摘　要：基于IP的煤矿扩播系统采用分布式控制结构，支持先进数字语音通信技术，支持静态、动态IP及IP地址智能学习功能，实现在井上对一条或多条线路扩音、打点、可同时接收井下多条线路的通话、显示务条线路的在线状态等功能。

关键词:IP化；煤矿扩张；通信系统；发展；实施

1。引言

随着国家对科技的投入，煤矿安全有了很大的保障，先进的设备降低了工人的劳动强度。每一个煤矿建设者都希望能及时获得信息，更快做出反应；“十一五”期间，由于井下千兆工业以太环网的建设和三网融合技术的提出，大部分煤矿希望利用以太网平台作为信号传输工具，达到统一传输、分布式广播的效果。

煤矿生产中有许多突发性的自然灾害，如瓦斯、水、火灾、冲击地压等。，危害大，传播广。通常情况下，当发生重大事故，人员需要紧急疏散时，通过电话拨号或井下手机呼叫的方式通知并引导现场人员撤离危险区域。但由于矿井环境恶劣，地形复杂，电话安装点和持有井下手机的人数有限，无法完整及时地通知到每一个井下作业人员，会导致人员通知不及时、不全面，延误脱险时机，造成极大的事故隐患。

因此，基于以上原因，建设一套安全、畅通的矿井广播通信系统是非常必要的。随着数字技术和网络技术的发展，工业以太网已经广泛应用于煤矿通信监控系统中。根据煤矿信息化建设的发展，结合现代语音技术，以及在实际生产中的服务范围和功能，设计了一种先进实用的煤矿安全广播通信系统。

二。系统简介

这种扩展广播通信系统不仅适用于具有瓦斯、煤尘爆炸危险的井下环境，也适用于煤炭、冶金、化工、建材、交通、电力、粮食等行业的恶劣地面环境。扩音电话终端是纯数字广播系统，音质好，抗干扰能力强。它不仅具有传统广播电话系统的扩音、对讲和网点管理功能，还具有播放背景音乐和与地面调度台互通的扩展功能。可以直接纳入工业以太环网系统。

对于单个地点，如中央变电站洞室，当有调度电话线路时，可部署单个扩音电话站实现广播覆盖。

1。地面调度系统

该产品地面集中调度，可实现井下自动化系统的通信& ldquo一百个电话& rdquo地面工程师控制室可以直接对各子系统进行通信和信号发送，统一指挥调度，减少和消除因设备故障停机联系不到维修人员的情况。工业以太网和光纤传输的使用节省了通信电缆的铺设，扩音电话和程控电话的相互连接增加了井下通信点的数量，解决了工作场所缺乏通信工具的问题。调度系统中的VOIP交换机主要完成井上调度室与井下隔爆兼本质安全语音网关之间的协议转换，将调度室的控制命令转换为井下网络数据；同样的井下语音数据转换成VOIP网络数据传输到调度室主机。

2。矿用工业以太网

该系统是基于隔爆型工业以太网的语音通信系统。作为井下监控的主要网络，矿用隔爆型工业以太网系统采用宽带网络和工业以太网相结合的方式构建。井下骨干网传输速率可达1000Mbps，网络智能变电站与骨干网连接为100/1000Mbps自适应。同时配备智能网关设备，使原有的井下系统可以方便地接入骨干网。结合网络摄像机、IP电话或视频分配器，图像和语音信号可以连接到主干网络。

3。井下广播终端

本系统井下广播终端由防爆本质安全型IP电话语音网关和广播电话组成。地上调度中心与IP电话语音网关通过工业以太网连接，IP电话语音网关与广播电话通过RS485总线结构连接。

1)。IP电话语音网关

该IP电话语音网关系统采用先进的数字语音通信技术，以IP通信为基础，支持静态和动态IP地址以及IP地址的智能学习；而且支持SIP协议或H323协议，语音编码支持G.711、G723.1、G.729A，语音清晰，有保证的QoS语音，可以适应各种网络环境。IP网关将调度站通过工业以太网传输来的网络信号转换成适合RS485传输的数据格式，发送到各个扩声电话进行井下扩声。

2)。广播电话

广播电话从串口接收数据，经CPU处理后输出到A/D转换模块和编解码器MC14LC5480。最后经过功率放大器到扬声器，实现公共广播。

来自IP分机电话转换口的数字语音信号由EP2C8Q208C8的FPGA芯片的微处理器进行解包提取，然后送到VS1003B进行解压缩解码，再由MC14LC5480芯片转换成语音模拟信号进行D/A转换输出。井下人的模拟语音信号由MC14LC5480芯片进行A/D转换，得到的PCM信号由VS1003B进行压缩编码，压缩后的数据输出到EP2C8Q208C8 FPGA芯片。EP2C8Q208C8 FPGA芯片微处理器除了提供系统所需的所有时序外，还对编码后的数据进行处理和打包，传输到ip扩频电话的转换端口。

三。关键技术与创新

目前该产品的主要技术成果:

1)开发了具有自主知识产权的监控系统接入网关& mdash& mdashKJJ113矿用本质安全综合接入网关通过接口和协议的标准化，实现了各种系统的互联。该网关将各种监控系统连接到煤矿的内网，从而保证了监控系统的无缝集成和原有系统的稳定安全运行。

2)完成了基于隔爆型工业以太环网的矿用扩音电话终端的研发。矿用数字扩音电话终端系统是一种矿用本质安全型通信和信号联络设备，不仅适用于煤矿具有瓦斯和煤尘爆炸危险的环境，也适用于煤炭、冶金、化工、建材、交通、电力、粮食等行业的恶劣地面环境。该系统可以是自成一体的通信系统和信号联络系统，也可以通过以太网交换机纳入工业以太环网系统。

四。基于IP的煤矿广播通信系统运行后取得的社会效益和经济效益分析

大型设备的安全可靠运行得到了保障，事故率明显降低，潜在的经济效益立即变成了现实。

其中，间接经济效益如下:

(1)。基于IP的煤矿广播通信系统消除了大型设备的安全隐患，为建设本质安全型煤矿奠定了坚实的基础。

(2)通过开发、安装、调试，培养了机电工程技术人员和施工人员。

(3)项目开发和规划已达到预期效果，并具有良好的经济效益和社会效益。

总结:

基于IP的煤矿通信传播系统的研究是为了满足呼叫系统实时通信和快速信息传输的需要而提出的。基于IP的煤矿通信传播通信系统将高性能工业控制计算机与以太环网相结合，在保留矿井原有模拟电话投资的基础上，实现基于IP的语音传输，提高了井下布线的安全性，增加了传输距离，便于调度控制。为井下通信系统的进一步升级奠定了良好的基础，实现了旧交换机的改造和更新，并利用以太网平台作为传输工具，完成多种功能，如放大、呼叫、群组广播等。，达到统一传输、分布式广播的效果，既避免了线路和重复建设，又保证了信号的可靠传输。实现语音呼叫的现代化，使语音呼叫中心的工控机可以方便地与煤矿各个地方通话，实现井下无呼叫盲区。

参考文献:

[1]李基于EtherCAT的工业以太网数据采集系统[J]煤矿安全，2010，(3):238-239。

[2]张岂之基于网络演算计算交换式工业以太网中的最大延迟[A]控制。