KXT23矿用IP网络广播系统方案

1、. KXT23矿用IP网络广播系统技术方案PAGE 20：.；- PAGE 12 - MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 1 Section 1 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 1 h * MERGEFORMAT KXT23矿用IP网络广播系统技术方案天地常州自动化股份(煤炭科学研讨总院常州自动化研讨院)2021年7月目 录 TOC o 1-3 f h z u HYPERLINK l _Toc268184034 1 概

2、述 PAGEREF _Toc268184034 h 2 HYPERLINK l _Toc268184035 1.1 KXT23矿用IP网络广播系统概述 PAGEREF _Toc268184035 h 2 HYPERLINK l _Toc268184036 2 技术优势及系统特点 PAGEREF _Toc268184036 h 5 HYPERLINK l _Toc268184037 2.1 技术优势 PAGEREF _Toc268184037 h 5 HYPERLINK l _Toc268184038 2.2 系统特点 PAGEREF _Toc268184038 h 5 HYPERLINK l

3、_Toc268184039 3 设计原那么 PAGEREF _Toc268184039 h 6 HYPERLINK l _Toc268184040 3.1 先进性、成熟性 PAGEREF _Toc268184040 h 6 HYPERLINK l _Toc268184041 3.2 可靠性、平安性 PAGEREF _Toc268184041 h 6 HYPERLINK l _Toc268184042 3.3 易操作性 PAGEREF _Toc268184042 h 6 HYPERLINK l _Toc268184043 3.4 实时性 PAGEREF _Toc268184043 h 6 HYP

4、ERLINK l _Toc268184044 3.5 完好性 PAGEREF _Toc268184044 h 6 HYPERLINK l _Toc268184045 3.6 可查询性 PAGEREF _Toc268184045 h 6 HYPERLINK l _Toc268184046 3.7 互联性和扩展性 PAGEREF _Toc268184046 h 6 HYPERLINK l _Toc268184047 3.8 经济性 PAGEREF _Toc268184047 h 7 HYPERLINK l _Toc268184048 4 设计规范 PAGEREF _Toc268184048 h 7

5、 HYPERLINK l _Toc268184049 5 系统组成 PAGEREF _Toc268184049 h 7 HYPERLINK l _Toc268184050 5.1 IP网络广播控制主机音频效力器 PAGEREF _Toc268184050 h 8 HYPERLINK l _Toc268184051 5.2 KXT23.1矿用本安型IP网络广播终端 PAGEREF _Toc268184051 h 9 HYPERLINK l _Toc268184052 5.3 KXT23.1矿用本安型IP网络广播接口 PAGEREF _Toc268184052 h 9 HYPERLINK l _T

6、oc268184053 5.4 本安电源KDW16A PAGEREF _Toc268184053 h 9 HYPERLINK l _Toc268184054 6 系统主要功能 PAGEREF _Toc268184054 h 10 HYPERLINK l _Toc268184055 6.1 曲目下载功能 PAGEREF _Toc268184055 h 10 HYPERLINK l _Toc268184056 6.2 曲目编排功能 PAGEREF _Toc268184056 h 10 HYPERLINK l _Toc268184057 6.3 自动播放功能 PAGEREF _Toc26818405

7、7 h 10 HYPERLINK l _Toc268184058 6.4 对讲功能 PAGEREF _Toc268184058 h 10 HYPERLINK l _Toc268184059 6.5 紧急广播功能 PAGEREF _Toc268184059 h 10 HYPERLINK l _Toc268184060 6.6 监听功能 PAGEREF _Toc268184060 h 10 HYPERLINK l _Toc268184061 6.7 录音功能 PAGEREF _Toc268184061 h 10 HYPERLINK l _Toc268184062 7 主要技术目的 PAGEREF

8、_Toc268184062 h 10 HYPERLINK l _Toc268184063 7.1 系统容量： PAGEREF _Toc268184063 h 10 HYPERLINK l _Toc268184064 7.2 最大传输间隔 ： PAGEREF _Toc268184064 h 10 HYPERLINK l _Toc268184065 7.3 系统参数： PAGEREF _Toc268184065 h 10 HYPERLINK l _Toc268184066 8 系统设备配置 PAGEREF _Toc268184066 h 11KXT23矿用IP网络广播系统方案 HYPERLINK

9、l _Toc124946356 概述 KXT23矿用IP网络广播系统概述近几年来，随着网络技术的迅速开展，工业以太网+现场总线的自动控制网络构造正遭到广泛的运用，我公司也相继开发出了基于100M/1000M的全矿井工业以太网系统，其他消费厂家也相继开发出了大量支持网络接口的矿用产品。井下工业以太网的运用日益普及。由于煤矿井下面积比较大，区域分布比较广；根据井下实践情况及功能要求，采用网络广播系统，将音频信号以规范IP包方式在井下局域网上进展传送. 处理传统广播系统存在的长间隔 音频功率传送布线困难、损耗大、音质不佳、维护管理复杂、互动性能差等问题。另外，该系统的对讲功能可以在紧急情况下，及早将

10、危险区域的情况向调度汇报，为及时掌握前方情况添加了一个有效途径。由此可见，网络广播对讲系统有着广泛的运用前景，潜在的市场宏大。.目前国内煤矿井下根本上都采用传统的模拟音频广播方式定压广播其任务原理是将模拟音频信号直接放大、经过升压变压器将其4-16匹配阻抗变换到100V定压方式进展传输，到终端后降压转换到4-16的匹配阻抗上推进喇叭。为降低线路传输损耗，普通传输间隔 是几十米到几百米。由于技术成熟、构造简单、性能稳定、维护安设简单、终端廉价，适宜于小范围、对音质效果和运用可靠性要求不高的场所。 但是其缺陷比较明显，远远不能满足如今高速交流的信息时代对广播系统的要求。除了技术落后外，还存在如下缺

11、陷，因此传统的广播技术逐渐被淘汰：传输间隔 短、扩展性差。由于传统广播技术的音频信号为模拟信号，音源为模拟音频，而模拟信号对传输间隔 有一定的限制，超越一定的间隔 后，需求添加中继器对信号逐级放大。抗干扰性能差、音质差。模拟音频受电子元器件本身特性的影响每个元器件都有热噪声，每处置一次都会失真一次波形发生畸变，产生一次噪声积累，处置的次数越多，噪声积累越大，信噪比S/N越低。同时模拟音频信号易受环境干扰，特别是电磁的干扰。途径线路周边的大功率电器设备都会对语音信号呵斥干扰，直接影响通话效果。模拟音频信号传输受线间变压器带宽、喇叭尺寸、电缆线径等要素影响，频响范围在200Hz12KHz，失真度1

12、0，无法实现立体声传输。而经过几级放大后的远间隔 广播，语音音质会明显下降。节目容量小，不能寻址控制。无法满足同时广播和分区广播，无法实现点对点寻址广播。例如地面人员想对某个区域或某几个区域寻呼、讲话，定压广播无法做到，只能一切扩音设备同时广播，无法实现对单点或随意分组进展广播。缺点率高。即使某一点出现线路短路缺点，将会呵斥整个广播系统的瘫痪，这是传统广播技术的致命缺陷。.利用以太网技术进展数字广播方式，如目前较为流行的视频会议、远程教育、会议以及IP等，其采用的都是数字广播技术。它是利用网络技术、以网络为传输平台来实现的数字音频传送，是目前乃至今后三网合一或多网合一的一个重要组成部分。可以利

13、用曾经构成的网络作为传输平台，恣意扩展。因此数字广播技术曾经成为现实上的先进广播的行业规范。数字广播顾名思义就是将广播信号数字化A/D转换，它是按照一定算法，将模拟音频信号经过采集、量化、编码、紧缩后的数字音频文件如MP3或存储在存储器上的数字音频文件，经过网络，按照传输协议以数据包的方式将音频文件传输到网络广播接纳端，然后经过网络广播终端进展D/A转换后复原成音频信号，经放大后驱动喇叭任务的。每个网络广播终端都是一台具有音频编解码和网络通讯功能的嵌入式计算机，并且都有本人的独立IP地址，像局域网内PC组网一样，按照TCP/IP协议进展通讯。 数字广播采用高质量音频紧缩格式，而且采用纯数字的传

14、输方式，在制造、处置、传输过程中不会产生噪音累积，引起信噪比下降而导致信号劣化；而且错误率相当低甚至是可以防止的，因此可以多次复制和传输，不论怎样编辑、处置都不会产生额外的噪声：信号无损、音质好：数字广播从音源的制造到传输全部实现了数字化、网络化，系统信噪比高，不会在处置、传输等环节产生噪声，从而可以获得比较好的音质，也可以进展立体声传输。可完全利用部分矿山企业已建成的井下工业以太网进展语音信号的传送。只需网络下行带宽得到128K，就可以非常流畅的传输一路立体声音频信号。扩展性强：系统实际最大终端无限制，远间隔 传输没有限制。在未来的扩容中，无需购买主机设备，只需有网络接口，就可以安装网络广播

15、终端，更无须对线路进展改造，也不需求专门布线，不论是光纤、超五类线、数字微波还是无线网桥，只需网络连通就可以传输数字音频广播。可以实现智能广播。以太网本身就是一套双向网络，在以太网上经过软件可轻而易举地实现智能广播的定时、寻址、分组等功能。在网络速度允许的情况下，可实现多路广播。由于音频文件是以数据包的方式在网络中传输，所以很容易实现多路广播，把不同的数据包发送给不同的终端就可以了。广播方式多种多样：由于网络广播终端为网络设备，具备灵敏的IP地址设置，因此地面主机可以经过编程来控制设备的IP，以到达控制扩音喇叭广播的效果： 定点广播：可对恣意终端进展定点广播 独立广播：可独立地对某一终端进展广

16、播而不干扰其它终端。 每区可独立广播：可同时对几个区域进展广播。 全体广播：可对一切终端进展广播 紧急广播：拿起麦克风即可广播。 宣传广播：可播放背景音乐、指点讲话、语音宣传等。紧急呼叫：用户可按键直接呼叫操作台，进展通话对讲。录音：系统可将调度员对终端用户的讲话构成录音文件进展存储，以便查询。而且，该系统还可以经过接口与现有的皮带扩音系统、IP调度系统、WIFI无线通话系统互联。KXT23系统中用于机房、调度室的设备，能在以下条件下正常任务：a环境温度：-3040；b相对湿度：最大相对湿度95%+25%；c海拔高度：不超越2000m；除有关规范另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备能在以下条件

17、下正常任务：a环境温度：-1040；b平均相对湿度：不大于95%+25；c有爆炸性气体混合物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。技术优势及系统特点技术优势a) 天地常州自动化股份煤炭科学研讨总院常州自动化研讨院是专业从事煤矿自动化和通讯技术、产品的开发单位，是煤炭工业煤矿平安仪器仪表配备的定点消费单位。b) KXT23系列矿用IP网络广播系统无论是硬件还是软件均为我公司按照煤矿的特点自主研发，且系统主要设备均为本安设备，适宜井下任何环境下运用。系统特点功能先进可对每个网络终端独立设置和控制，可单独、分区、组合广播，可恣意组成区域广播，播出不同的广播内容，网络终端设备可储存预制广播内容

18、，定时自动播出，有自动分区、群发、直播、采播等功能。b) 音质好、响度高音频广播设备具有消除自激和静噪设计，特别适用于煤矿井下的口语广播和背景音乐播放。数字广播的采样频率为44.1KHz、16Bit 的高质量音频紧缩格式，而且采用纯数字的传输方式，在制造、处置、传输过程中不会产生噪音累积，引起信噪比下降而导致信号劣化；而且错误率相当低甚至是可以防止的，因此可以多次复制和传输，不论怎样编辑、处置都不会产生额外的噪声。终端频响范围为100Hz-10kHz，功放不失真输出功率为5W，响度不低于105dB。 c) 接口多样具有目前煤矿井下通用扩音安装的接口。具有接口，可与调度交换机或行政交换机衔接。具

19、有多路音频接口，可衔接DVD、收音机、电视机等任何音源。d)呼应快速无论终端任务在放音、广播形状，用户按“讲话键即可与调度员通话，支持多用户同时和调度员通话。 调度员只需一个操作即可和终端用户通话。特别适宜紧急情况下的扩音广播。在平常该系统也是调度、无线通讯、井下扩音等其他通讯设备的补充，对日常消费可发扬积极作用。e)运用范围广井下设备为矿用本安型设备，而非隔爆兼本安型设备，可用于煤矿爆炸性气体环境，特别是任务面、顺槽等危险区域。设计原那么KXT23矿用IP网络广播系统方案设计遵照以下原那么：先进性、成熟性运用先进、成熟、适用和具有良好开展前景的技术，使得整个系统既能满足当前的需求，又能顺应未

20、来的开展。可靠性、平安性系统在硬件选型、线路、支撑环境及构造上都选用了高质量的资料，并采用了先进的防火墙技术，以确保安装的扩音终端、接口与布线系统，能顺应煤矿井下高温、高湿、瓦斯等严厉的任务环境，实现了系统稳定。易操作性以易于运用的图形人机界面功能，为信息共享与交流、信息资源查询与检索等提供了有效的工具。实时性终端和接口接纳的信息和音频效力器显示快速反映，充分满足实时性的需求。完好性提供与各种外界系统通讯的功能，确保信息的完好性并充分利用在整体系统的运作上。可查询性让运用者能随时查询信息。互联性和扩展性充分思索未来需求的空间，所提供的系统平台与技术充分配合未来功能及扩展工程的需求，以防止未来反

21、复的投资。规范化、构造化、模块化的设计思想贯彻一直，奠定了系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的根底。经济性在一定的资金资源下，尽能够有效地利用资金，以适当的投入，建立一个尽能够高程度的、完善的监测系统。一切设备的选型配置和采购订货，坚持性能价钱比最优的原那么，同时兼顾供货商的资信度和维修效力才干。设计规范GB3836.12000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求GB3836.22000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“dGB3836.32000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分：增安型“eGB3836.42000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质平

22、安型“iGB/T98132000 微型计算机通用规范 GB/T2887-2000 电子计算机场地通用规范AQ6201-2006 MT20990 煤矿通讯、检测、控制用电工电子产品通用技术要求MT21090 煤矿通讯、检测、控制用电工电子产品根本实验方法MT/T286-1992 煤矿通讯、自动化产品型号编制方法和管理方法MT/T7721998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT/T8991999 煤矿用信息传输安装通用技术条件MT/T 1004 煤矿平安消费监控系统通用技术要求MT/T 1008-2006 煤矿平安消费监控系统软件通用技术要求系统组成KXT23矿用IP网络广播系统由网络广播控制主机

23、音频效力器、KXT23.1矿用IP网络广播终端、KXT23.2矿用IP网络广播接口、KXT22.1矿用通讯和信号安装主机、KXT22.2矿用通讯和信号安装分机及电源、电缆、光缆等组成。系统主传输通道采用光缆传输。如图：IP网络广播控制主机音频效力器IP网络广播控制主机(音频效力器)是KXT23矿用IP网络广播系统的控制中心，完成终端管理、音频管理等管理功能，为各网络终端、接口等提供数据交接效力，为各网络终端提供定时播放和实时广播控制效力。根据音频效力器的调度，对即将传输到各广播终端的音频流数据进展非紧缩数字音频数据处置，保证音频效力器以CD 质量的高比特率与终端进展数据同步，实时处置节目信号。

24、IP网络广播控制主机(音频效力器)实现功能：全数字化的公共广播主控机，基于TCP/IP 协议的网络上运转；多路模拟音频信号输入、输出及TCP/IP 网络数字信号输出，兼容恣意传统模拟广播设备转换；近乎完美的CD音频效果；终端、接口及传统的广播设备相结合所组成网络广播系统，可实现网络化背景音乐播放、定时、分区、寻呼、对讲包括点对点或点对多，可订做成多方通话等强大功能；完善的实时监听功能，可监听终端的现场环境；系统可将调度员对终端用户的讲话构成录音文件进展存储，以便查询。KXT23.1矿用本安型IP网络广播终端防爆型式：矿用本质平安型，标志为“ExibI。主要技术目的：额定任务电压：直流 18V

25、(由KDW16A-18供电)任务电流：不大于800mA响度105dB/m(A计权) (1kHz)；失真度10(1kHz)；接口：三个以太网接口、两个光纤接口；主要功能：定时播放广播扩音对讲监听KXT23.1矿用本安型IP网络广播接口防爆型式：矿用本质平安型，标志为“ExibI。主要技术目的：额定任务电压：直流 18V (由KDW16A-18供电)任务电流：不大于500mA接口：三个以太网接口、两个光纤接口； 一个与KXT22.1、KXT22.2衔接的4芯电缆接口；主要功能：可与目前煤矿井下通用扩音安装联机通话。 本安电源KDW16A为井下终端和接口供电，其后备电池可保证在交流电停电情况下，数据

26、监测站可延续任务2小时以上。技术参数：输入：AC127V、220V、380V或660V。输出：DC18V8%。备用电源功能： eq oac(,1)转换时间：0S eq oac(,2)电池容量：12V 4.0Ah，2节系统主要功能曲目下载功能能在音频效力器上对单个或全部终端进展播放曲目包括音乐、温馨祝愿、上下班铃声等的下载。曲目编排功能系统可根据用户要求对终端TF卡中预存的曲目按恣意时间段恣意编排播放顺序，构成播放列表，下载到终端。自动播放功能系统可按照音频效力器预先设置在终端或接口中的播放列表，自动播放或停顿播放存储在终端中TF卡上的曲目等。也可手动播放。对讲功能用户可在终端任何形状按下终端上的“讲话键，和调度员、某个用户或全部用户扩音经过“选择键选择。多个