模块的输出端相接，所述GSM模块的输出端还接有蜂鸣器电路、电池电量低指示电路和GSM网络信号指示电路，所述电池电量低指示电路包括外露在主机壳体侧面的电池电量低指示灯，所述GSM网络信号指示电路包括外露在主机壳体侧面的GSM网络信号指示灯，所述语音信号处理电路包括输出语音调理电路、输入语音调理电路和消侧音电路，所述输出语音调理电路包括依次相接的输出语音隔离滤波电路、输出音频阻容耦合滤波电路和输出音频放大电路，所述输出语音隔离滤波电路与GSM模块的输出端相接，所述输出音频放大电路的输出端与消侧音电路相接，所述输入语音调理电路包括依次相接的输入语音阻容耦合滤波电路、输入语音放大滤波电路、输入语音输出缓冲电路和输入语音隔离滤波电路，所述输入语音阻容耦合滤波电路的输入端与消侧音电路相接，所述输入语音隔离滤波电路的输出端与GSM模块的输入端相接；所述主机壳体底部设置有悬挂导轨、用于连接应急通信分机的分机接口端子、用于连接220V交流电的电源接线端子、用于连接GSM天线的天线座和用于拆装电池的电池盖，所述分机接口端子上设置有用于与应急通信分机的信号输出端连接的分机信号线接口、用于与应急通信分机的接地端连接的分机接地线接口、用于连接外部+12V用电器的电源正极的+12V电源正极接口和用于连接外部+12V用电器的电源负极的+12V电源负极接口，所述呼救信号检测电路、消侧音电路和对讲手柄通话电路均与分机信号线接口连接，所述+12V电源正极接口与分机电压供给控制电路连接，所述隔离式单端反激开关电源降压电路与电源接线端子连接。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述GSM模块为GSM模块GU900Q，所述GSM模块GU900Q的第1引脚通过电阻R75接地，所述GSM模块GU900Q的第7引脚通过电阻R66与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述GSM模块GU900Q的第15引脚通过并联的非极性电容C62和非极性电容C63接地，所述GSM模块GU900Q的第34引脚通过电阻R79与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述GSM模块GU900Q的第35引脚通过电阻R78接地，所述GSM模块GU900Q的第26引脚通过非极性电容C61接地，所述GSM模块GU900Q的第55～57引脚均与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，且通过并联的非极性电容C58、非极性电容C59、极性电容C60和电阻R58接地；

所述分机接口端子为四线接口端子J1，所述四线接口端子J1的第1引脚为分机信号线接口CH，所述四线接口端子J1的第2引脚为分机接地线接口GND，所述四线接口端子J1的第3引脚为+12V电源负极接口-，所述四线接口端子J1的第4引脚为+12V电源正极接口+，所述四线接口端子J1的第4引脚上接有阴极与其相接的整流二极管D30，所述整流二极管D30的阳极与分机电压供给控制电路的+12V电压输出端相接。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述电源接线端子为两线接口端子J9，所述隔离式单端反激开关电源降压电路包括芯片VIPER22AS-E、光耦隔离芯片JC817、三端稳压芯片CYT431A、整流器DZ、具有一个初级线圈和两个次级线圈的变压器T4、快速恢复二极管D24、整流二极管D29、极性电容C66和肖特基二极管D25，所述变压器T4的初级线圈的一端与整流器DZ的正极电压输出端和极性电容C66的正极相接，且通过并联的电阻R84和非极性电容C67与快速恢复二极管D24的阴极相接，所述整流器DZ的一个交流输入端与两线接口端子J9的第1引脚相接，所述整流器DZ的另一个交流输入端通过保险丝F1与两线接口端子J9的第2引脚相接，所述整流器DZ的负极电压输出端和极性电容C66的负极均接地；所述芯片VIPER22AS-E的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚均与快速恢复二极管D24的阳极和变压器T4的初级线圈的另一端相接，所述芯片VIPER22AS-E的第1引脚和第2引脚均接地，所述芯片VIPER22AS-E的第3引脚与芯片JC817的第3引脚相接，且通过非极性电容C76接地，所述芯片VIPER22AS-E的第4引脚通过电阻R92与整流二极管D29的阴极相接，且通过电阻R93与芯片JC817的第4引脚相接，且通过非极性电容C77接地，所述整流二极管D29的阳极与所述变压器T4的一个次级线圈的一端相接，所述变压器T4的一个次级线圈的另一端接地；所述芯片JC817的第1引脚通过电阻R91与肖特基二极管D25的阴极相接，且通过电阻R94与芯片JC817的第2引脚和三端稳压芯片CYT431A的负极接线端相接，所述三端稳压芯片CYT431A的正极接线端接地，所述三端稳压芯片CYT431A的电压参考端通过电阻R95与肖特基二极管D25的阴极相接，且通过电阻R97接地，所述肖特基二极管D25的阳极与变压器T4的另一个次级线圈的一端相接，且通过串联的电阻R87和非极性电容C68与肖特基二极管D25的阴极相接，所述变压器T4的另一个次级线圈的另一端接地，所述肖特基二极管D25的阴极为隔离式单端反激开关电源降压电路的+4.9V电压输出端，且通过极性电容C70接地；

所述电源切换电路包括PMOS管Q14、整流二极管D26和快恢复二极管D35，所述PMOS管Q14的栅极和整流二极管D26的阳极均与隔离式单端反激开关电源降压电路的+4.9V电压输出端相接，所述PMOS管Q14的漏极和快恢复二极管D35的阳极均与充电电池的正极相接，所述PMOS管Q14的源极和快恢复二极管D35的阴极均与整流二极管D26的阴极相接且为电源切换电路的+4.2V电压输出端；

所述电源指示灯为发光二极管D2，所述电源指示电路还包括电阻R9，所述发光二极管D2的阳极通过电阻R9与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述发光二极管D2的阴极接地；

所述非隔离式Boost升压电路包括开关电源芯片MC34063A、肖特基二极管D34和极性电容C87，所述开关电源芯片MC34063A的第8引脚通过串联的电阻R103和电阻R104与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述开关电源芯片MC34063A的第6引脚与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述开关电源芯片MC34063A的第7引脚与电阻R103和电阻R104的连接端相接，且通过电感L10与开关电源芯片MC34063A的第1引脚和肖特基二极管D34的阳极相接，所述肖特基二极管D34的阴极为非隔离式Boost升压电路的+12V电压输出端且与极性电容C87的正极相接，所述极性电容C87的负极接地，所述开关电源芯片MC34063A的第5引脚通过电阻R108接地，且通过电阻R107与肖特基二极管D34的阴极相接，所述开关电源芯片MC34063A的第3引脚通过非极性电容C81接地；

所述线性稳压电路包括稳压芯片LM7805，所述稳压芯片LM7805的第1引脚与非隔离式Boost升压电路的+12V电压输出端相接，且通过非极性电容C83接地；所述稳压芯片LM7805的第2引脚接地，所述稳压芯片LM7805的第3引脚为线性稳压电路的+5V电压输出端，且通过非极性电容C86接地；

所述呼叫信号指示灯为发光二极管D1，所述分机电压供给控制电路还包括三极管Q1、三极管Q17和三极管Q28，所述三极管Q1的基极通过电阻R10与GSM模块GU900Q的第7引脚相接，且通过非极性电容C3接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R68与三极管Q17的基极和三极管Q28的集电极相接，且通过电阻R8与发光二极管D1的阴极相接；所述三极管Q17的发射极和三极管Q28的基极均通过电阻R325与非隔离式Boost升压电路的+12V电压输出端相接，所述发光二极管D1与非隔离式Boost升压电路的+12V电压输出端相接，所述三极管Q17的集电极为分机电压供给控制电路的+12V电压输出端。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述充电电池为锂电池BT1，所述电池电压检测电路包括电阻R99和电阻R100，所述电阻R99的一端和电阻R100的一端均与GSM模块GU900Q的第25引脚相接，所述电阻R99的另一端与锂电池BT1的正极相接，所述电阻R100的另一端接地；

所述电池充电电路包括三极管Q15、三极管Q16和整流二极管D33，所述三极管Q16的基极通过电阻R102与GSM模块GU900Q的第41引脚相接，所述三极管Q16的发射极接地，所述三极管Q15的基极通过电阻R101与三极管Q16的集电极相接，所述三极管Q15的发射极与隔离式单端反激开关电源降压电路的+4.9V电压输出端相接，所述三极管Q15的集电极与整流二极管D33的阳极相接，所述整流二极管D33的阴极通过电阻R98与锂电池BT1的正极相接；

所述电池保护电路包括锂电池保护芯片DW01、NMOS管Q15和NMOS管Q16，所述锂电池保护芯片DW01的第5引脚通过电阻R109与锂电池BT1的正极相接，且通过非极性电容C88与锂电池BT1的负极相接，所述锂电池保护芯片DW01的第6引脚和NMOS管Q15的源极均与锂电池BT1的负极相接，所述锂电池保护芯片DW01的第1引脚与NMOS管Q15的栅极相接，所述锂电池保护芯片DW01的第3引脚与NMOS管Q16的栅极相接，所述NMOS管Q15的漏极与NMOS管Q16的漏极相接，所述NMOS管Q16的源极接地，所述锂电池保护芯片DW01的第2引脚通过电阻R96接地；

所述电池电量低指示灯为发光二极管D20，所述电池电量低指示电路还包括三极管Q12，所述三极管Q12的基极通过电阻R71与GSM模块GU900Q的第40引脚相接，且通过非极性电容C54接地，所述三极管Q12的集电极通过电阻R64与发光二极管D20的阴极相接，所述发光二极管D20的阳极与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q12的发射极接地。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述GSM天线与GSM模块GU900Q的第60引脚相接，所述SIM卡座为SIM卡座ID1A-6S-2.54SF，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第1引脚与GSM模块GU900Q的第30引脚相接，且通过非极性电容C65接地，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第2引脚通过电阻R80与GSM模块GU900Q的第33引脚相接，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第3引脚通过电阻R81与GSM模块GU900Q的第32引脚相接，所述SIM卡座的第4引脚接地，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第6引脚通过电阻R82与GSM模块GU900Q的第31引脚相接；

所述看门狗电路包括芯片PIC12F508，所述芯片PIC12F508的第1引脚与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述芯片PIC12F508的第3引脚通过电阻R77与GSM模块GU900Q的第16引脚相接，所述芯片PIC12F508的第4引脚通过电阻R76与GSM模块GU900Q的第2引脚相接，所述芯片PIC12F508的第8引脚接地；

所述复位电路由复位按键K2、电阻R118和非极性电容C89组成，所述复位按键K2的一端、电阻R118的一端和非极性电容C89的一端均与GSM模块GU900Q的第16引脚相接，所述电阻R118的另一端与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述复位按键K2的另一端和非极性电容C89的另一端均接地；

所述GSM网络信号指示灯为发光二极管D21，所述GSM网络信号指示电路还包括三极管Q13，所述三极管Q13的基极通过电阻R72与GSM模块GU900Q的第52引脚相接，且通过非极性电容C55接地，所述三极管Q13的集电极通过电阻R65与发光二极管D21的阴极相接，所述发光二极管D21的阳极与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q13的发射极接地；

所述蜂鸣器电路包括蜂鸣器LS2和三极管Q27，所述三极管Q27的基极通过电阻R323与GSM模块GU900Q的第42引脚相接，且通过电阻R324接地，所述三极管Q27的集电极与蜂鸣器LS2的负极相接，所述蜂鸣器LS2的正极与电源切换电路的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q27的发射极接地。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述呼救信号检测电路包括比较器芯片LM393、二极管D5，所述比较器芯片LM393的第2引脚与二极管D5的正极相接，且通过并联的电阻R3和非极性电容C1与线性稳压电路的+5V电压输出端相接，所述二极管D5的阴极通过串联的电阻R1和电感L1与所述四线接口端子J1的第1引脚相接，所述比较器芯片LM393的第3引脚通过电阻R4与线性稳压电路的+5V电压输出端相接，且通过电阻R11接地，所述比较器芯片LM393的第8引脚与线性稳压电路的+5V电压输出端相接，所述比较器芯片LM393的第4引脚接地，所述比较器芯片LM393的第1引脚与GSM模块GU900Q的第3引脚相接，且通过电阻R5与GSM模块GU900Q的第15引脚相接。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述对讲按钮为按钮K1，所述按钮K1的一端与GSM模块GU900Q的第44引脚相接，且通过电阻R69与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述按钮K1的另一端接地；

所述对讲手柄接口端子为四线接口端子J10，所述四线接口端子J10的第1引脚与对讲手柄内部扬声器的正极相接，所述四线接口端子J10的第2引脚与对讲手柄内部扬声器的负极相接，所述四线接口端子J10的第3引脚与对讲手柄内部麦克风的负极相接且接地，所述四线接口端子J10的第4引脚与对讲手柄内部麦克风的正极相接；

所述手柄挂机检测按钮为双单刀双掷开关SW1，所述双单刀双掷开关SW1的第1引脚、第2引脚和第3引脚分别为其一个单刀双掷开关的常闭端引脚、常开端引脚和公共端引脚，所述双单刀双掷开关SW1的第4引脚、第5引脚和第6引脚分别为其另一个单刀双掷开关的常闭端引脚、常开端引脚和公共端引脚；所述手柄挂机检测按钮电路还包括极性电容C10，所述双单刀双掷开关SW1的第1引脚与分机电压供给控制电路的+12V电压输出端相接，所述双单刀双掷开关SW1的第3引脚通过电阻R6与极性电容C10的正极相接，所述极性电容C10的负极接地，所述双单刀双掷开关SW1的第5引脚通过电阻R85与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，且通过电阻R117与GSM模块GU900Q的第48引脚相接，所述双单刀双掷开关SW1的第6引脚接地；

所述对讲手柄通话电路包括变压器T5和芯片LM386，所述芯片LM386的第2引脚通过非极性电容C101与所述四线接口端子J10的第4引脚相接，且通过非极性电容C100接地，所述非极性电容C101与所述四线接口端子J10的第4引脚的连接端通过电阻R114与极性电容C10的正极相接，且通过非极性电容C102接地，所述芯片LM386的第3引脚和第4引脚均接地，所述芯片LM386的第6引脚与所述双单刀双掷开关SW1的第3引脚相接，且通过极性电容C106接地，所述芯片LM386的第7引脚通过非极性电容C80接地，所述芯片LM386的第1引脚与第8引脚之间接有串联的电阻R115和非极性电容C78，所述芯片LM386的第5引脚通过串联的极性电容C105和电阻R74与所述变压器T5的初级线圈的中间抽头相接，所述极性电容C105和电阻R74的连接端通过非极性电容C79接地；所述变压器T5的初级线圈的一端与所述四线接口端子J1的第1引脚相接，所述变压器T5的初级线圈的另一端通过串联的电阻R116和极性电容C92接地；所述变压器T5的次级线圈的一端通过电阻R13与四线接口端子J10的第2引脚相接，所述变压器T5的次级线圈的另一端与四线接口端子J10的第1引脚相接。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述消侧音电路包括变压器T2、所述变压器T2的次级线圈的一端与所述四线接口端子J1的第1引脚相接，且通过依次串联的非极性电容C32、电阻R47、电阻R56和电阻R61与所述变压器T2的初级线圈的一端相接，所述变压器T2的初级线圈的一端还通过电阻R60与并联后的电阻R59的一端和非极性电容C53的一端相接，并联后的电阻R59和非极性电容C53的另一端接地，所述变压器T2的次级线圈的另一端与分机电压供给控制电路的+12V电压输出端相接，且通过极性电容C34接地，所述变压器T2的初级线圈的中间抽头接地，所述变压器T2的初级线圈的另一端为消侧音电路的语音信号输入端YI_IN，所述电阻R47和电阻R56的连接端为消侧音电路的语音信号输出端YI_OUT。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述输出语音隔离滤波电路包括变压器T1，所述变压器T1的初级线圈的一端通过电感L7与GSM模块GU900Q的第22引脚相接，且通过并联的非极性电容C16和非极性电容C17接地；所述变压器T1的初级线圈的另一端通过电感L8与GSM模块GU900Q的第21引脚相接，且通过并联的非极性电容C29和非极性电容C31接地；所述变压器T1的初级线圈的两端之间接有并联的非极性电容C22和非极性电容C23，所述变压器T1的次级线圈的一端为输出语音隔离滤波电路的输出端，所述变压器T1的次级线圈的另一端接地；

所述输出音频阻容耦合滤波电路包括电阻R37、非极性电容C19和非极性电容C21，所述电阻R37的一端和非极性电容C21的一端均与输出语音隔离滤波电路的输出端相接，所述非极性电容C19的一端与电阻R37的另一端相接，所述非极性电容C19的另一端为输出音频阻容耦合滤波电路的输出端，且通过电阻R38接地；

所述输出音频放大电路包括芯片TDA2003和极性电容C20，所述芯片TDA2003的第1引脚通过非极性电容C18与输出音频阻容耦合滤波电路的输出端相接，所述芯片TDA2003的第2引脚通过串联的非极性电容C33和电阻R43接地，所述芯片TDA2003的第5引脚与分机电压供给控制电路的+12V电压输出端相接，且通过非极性电容C25接地，所述芯片TDA2003的第3引脚和第6引脚均接地，所述芯片TDA2003的第4引脚与极性电容C20的正极相接，且通过电阻R39与非极性电容C33和电阻R43的连接端相接，所述极性电容C20的负极与消侧音电路的语音信号输入端YI_IN相接，且通过串联的非极性电容C24和电阻R41接地。

上述的一种兼备内外部通话功能的应急通信主机，其特征在于：所述输入语音阻容耦合滤波电路包括电阻R55、非极性电容C39和非极性电容C43，所述非极性电容C39的一端与消侧音电路的语音信号输出端YI_OUT相接，所述非极性电容C39的另一端通过串联的电阻R55和非极性电容C43接地；

所述输入语音放大滤波电路包括运算放大器芯片LM358中的运算放大器U5A，所述运算放大器芯片LM358的第8引脚通过电阻R44与线性稳压电路的+5V电压输出端相接，且通过非极性电容C37接地，所述运算放大器芯片LM358的第4引脚接地；所述运算放大器U5A的同相输入端通过电阻R48与线性稳压电路的+5V电压输出端相接，且通过电阻R51接地；所述运算放大器U5A的反相输入端通过电阻R52与电阻R55和非极性电容C43的连接端相接，且通过非极性电容C44接地；所述运算放大器U5A的输出端与反相输入端之间接有电阻R62，所述运算放大器U5A的反相输入端通过串联的非极性电容C51和电阻R63接地，所述运算放大器U5A的输出端与电阻R62的连接端通过非极性电容C52与非极性电容C51和电阻R63的连接端相接，所述运算放大器U5A的输出端还与并联后的电阻R53和非极性电容C42的一端相接，并联后的电阻R53和非极性电容C42的另一端为输入语音放大滤波电路的输出端；

所述输入语音输出缓冲电路包括运算放大器芯片LM358中的运算放大器U5B，所述运算放大器U5B的同相输入端通过电阻R54与输入语音放大滤波电路的输出端相接，所述运算放大器U5B的输出端为输入语音输出缓冲电路的输出端，且与运算放大器U5B的反相输入端相接，且通过非极性电容C41与并联后的非极性电容C45和电阻R57的一端相接；并联后的非极性电容C45和电阻R57的另一端接地；

所述输入语音隔离滤波电路包括变压器T3、所述变压器T3的初级线圈的一端与输入语音输出缓冲电路的输出端相接，所述变压器T3的初级线圈的另一端接地，所述变压器T3的次级线圈的一端与GSM模块GU900Q的第19引脚相接，且通过并联的非极性电容C40和非极性电容C38接地；所述变压器T3的次级线圈的另一端与GSM模块GU900Q的第20引脚相接；且通过并联的非极性电容C48和非极性电容C49接地，所述变压器T3的次级线圈的两端之间接有并联的非极性电容C46和非极性电容C47。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构简单，设计合理，体积小，安装使用方便。

2、本发明兼备内外部通话功能，将内部对讲通话功能和外部对讲通话功能进行了有效地结合，外部对讲通话基于GSM网络来实现，无线对讲方不受地域、场合的限制，能够设置在矿井、隧道、厂房内、高层建筑内、井道，密闭空间内等，且无需布线安装和线路维护，只要在有良好GSM信号覆盖的情况下，皆可进行外部呼叫，具有很大的方便性，救援方可以由固定的值班室扩大到移动的手机，大大增加了救援效率和可靠性。

3、本发明采用了GSM模块GU900Q和芯片TDA2003对语音信号进行处理，语音响应速度快，滤波效果明显，工作可靠性高。

4、本发明的呼救信号检测电路能够通过比较器芯片LM393对来自呼叫按钮的呼叫动作做出快速反应，并实时发送给GSM模块，方便了工作人员能够迅速及时地采取相应救护措施，降低了用户的生命危险。

5、本发明语音信号处理电路的抗干扰能力强，在有外界干扰时能够有效地保证通话质量，且实现成本低，工作可靠性和工作稳定性高。

6、本发明的电源电路能够实现不间断供电，工作效率和工作可靠性高，在断电、地震后等重大事故中，即外部没有220V交流电供应的情况下，靠充电电池电能的储备，能够保证紧急状态下可靠工作12小时以上。

7、本发明的传输距离不受限制，通过GSM网络能够实现长距离通信。

8、本发明配合现有技术中的应急通信分机、外部移动电话(手机)组成应急通信系统后，无需值班室人员24小时值守，能够实现24小时紧急呼叫，且服务成本低。

9、本发明由于设置有GSM模块，因此经过二次开发扩展后，还能够实现短信报警功能，为做到多方式可靠性报警提供了便利。

10、本发明配合现有技术中的应急通信分机、外部移动电话(手机)组成应急通信系统后，系统可扩展性好，外部移动电话(手机)可以随处移动，无需进行麻烦的线路改造，系统升级或扩展不受限制。

11、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明结构简单，设计合理，安装使用方便，语音响应速度快，能够实现长距离通信，通话质量高，工作可靠性高，能够实现24小时紧急呼叫，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明主机壳体底部的结构示意图。

图3为本发明的电路原理框图。

图4为发明隔离式单端反激开关电源降压电路的电路原理图。

图5为发明充电电池、电源切换电路、电源指示电路、电池充电电路、电池保护电路和电池电压检测电路的电路连接关系示意图。

图6为发明非隔离式Boost升压电路、线性稳压电路和分机电压供给控制电路的电路连接关系示意图。

图7为本发明GSM模块和对讲按钮的电路连接关系示意图。

图8为本发明电池电量低指示电路的电路原理图。

图9为本发明SIM卡座的电路原理图。

图10为本发明看门狗电路和复位电路的电路连接关系示意图。

图11为本发明GSM网络信号指示电路的电路原理图。

图12为本发明蜂鸣器电路的电路原理图。

图13为本发明呼救信号检测电路和分机接口端子的电路连接关系示意图。

图14为本发明对讲手柄接口端子和对讲手柄通话电路的电路连接关系示意图。

图15为本发明手柄挂机检测按钮电路的电路原理图。

图16为本发明消侧音电路的电路原理图。

图17为本发明输出语音隔离滤波电路、输出音频阻容耦合滤波电路和输出音频放大电路的电路连接关系示意图。

图18为本发明输入语音阻容耦合滤波电路、输入语音放大滤波电路、输入语音输出缓冲电路和输入语音隔离滤波电路的电路连接关系示意图。

附图标记说明:

1—主机壳体；           2—手柄槽；          3—对讲手柄；

4—对讲手柄通话电路；      5—对讲手柄接口端子；    6—充电电池；

7—隔离式单端反激开关电源降压电路；     8—电源切换电路；

9—电池充电电路；          10—电池保护电路；    11—电池电压检测电路；

12—电源指示电路；         13—非隔离式Boost升压电路；

14—电源指示电路；         15—线性稳压电路；

16—分机电压供给控制电路； 17—呼叫信号指示灯；

18—GSM模块；              19—呼救信号检测电路；      20—GSM天线；

21—看门狗电路；           22—复位电路；              23—GSM网络信号指示电路；

24—电池电量低指示灯；     25—GSM网络信号指示灯；

26—输出语音隔离滤波电路； 27—输出音频阻容耦合滤波电路；

28—输出音频放大电路；     29—输入语音阻容耦合滤波电路；

30—输入语音放大滤波电路； 31—输入语音输出缓冲电路；

32—输入语音隔离滤波电路； 33—分机接口端子；

34—电源接线端子；         35—天线座；                   36—电池盖；

37—手柄挂机检测按钮；     38—对讲按钮；

39—蜂鸣器电路；           40—电池电量低指示电路；

41—消侧音电路；           42—手柄挂机检测按钮电路；     43—悬挂导轨；

44—SIM卡座。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括主机壳体1以及设置在主机壳体1顶部的手柄槽2和对讲按钮38，所述手柄槽2上悬挂有对讲手柄3，所述主机壳体1内部设置有电源电路、主机内外部通话电路和对讲手柄通话电路4，所述对讲手柄通话电路4中设置有用于连接对讲手柄3的对讲手柄接口端子5，所述对讲手柄接口端子5外露在主机壳体1的侧面；

如图3所示，所述电源电路包括充电电池6和用于将220V交流电转换为+4.9V电压的隔离式单端反激开关电源降压电路7，以及用于选择220V交流电供电或充电电池6供电并输出+4.2V电压的电源切换电路8，所述隔离式单端反激开关电源降压电路7和充电电池6均与电源切换电路8相接，所述隔离式单端反激开关电源降压电路7的输出端接有与充电电池6相接的电池充电电路9，所述电池上接有用于对充电电池6进行过充电保护、过放电保护、过流保护、短路保护和高温保护的电池保护电路10，所述充电电池6的输出端接有电池电压检测电路11，所述电源切换电路8的输出端接有电源指示电路12和用于将+4.2V电压转换为+12V电压的非隔离式Boost升压电路13，所述电源指示电路12包括外露在主机壳体1侧面的电源指示灯14，所述非隔离式Boost升压电路13的输出分两路，一路接有用于将+12V电压转换为+5V电压的线性稳压电路15，另一路接有用于控制+12V电压输出给应急通信分机的分机电压供给控制电路16，所述分机电压供给控制电路16包括外露在主机壳体1侧面的呼叫信号指示灯17；

如图3所示，所述主机内外部通话电路包括GSM模块18以及与所述GSM模块18相接的SIM卡座44、GSM天线20、看门狗电路21、复位电路22和语音信号处理电路，所述电池电压检测电路11的输出端与GSM模块18的输入端相接，所述GSM模块18的输入端还接有呼救信号检测电路19和手柄挂机检测按钮电路42，所述手柄挂机检测按钮电路42包括外露在手柄槽2上的手柄挂机检测按钮37，所述手柄挂机检测按钮电路42与对讲手柄通话电路4连接，所述电池充电电路9和分机电压供给控制电路16均与GSM模块18的输出端相接，所述GSM模块18的输出端还接有蜂鸣器电路39、电池电量低指示电路40和GSM网络信号指示电路23，所述电池电量低指示电路40包括外露在主机壳体1侧面的电池电量低指示灯24，所述GSM网络信号指示电路23包括外露在主机壳体1侧面的GSM网络信号指示灯25，所述语音信号处理电路包括输出语音调理电路、输入语音调理电路和消侧音电路41，所述输出语音调理电路包括依次相接的输出语音隔离滤波电路26、输出音频阻容耦合滤波电路27和输出音频放大电路28，所述输出语音隔离滤波电路26与GSM模块18的输出端相接，所述输出音频放大电路28的输出端与消侧音电路41相接，所述输入语音调理电路包括依次相接的输入语音阻容耦合滤波电路29、输入语音放大滤波电路30、输入语音输出缓冲电路31和输入语音隔离滤波电路32，所述输入语音阻容耦合滤波电路29的输入端与消侧音电路41相接，所述输入语音隔离滤波电路32的输出端与GSM模块18的输入端相接；如图2所示，所述主机壳体1底部设置有悬挂导轨43、用于连接应急通信分机的分机接口端子33、用于连接220V交流电的电源接线端子34、用于连接GSM天线20的天线座35和用于拆装电池的电池盖36，所述分机接口端子33上设置有用于与应急通信分机的信号输出端连接的分机信号线接口、用于与应急通信分机的接地端连接的分机接地线接口、用于连接外部+12V用电器的电源正极的+12V电源正极接口和用于连接外部+12V用电器的电源负极的+12V电源负极接口，所述呼救信号检测电路19、消侧音电路41和对讲手柄通话电路4均与分机信号线接口连接，所述+12V电源正极接口与分机电压供给控制电路16连接，所述隔离式单端反激开关电源降压电路7与电源接线端子34连接。具体实施时，应急通信分机通过分机信号线(两根直径不小于2mm的铜芯电缆)连接在分机接口端子33上，电源接线端子34通过电源线连接到220V交流电上。通过设置悬挂导轨43，方便了工程现场安装。

所述电源电路能够实现不间断供电，整个应急通信主机主要有三种不同的供电电压值，一个是+12V的供电电压，主要用于给应急通信主机的手柄挂机检测按钮电路42、消侧音电路41和输出音频放大电路28以及应急通信系统中的各个应急通信分机供电；另一个是+5V的供电电压，主要用于给呼救信号检测电路19和输入语音放大滤波电路30供电；第三个是+4.2V的供电电压，它主要用于给GSM模块18供电，由于GSM模块18是处于长期工作状态，对于电源转换效率要求比较高，所以采用隔离式单端反激开关电源降压电路7将220V交流电转换为+4.9V电压，再由电源切换电路8选择220V交流电供电或充电电池6供电，提高了电源工作效率的同时，提高了供电的可靠性，在外部没有220V交流电供应的情况下靠充电电池6电能的储备，能够保证紧急状态下可靠工作12小时以上。具体而言，所述电源电路的工作原理为：当有220V交流电供给时，220V交流电经过隔离式单端反激开关电源降压电路7降压，输出+4.9V电压分为两路，一路经过电池充电电路9为充电电池6充电，另一路经过电源切换电路8转换为+4.2V电压后再分为两路，一路给GSM模块18供电，另一路通往非隔离式Boost升压电路13升压到+12V电压，然后+12V电压分为两路输出，第一路给应急通信主机的手柄挂机检测按钮电路42、消侧音电路41和输出音频放大电路28以及应急通信系统中的各个应急通信分机供电，另一路经过线性稳压电路转换为+5V电压后为呼救信号检测电路19和输入语音放大滤波电路30供电；当没有220V交流电供给时，充电电池6放电，电源切换电路8选择充电电池6为应急通信主机供电，具体的电源流动拓扑关系同220V交流电供电。

如图7所示，本实施例中，所述GSM模块18为GSM模块GU900Q，所述GSM模块GU900Q的第1引脚通过电阻R75接地，所述GSM模块GU900Q的第7引脚通过电阻R66与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述GSM模块GU900Q的第15引脚通过并联的非极性电容C62和非极性电容C63接地，所述GSM模块GU900Q的第34引脚通过电阻R79与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述GSM模块GU900Q的第35引脚通过电阻R78接地，所述GSM模块GU900Q的第26引脚通过非极性电容C61接地，所述GSM模块GU900Q的第55～57引脚均与电源切换电路8的+4.2V电压输出端相接，且通过并联的非极性电容C58、非极性电容C59、极性电容C60和电阻R58接地；GSM模块GU900Q是一款支持双频段900MHz/1800MHz的GSM/GPRS无线模块，体积小，集成度高，支持多链接；工作的最大的电流是220mA，待机电流小致1.2mA；工作电压为直流3.5V到4.5V；在声音处理方面，支持录音和回声抑制、声音输出大小控制等功能，能够很好地满足本发明的使用需求。所述GSM模块GU900Q的第1引脚为开机控制管脚，上电后，所述GSM模块GU900Q的第1引脚电平通过电阻R75被自动拉低，从而启动GSM模块GU900Q进行工作。GSM模块GU900Q的第15引脚为GSM模块GU900Q的2.8V线性电压源输出接口，最大输出电流为80mA，输出的2.8V线性电压能够用作GSM模块GU900Q的IO接口电平变换电压源，例如，所述GSM模块GU900Q的第7引脚通过上拉电阻R66接至该2.8V线性电压源，所述GSM模块GU900Q的第34引脚通过上拉电阻R79接至该2.8V线性电压源。

如图13所示，本实施例中，所述分机接口端子33为四线接口端子J1，所述四线接口端子J1的第1引脚为分机信号线接口CH，所述四线接口端子J1的第2引脚为分机接地线接口GND，所述四线接口端子J1的第3引脚为+12V电源负极接口-，所述四线接口端子J1的第4引脚为+12V电源正极接口+，所述四线接口端子J1的第4引脚上接有阴极与其相接的整流二极管D30，所述整流二极管D30的阳极与分机电压供给控制电路16的+12V电压输出端相接。

如图4所示，本实施例中，所述电源接线端子34为两线接口端子J9，所述隔离式单端反激开关电源降压电路7包括芯片VIPER22AS-E、光耦隔离芯片JC817、三端稳压芯片CYT431A、整流器DZ、具有一个初级线圈和两个次级线圈的变压器T4、快速恢复二极管D24、整流二极管D29、极性电容C66和肖特基二极管D25，所述变压器T4的初级线圈的一端与整流器DZ的正极电压输出端和极性电容C66的正极相接，且通过并联的电阻R84和非极性电容C67与快速恢复二极管D24的阴极相接，所述整流器DZ的一个交流输入端与两线接口端子J9的第1引脚相接，所述整流器DZ的另一个交流输入端通过保险丝F1与两线接口端子J9的第2引脚相接，所述整流器DZ的负极电压输出端和极性电容C66的负极均接地；所述芯片VIPER22AS-E的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚均与快速恢复二极管D24的阳极和变压器T4的初级线圈的另一端相接，所述芯片VIPER22AS-E的第1引脚和第2引脚均接地，所述芯片VIPER22AS-E的第3引脚与芯片JC817的第3引脚相接，且通过非极性电容C76接地，所述芯片VIPER22AS-E的第4引脚通过电阻R92与整流二极管D29的阴极相接，且通过电阻R93与芯片JC817的第4引脚相接，且通过非极性电容C77接地，所述整流二极管D29的阳极与所述变压器T4的一个次级线圈的一端相接，所述变压器T4的一个次级线圈的另一端接地；所述芯片JC817的第1引脚通过电阻R91与肖特基二极管D25的阴极相接，且通过电阻R94与芯片JC817的第2引脚和三端稳压芯片CYT431A的负极接线端相接，所述三端稳压芯片CYT431A的正极接线端接地，所述三端稳压芯片CYT431A的电压参考端通过电阻R95与肖特基二极管D25的阴极相接，且通过电阻R97接地，所述肖特基二极管D25的阳极与变压器T4的另一个次级线圈的一端相接，且通过串联的电阻R87和非极性电容C68与肖特基二极管D25的阴极相接，所述变压器T4的另一个次级线圈的另一端接地，所述肖特基二极管D25的阴极为隔离式单端反激开关电源降压电路7的+4.9V电压输出端，且通过极性电容C70接地；220V交流电从两线接口端子J9引入，经过整流滤波后，输入电压加在变压器T4的初级线圈(引脚1和2之间的线圈)上，芯片VIPER22AS-E的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚为芯片VIPER22AS-E内部MOS管的漏极输入端，当芯片VIPER22AS-E内部MOS管导通时，变压器T4的初级线圈电流线性增加，变压器T4将电能转换为磁能储存在其中，变压器T4的一个次级线圈(引脚4和5之间的线圈)的同名端与该初级线圈的同名端相反，使得肖特基二极管D29因反偏而截止，变压器T4的该次级线圈无电流流过，不为芯片VIPER22AS-E提供电源；当芯片VIPER22AS-E内部MOS管关断时，变压器T4的初级线圈电流变为零，变压器T4的该次级线圈感应电压使肖特基二极管D29正偏而导通，储存在变压器T4的一个初级线圈中的磁能通过互感耦合到该次级线圈中，变压器T4释放能量，变压器T4的该次级线圈电流线性减小，为芯片VIPER22AS-E提供电源。同时，当芯片VIPER22AS-E内部MOS管导通时，变压器T4的初级线圈电流线性增加，变压器T4将电能转换为磁能储存在其中，变压器T4的另一个次级线圈(引脚10和6之间的线圈)的同名端与该初级线圈的同名端相反，使得肖特基二极管D25因反偏而截止，变压器T4的该次级线圈无电流流过，负载仅由非极性电容C70提供电能；当芯片VIPER22AS-E内部MOS管关断时，变压器T4的初级线圈电流变为零，变压器T4的该次级线圈感应电压使肖特基二极管D25正偏而导通，储存在变压器T4的初级线圈中的磁能通过互感耦合到次级线圈中，变压器T4释放能量，变压器T4的该次级线圈电流线性减小，电压此时即为向后级源源不断的输出。另外，芯片VIPER22AS-E还接收变压器T4的另一个次级线圈(引脚10和6之间的线圈)输出电压的反馈，从而把变压器T4输出电压调整在一个稳定的值上，具体的反馈原理为：当变压器T4输出电压突然升高时，由于电阻R95和电阻R97串联联在输出电压上，因此分压也升高，分压值输入到三端稳压芯片CYT431A的电压参考端，三端稳压芯片CYT431A的导通程度就增大，随即光耦隔离芯片JC817内部的二极管端导通增大，进而，芯片VIPER22AS-E的反馈接收端，即第3引脚的电流增大，此时使芯片VIPER22AS-E内部MOS管的开关占空比下降，变压器T4耦合的能量下降，所以就完成了输出电压的降低，这是一个完整的负反馈的过程，如果输出电压降低，那么芯片VIPER22AS-E内部MOS管的开关PWM波占空比增大，随即就增大了输出电压。

如图5所示，本实施例中，所述电源切换电路8包括PMOS管Q14、整流二极管D26和快恢复二极管D35，所述PMOS管Q14的栅极和整流二极管D26的阳极均与隔离式单端反激开关电源降压电路7的+4.9V电压输出端相接，所述PMOS管Q14的漏极和快恢复二极管D35的阳极均与充电电池6的正极相接，所述PMOS管Q14的源极和快恢复二极管D35的阴极均与整流二极管D26的阴极相接且为电源切换电路8的+4.2V电压输出端；当有220V交流电从电源接线端子34接入时，整流二极管D26的阳极存在+4.9V电压，经过整流二极管D26的0.7V压降后，变为+4.2V，从整流二极管D26的阴极输出，供给后续电路使用；此时，PMOS管Q14的栅极为高电平，PMOS管Q14的栅极与源极之间的电压差小于PMOS管Q14导通的阈值电压，PMOS管Q14截止，此时充电电池6的放电回路被截断，充电电池6不放电。当220V交流电突然断掉时，整流二极管D26的阳极电压在瞬间变为0，此时PMOS管Q14导通，由充电电池6为后续电路供电，其中，快恢复二极管D35能够快速提供充电电池6的放电回路而加。

如图5所示，本实施例中，所述电源指示灯14为发光二极管D2，所述电源指示电路12还包括电阻R9，所述发光二极管D2的阳极通过电阻R9与电源切换电路8的+4.2V电压输出端相接，所述发光二极管D2的阴极接地；

如图6所示，本实施例中，所述非隔离式Boost升压电路13包括开关电源芯片MC34063A、肖特基二极管D34和极性电容C87，所述开关电源芯片MC34063A的第8引脚通过串联的电阻R103和电阻R104与电源切换电路8的+4.2V电压输出端相接，所述开关电源芯片MC34063A的第6引脚与电源切换电路8的+4.2V电压输出端相接，所述开关电源芯片MC34063A的第7引脚与电阻R103和电阻R104的连接端相接，且通过电感L10与开关电源芯片MC34063A的第1引脚和肖特基二极管D34的阳极相接，所述肖特基二极管D34的阴极为非隔离式Boost升压电路13的+12V电压输出端且与极性电容C87的正极相接，所述极性电容C87的负极接地，所述开关电源芯片MC34063A的第5引脚通过电阻R108接地，且通过电阻R107与肖特基二极管D34的阴极相接，所述开关电源芯片MC34063A的第3引脚通过非极性电容C81接地；开关电源芯片MC34063A的第1引脚是芯片内部开关MOS管的漏极，当芯片内部开关MOS管导通时，也就是开关电源芯片MC34063A的第1引脚在内部导通时，电源(即电源切换电路8输出的+4.2V电压)经电阻R104和电感L10以及开关电源芯片MC34063A的第1引脚和第2引脚接地，此时电感L10开始存储能量，而由极性电容C87为负载提供能量；当芯片内部开关MOS管断开时，电源(即电源切换电路8输出的+4.2V电压)和电感L10同时给负载和极性电容C87提供能量。电感L10在释放能量期间段，由于电感L10两端的电动势极性与所接电源(即电源切换电路8输出的+4.2V电压)极性相同，相当于两个电压源串联，所以负载上得到的电压高于电源(即电源切换电路8输出的+4.2V电压)电压，此电路芯片内部开关MOS管导通与关断的频率称为开关电源芯片MC34063A的工作频率，此频率相对负载的时间常数足够高，所以负载上可获得连续的直流电压。

如图6所示，本实施例中，所述线性稳压电路15包括稳压芯片LM7805，所述稳压芯片LM7805的第1引脚与非隔离式Boost升压电路13的+12V电压输出端相接，且通过非极性电容C83接地；所述稳压芯片LM7805的第2引脚接地，所述稳压芯片LM7805的第3引脚为线性稳压电路15的+5V电压输出端，且通过非极性电容C86接地；所述线性稳压电路15是为呼救信号检测电路19中的比较器芯片LM393和输入语音放大滤波电路30中的运算放大器芯片LM358供电的，比较器芯片LM393和运算放大器芯片LM358的额定功耗均为0.5W，所以比较器芯片LM393和运算放大器芯片LM358整体的功耗是很低的，只有1W；从+12V电压到+5V电压的电压转换，对于电源的转换效率要求不高，但是要求电源噪声小，所以采用稳压芯片LM7805，能够得到一个稳定可靠、噪声小的+5V电压输出；稳压芯片LM7805的稳定性高，易于采购、价格便宜，最大功耗可以达到7.5W，而且还具有过载保护和短路保护功能。

如图6所示，本实施例中，所述呼叫信号指示灯17为发光二极管D1，所述分机电压供给控制电路16还包括三极管Q1、三极管Q17和三极管Q28，所述三极管Q1的基极通过电阻R10与GSM模块GU900Q的第7引脚相接，且通过非极性电容C3接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R68与三极管Q17的基极和三极管Q28的集电极相接，且通过电阻R8与发光二极管D1的阴极相接；所述三极管Q17的发射极和三极管Q28的基极均通过电阻R325与非隔离式Boost升压电路13的+12V电压输出端相接，所述发光二极管D1与非隔离式Boost升压电路13的+12V电压输出端相接，所述三极管Q17的集电极为分机电压供给控制电路16的+12V电压输出端；分机电压供给控制电路16是应急通信主机和应急通信分机之间电源连通的关键，通过分机电压供给控制电路16能够控制应急通信分机的供电电源；具体而言，当GSM模块GU900Q的第7引脚输出低电平时，三极管Q1处于截止状态，此时三极管Q17没有偏置电压产生，从而使得三极管Q17也处于截止状态，此时非隔离式Boost升压电路13输出的+12V电压无法传输到三极管Q17的集电极，即分机电压供给控制电路16的输出端，应急通信主机和应急通信分机处于待机状态；当GSM模块GU900Q的第7引脚输出高电平时，三极管Q1处于导通状态，此时三极管Q17会有足够的偏置电压产生，从而使得三极管Q17也处于导通状态，此时非隔离式Boost升压电路13输出的+12V电压能够传输到三极管Q17的集电极，即分机电压供给控制电路16的输出端，能够为后级电路供电。

如图5所示，本实施例中，所述充电电池6为锂电池BT1，所述电池电压检测电路11包括电阻R99和电阻R100，所述电阻R99的一端和电阻R100的一端均与GSM模块GU900Q的第25引脚相接，所述电阻R99的另一端与锂电池BT1的正极相接，所述电阻R100的另一端接地；

如图5所示，本实施例中，所述电池充电电路9包括三极管Q15、三极管Q16和整流二极管D33，所述三极管Q16的基极通过电阻R102与GSM模块GU900Q的第41引脚相接，所述三极管Q16的发射极接地，所述三极管Q15的基极通过电阻R101与三极管Q16的集电极相接，所述三极管Q15的发射极与隔离式单端反激开关电源降压电路7的+4.9V电压输出端相接，所述三极管Q15的集电极与整流二极管D33的阳极相接，所述整流二极管D33的阴极通过电阻R98与锂电池BT1的正极相接；当电池电压检测电路11检测到充电电池6的电压低于3.6V时，GSM模块GU900Q的第41引脚输出高电平，三极管Q16导通，从而三极管Q15也导通，充电电池6的充电回路建立，进入充电状态；当电池电压检测电路11检测到充电电池6的电压达到4.2V时，GSM模块GU900Q的第41引脚输出低电平，三极管Q16截止，从而三极管Q15也截止，充电电池6的充电回路切断，停止充电。

如图5所示，本实施例中，所述电池保护电路10包括锂电池保护芯片DW01、NMOS管Q15和NMOS管Q16，所述锂电池保护芯片DW01的第5引脚通过电阻R109与锂电池BT1的正极相接，且通过非极性电容C88与锂电池BT1的负极相接，所述锂电池保护芯片DW01的第6引脚和NMOS管Q15的源极均与锂电池BT1的负极相接，所述锂电池保护芯片DW01的第1引脚与NMOS管Q15的栅极相接，所述锂电池保护芯片DW01的第3引脚与NMOS管Q16的栅极相接，所述NMOS管Q15的漏极与NMOS管Q16的漏极相接，所述NMOS管Q16的源极接地，所述锂电池保护芯片DW01的第2引脚通过电阻R96接地。由于单靠电池电压检测电路11检测到充电电池6的电压，并由电池充电电路9为充电电池6充电是不够可靠的，因此本发明加入了电池保护电路10，对充电电池6进行过充电保护、过放电保护、过流保护、短路保护和高温保护，且在具体安装时，锂电池保护芯片DW01紧贴充电电池安装。具体的保护过程为：正常状态时，锂电池保护芯片DW01的电源电压为充电电池6的电压，此时，锂电池保护芯片DW01的第1引脚和第3引脚均输出高电平，NMOS管Q15和NMOS管Q16均处于导通状态，充电电池6的充放电均能够进行；过充电状态时，锂电池保护芯片DW01检测到充电电池6输出的电压高于充电容限值，此时，锂电池保护芯片DW01的第3引脚变为低电平，将NMOS管Q16关断，充电电池6停止充电；过放电状态时，锂电池保护芯片DW01检测到充电电池6输出的电压低于放电容限制，此时，锂电池保护芯片DW01的第1引脚变为低电平，将NMOS管Q15关断，充电电池6停止放电，仍可充电；在充电电池6放电时，因负载变化导致放电电流过大时，锂电池保护芯片DW01的第2引脚的电压会升高，锂电池保护芯片DW01的第1引脚变为低电平，将NMOS管Q15关断，充电电池6停止放电，实现了过流保护；短路时，充电电池6大电流放电，当放电电流过大时，锂电池保护芯片DW01的第2引脚的电压会升高，锂电池保护芯片DW01的第1引脚变为低电平，将NMOS管Q15关断，充电电池6停止放电，实现了短路保护；当充电电池6高温时，锂电池保护芯片DW01检测到高温，将NMOS管Q15和NMOS管Q16均关断，充电电池6停止充电和放电。

如图8所示，本实施例中，所述电池电量低指示灯24为发光二极管D20，所述电池电量低指示电路40还包括三极管Q12，所述三极管Q12的基极通过电阻R71与GSM模块GU900Q的第40引脚相接，且通过非极性电容C54接地，所述三极管Q12的集电极通过电阻R64与发光二极管D20的阴极相接，所述发光二极管D20的阳极与电源切换电路8的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q12的发射极接地；该应急通信主机设置有充电电池6作为有后备电源，当检测到充电电池6电压低于3.6V时，GSM模块GU900Q的第40引脚输出高电平，使三极管Q12导通，发光二极管D20点亮，表示电量不足信号。

本实施例中，所述GSM天线20与GSM模块GU900Q的第60引脚相接，如图9所示，所述SIM卡座44为SIM卡座ID1A-6S-2.54SF，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第1引脚与GSM模块GU900Q的第30引脚相接，且通过非极性电容C65接地，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第2引脚通过电阻R80与GSM模块GU900Q的第33引脚相接，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第3引脚通过电阻R81与GSM模块GU900Q的第32引脚相接，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第4引脚接地，所述SIM卡座ID1A-6S-2.54SF的第6引脚通过电阻R82与GSM模块GU900Q的第31引脚相接；

如图10所示，本实施例中，所述看门狗电路21包括芯片PIC12F508，所述芯片PIC12F508的第1引脚与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述芯片PIC12F508的第3引脚通过电阻R77与GSM模块GU900Q的第16引脚相接，所述芯片PIC12F508的第4引脚通过电阻R76与GSM模块GU900Q的第2引脚相接，所述芯片PIC12F508的第8引脚接地；通过设置看门狗电路21，能够避免死机情况的发生，提高了工作的可靠性。所述GSM模块GU900Q的第15引脚输出的2.8V线性电压为所述芯片PIC12F508供电。

如图10所示，本实施例中，所述复位电路22由复位按键K2、电阻R118和非极性电容C89组成，所述复位按键K2的一端、电阻R118的一端和非极性电容C89的一端均与GSM模块GU900Q的第16引脚相接，所述电阻R118的另一端与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述复位按键K2的另一端和非极性电容C89的另一端均接地；所述GSM模块GU900Q的第15引脚输出的2.8V线性电压为所述复位电路22供电。

如图11所示，本实施例中，所述GSM网络信号指示灯25为发光二极管D21，所述GSM网络信号指示电路23还包括三极管Q13，所述三极管Q13的基极通过电阻R72与GSM模块GU900Q的第52引脚相接，且通过非极性电容C55接地，所述三极管Q13的集电极通过电阻R65与发光二极管D21的阴极相接，所述发光二极管D21的阳极与电源切换电路8的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q13的发射极接地；

如图12所示，本实施例中，所述蜂鸣器电路39包括蜂鸣器LS2和三极管Q27，所述三极管Q27的基极通过电阻R323与GSM模块GU900Q的第42引脚相接，且通过电阻R324接地，所述三极管Q27的集电极与蜂鸣器LS2的负极相接，所述蜂鸣器LS2的正极与电源切换电路8的+4.2V电压输出端相接，所述三极管Q27的发射极接地；

如图13所示，本实施例中，所述呼救信号检测电路19包括比较器芯片LM393、二极管D5，所述比较器芯片LM393的第2引脚与二极管D5的正极相接，且通过并联的电阻R3和非极性电容C1与线性稳压电路15的+5V电压输出端相接，所述二极管D5的阴极通过串联的电阻R1和电感L1与所述四线接口端子J1的第1引脚相接，所述比较器芯片LM393的第3引脚通过电阻R4与线性稳压电路15的+5V电压输出端相接，且通过电阻R11接地，所述比较器芯片LM393的第8引脚与线性稳压电路15的+5V电压输出端相接，所述比较器芯片LM393的第4引脚接地，所述比较器芯片LM393的第1引脚与GSM模块GU900Q的第3引脚相接，且通过电阻R5与GSM模块GU900Q的第15引脚相接；所述比较器芯片LM393的第1引脚为所述呼救信号检测电路19的输出端，一方面，将检测结果输出给GSM模块GU900Q的第3引脚，另一方面，通过上拉电阻R5接至所述GSM模块GU900Q的第15引脚提供的2.8V线性电压源。具体实施时，与所述应急通信主机配套使用构成应急通信系统的应急通信分机中设置有连接在应急通信分机的信号输出端与接地端之间的呼叫按钮，当用户按下呼叫按钮时，就等于是将所述四线接口端子J1的第1引脚接地了，此时，二极管D5处于导通状态，所述比较器芯片LM393的第2引脚电压为0.7V左右，所述比较器芯片LM393的第3引脚为电阻R4和电阻R11分压出的2.5V，所以此时所述比较器芯片LM393的第1引脚被2.8V线性电压源拉高处于高电平状态；当GSM模块GU900Q的第3引脚检测到所述呼救信号检测电路19输出为高电平时，就判断为检测到了呼救信号，从而执行相应的呼叫功能。

如图7所示，本实施例中，所述对讲按钮38为按钮K1，所述按钮K1的一端与GSM模块GU900Q的第44引脚相接，且通过电阻R69与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，所述按钮K1的另一端接地；即所述按钮K1的一端通过上拉电阻R69接至所述GSM模块GU900Q的第15引脚提供的2.8V线性电压源，当对讲按钮38按下时，GSM模块GU900Q的第44引脚检测到高电平，从而执行相应的对讲功能。

如图14所示，本实施例中，所述对讲手柄接口端子5为四线接口端子J10，所述四线接口端子J10的第1引脚与对讲手柄3内部扬声器的正极相接，所述四线接口端子J10的第2引脚与对讲手柄3内部扬声器的负极相接，所述四线接口端子J10的第3引脚与对讲手柄3内部麦克风的负极相接且接地，所述四线接口端子J10的第4引脚与对讲手柄3内部麦克风的正极相接；

如图15所示，本实施例中，所述手柄挂机检测按钮37为双单刀双掷开关SW1，所述双单刀双掷开关SW1的第1引脚、第2引脚和第3引脚分别为其一个单刀双掷开关的常闭端引脚、常开端引脚和公共端引脚，所述双单刀双掷开关SW1的第4引脚、第5引脚和第6引脚分别为其另一个单刀双掷开关的常闭端引脚、常开端引脚和公共端引脚；所述手柄挂机检测按钮电路42还包括极性电容C10，所述双单刀双掷开关SW1的第1引脚与分机电压供给控制电路16的+12V电压输出端相接，所述双单刀双掷开关SW1的第3引脚通过电阻R6与极性电容C10的正极相接，所述极性电容C10的负极接地，所述双单刀双掷开关SW1的第5引脚通过电阻R85与GSM模块GU900Q的第15引脚相接，且通过电阻R117与GSM模块GU900Q的第48引脚相接，所述双单刀双掷开关SW1的第6引脚接地；即所述双单刀双掷开关SW1的第5引脚通过电阻上拉R85接至所述GSM模块GU900Q的第15引脚提供的2.8V线性电压源。当对讲手柄3摘机时，手柄挂机检测按钮37未被按下，电路接通，当对讲手柄3挂机时，手柄挂机检测按钮37被按下，电路断开。

如图14所示，本实施例中，所述对讲手柄通话电路4包括变压器T5和芯片LM386，所述芯片LM386的第2引脚通过非极性电容C101与所述四线接口端子J10的第4引脚相接，且通过非极性电容C100接地，所述非极性电容C101与所述四线接口端子J10的第4引脚的连接端通过电阻R114与极性电容C10的正极相接，且通过非极性电容C102接地，所述芯片LM386的第3引脚和第4引脚均接地，所述芯片LM386的第6引脚与所述双单刀双掷开关SW1的第3引脚相接，且通过极性电容C106接地，所述芯片LM386的第7引脚通过非极性电容C80接地，所述芯片LM386的第1引脚与第8引脚之间接有串联的电阻R115和非极性电容C78，所述芯片LM386的第5引脚通过串联的极性电容C105和电阻R74与所述变压器T5的初级线圈的中间抽头相接，所述极性电容C105和电阻R74的连接端通过非极性电容C79接地；所述变压器T5的初级线圈的一端与所述四线接口端子J1的第1引脚相接，所述变压器T5的初级线圈的另一端通过串联的电阻R116和极性电容C92接地；所述变压器T5的次级线圈的一端通过电阻R13与四线接口端子J10的第2引脚相接，所述变压器T5的次级线圈的另一端与四线接口端子J10的第1引脚相接。对讲手柄通话电路4的作用一方面是采集对讲手柄3内部麦克风的语音信号进行放大，另一方面是将应急通信主机通过GSM模块18接收到的语音通过芯片LM386放大后传给对讲手柄3内部扬声器进行发声；双单刀双掷开关SW1的第3引脚处的电压经过电阻R6和极性电容C10的阻容滤波后提供给对讲手柄3内部麦克风建立合适的静态工作偏置电压。当有人摘起对讲手柄3讲话时，对讲手柄3内部麦克风把声波转为电信号通过非极性电容C101耦合给芯片LM386，芯片LM386对音频信号进行放大后通过第5引脚输出，送给变压器T5的初级线圈的中间抽头(图14中变压器T5的第3引脚)，变压器T5的初级线圈的一端(图14中变压器T5的第5引脚)就会有音频信号，随即就传输到了分机信号线上；而此时变压器T5的初级线圈的中间抽头(图14中变压器T5的第3引脚)在左右两端的分流大小相等，相位相反，这样变压器T5的次级线圈(图14中变压器T5的第6引脚1和第10引脚之间的线圈)的感应电流为0，从而不会产生信号，所以对讲手柄3内部麦克风输入的声音就不会在对讲手柄3内部扬声器上发出。同时，分机信号线上的音频声音从变压器T5的初级线圈的一端(图14中变压器T5的第5引脚)流入，从变压器T5的初级线圈的另一端(图14中变压器T5的第1引脚)流出，经过由电阻R116和极性电容C92组成的阻容平衡网络流入到地，这样变压器T5的次级线圈(图14中变压器T5的第6引脚1和第10引脚之间的线圈)就有电流，同时在变压器T5的次级线圈(图14中变压器T5的第6引脚1和第10引脚之间的线圈)就会感应出电压，感应出的电压即为分机信号线上的音频电压信号，再接入到对讲手柄3内部扬声器里面。

如图16所示，本实施例中，所述消侧音电路41包括变压器T2、所述变压器T2的次级线圈的一端与所述四线接口端子J1的第1引脚相接，且通过依次串联的非极性电容C32、电阻R47、电阻R56和电阻R61与所述变压器T2的初级线圈的一端相接，所述变压器T2的初级线圈的一端还通过电阻R60与并联后的电阻R59的一端和非极性电容C53的一端相接，并联后的电阻R59和非极性电容C53的另一端接地，所述变压器T2的次级线圈的另一端与分机电压供给控制电路16的+12V电压输出端相接，且通过极性电容C34接地，所述变压器T2的初级线圈的中间抽头接地，所述变压器T2的初级线圈的另一端为消侧音电路41的语音信号输入端YI_IN，所述电阻R47和电阻R56的连接端为消侧音电路41的语音信号输出端YI_OUT。所述消侧音电路41是通过变压器T2搭建变压器平衡桥网络进行相位消除，从而消除侧音，经过这种电路进行声音处理所得的侧音效果好。

如图17所示，本实施例中，所述输出语音隔离滤波电路26包括变压器T1，所述变压器T1的初级线圈的一端通过电感L7与GSM模块GU900Q的第22引脚相接，且通过并联的非极性电容C16和非极性电容C17接地；所述变压器T1的初级线圈的另一端通过电感L8与GSM模块GU900Q的第21引脚相接，且通过并联的非极性电容C29和非极性电容C31接地；所述变压器T1的初级线圈的两端之间接有并联的非极性电容C22和非极性电容C23，所述变压器T1的次级线圈的一端为输出语音隔离滤波电路26的输出端，所述变压器T1的次级线圈的另一端接地；通过设置该输出语音隔离滤波电路26，能够有效地防止噪声干扰。

如图17所示，本实施例中，所述输出音频阻容耦合滤波电路27包括电阻R37、非极性电容C19和非极性电容C21，所述电阻R37的一端和非极性电容C21的一端均与输出语音隔离滤波电路26的输出端相接，所述非极性电容C19的一端与电阻R37的另一端相接，所述非极性电容C19的另一端为输出音频阻容耦合滤波电路27的输出端，且通过电阻R38接地；

如图17所示，本实施例中，所述输出音频放大电路28包括芯片TDA2003和极性电容C20，所述芯片TDA2003的第1引脚通过非极性电容C18与输出音频阻容耦合滤波电路27的输出端相接，所述芯片TDA2003的第2引脚通过串联的非极性电容C33和电阻R43接地，所述芯片TDA2003的第5引脚与分机电压供给控制电路16的+12V电压输出端相接，且通过非极性电容C25接地，所述芯片TDA2003的第3引脚和第6引脚均接地，所述芯片TDA2003的第4引脚与极性电容C20的正极相接，且通过电阻R39与非极性电容C33和电阻R43的连接端相接，所述极性电容C20的负极与消侧音电路41的语音信号输入端YI_IN相接，且通过串联的非极性电容C24和电阻R41接地。由于输出语音调理电路是直接驱动各个应急通信分机的喇叭出声，因此所述输出语音调理电路要求的电压放大倍数比较大，采用芯片TDA2003进行输出音频放大，能够很好地满足使用需求。

所述输入语音调理电路是指各个应急通信分机的语音信号传输到应急通信主机过程的语音调理电路，由于在各个应急通信分机中语音信号经过了一次放大，所以到达应急通信主机后放大电路的放大倍数要求比较低。

如图18所示，本实施例中，所述输入语音阻容耦合滤波电路29包括电阻R55、非极性电容C39和非极性电容C43，所述非极性电容C39的一端与消侧音电路41的语音信号输出端YI_OUT相接，所述非极性电容C39的另一端通过串联的电阻R55和非极性电容C43接地；输入语音通过非极性电容C39耦合进电路，再通过由电阻R55和非极性电容C43构成的RC滤波电路进行滤波后输出；

如图18所示，本实施例中，所述输入语音放大滤波电路30包括运算放大器芯片LM358中的运算放大器U5A，所述运算放大器芯片LM358的第8引脚通过电阻R44与线性稳压电路15的+5V电压输出端相接，且通过非极性电容C37接地，所述运算放大器芯片LM358的第4引脚接地；所述运算放大器U5A的同相输入端通过电阻R48与线性稳压电路15的+5V电压输出端相接，且通过电阻R51接地；所述运算放大器U5A的反相输入端通过电阻R52与电阻R55和非极性电容C43的连接端相接，且通过非极性电容C44接地；所述运算放大器U5A的输出端与反相输入端之间接有电阻R62，所述运算放大器U5A的反相输入端通过串联的非极性电容C51和电阻R63接地，所述运算放大器U5A的输出端与电阻R62的连接端通过非极性电容C52与非极性电容C51和电阻R63的连接端相接，所述运算放大器U5A的输出端还与并联后的电阻R53和非极性电容C42的一端相接，并联后的电阻R53和非极性电容C42的另一端为输入语音放大滤波电路30的输出端；经过所述输入语音阻容耦合滤波电路29处理后的语音信号通过电阻R52输入到运算放大器芯片LM358中的运算放大器U5A，电阻R62为反馈电阻，电阻R48和电阻R51用于对线性稳压电路15输出的+5V电压进行二分之一分压，从而建立合适的同相放大偏置电压；具体实施时，取电阻R52的阻值为5.1K，电阻R62的阻值为10K，因此所述输入语音放大滤波电路30的电压放大倍数是2倍，所述输入语音放大滤波电路30的放大倍数较小，经过声音信号带进来的噪音也很小，所述输入语音放大滤波电路30中的各电子元器件在放大的基础上还构成了一个有源低通滤波器，对输入的语音信号进行噪音滤波。

如图18所示，本实施例中，所述输入语音输出缓冲电路31包括运算放大器芯片LM358中的运算放大器U5B，所述运算放大器U5B的同相输入端通过电阻R54与输入语音放大滤波电路30的输出端相接，所述运算放大器U5B的输出端为输入语音输出缓冲电路31的输出端，且与运算放大器U5B的反相输入端相接，且通过非极性电容C41与并联后的非极性电容C45和电阻R57的一端相接；并联后的非极性电容C45和电阻R57的另一端接地；所述运算放大器U5B构成了电压跟随器，能够实现输入语音信号的无失真传输，减小了信号的输出阻抗；

如图18所示，本实施例中，所述输入语音隔离滤波电路32包括变压器T3、所述变压器T3的初级线圈的一端与输入语音输出缓冲电路31的输出端相接，所述变压器T3的初级线圈的另一端接地，所述变压器T3的次级线圈的一端与GSM模块GU900Q的第19引脚相接，且通过并联的非极性电容C40和非极性电容C38接地；所述变压器T3的次级线圈的另一端与GSM模块GU900Q的第20引脚相接；且通过并联的非极性电容C48和非极性电容C49接地，所述变压器T3的次级线圈的两端之间接有并联的非极性电容C46和非极性电容C47。具体实施时，所述变压器T3为1:1的音频变压器，经过输入语音放大滤波电路30和输入语音输出缓冲电路31处理后的输入语音经过变压器T3进行隔离，然后再通过非极性电容C40、非极性电容C38、非极性电容C48、非极性电容C49、非极性电容C46和非极性电容C47进行滤波，滤除GSM模块GU900Q的窜扰噪音后输入到GSM模块GU900Q当中，经过电容滤波能够将音频噪音进一步消除掉，从而使得到达GSM模块GU900Q的声音非常纯净。

本发明使用时，能够与现有技术中的应急通信分机、外部移动电话(手机)相配合组成应急通信系统，应急通信分机为有线对讲方，外部移动电话(手机)为无线对讲方，所述应急通信主机通过与应急通信分机连接的分机信号线完成与应急通信分机的对讲功能，接入有线系统内的任意一方与其余通过分机信号线接入方通话(语音信号只在有线系统内传输，不通过GSM网络发射进行外呼)，就实现了内部对讲通话功能；当接入有线系统内的任意一方通过GSM网络向有线系统之外的无线对讲方发起呼叫时，就实现了外部对讲通话。无线对讲方不受地域、场合的限制，能够设置在矿井、隧道、厂房内、高层建筑内、井道，密闭空间内等，只要在有良好GSM信号覆盖的情况下，皆可进行外部呼叫，具有很大的方便性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。