太陽能光纖緊急電話的製作方法

2023-10-18 05:07:44 2

專利名稱：太陽能光纖緊急電話的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交通信號控制裝置，尤其是一種太陽能光纖緊急電話。
目前國內高速公路緊急電話主要有採用電纜傳輸緊急電話系統、無線傳輸緊急電話和極少數的採用串聯形式光纖緊急電話三種。
採有電纜傳輸緊急電話系統存在以下缺陷①採用電纜傳輸受到距離限制，一般不超過40公裡；②需沿高速公路敷設專用電纜，佔用管道資源，投資大並易被盜；③電纜受環境如潮溼等影響比較大，通話質量不穩定，設備故障率較高；④電纜傳輸易遭受雷擊，造成整路段的緊急電話出現故障。
採用無線傳輸緊急電話存在以下缺陷①易受氣候影響，產生頻率漂移，影響通話質量；②通信距離受地形及發射功率的影響；③需建設無線通信基站、中繼站及高速公路野外供電設施；④每年需固定交納無線電管理費，增大投資與維護費用。
採用串聯形式的光纖緊急電話存在以下缺陷①受串聯光通信網構成的影響，傳輸距離短；②串聯光通信網的使用可靠性很低，一點有故障即影響到全段緊急電話；③每一個緊急電話要進行光電、電光兩次轉換，易引入噪音幹擾；④光數據機功耗大，無法採用太陽能供電，仍須採用專用電纜供電，投資大，可靠性降低。
本實用新型的目的是提供一種採用環保型的太陽能供電，設計新穎，利用高速公路綜合通信系統的備用3芯光纖作傳輸載體，無須單獨敷設光纜，節約投資，傳輸距離長，性能可靠，適用範圍廣的太陽能光纖緊急電話。
本實用新型所採取的技術方案是通過光耦合器將各個路側話機並聯在3芯主杆光纜上，其中兩個光耦合器與光發射接收模塊相連，用於傳送語音及數據信號；另一個與光控解碼電路上的光探測器相連，用於接收控制中心的開關控制信號。光耦合器採用一進兩出的方式，光輸入口接主幹光纜來的方向，其中一個輸出口接主幹光纜去的方向，另一個輸出口接入光纖緊急電話。按照每對話機與中心控制室的距離計算出相應的分光比，保證進入光纖緊急電話的分支光纜內的光功率在光探測器的接收靈敏度以內，即可實現語音及數據的雙工通信。根據申請人大量的理論計算與科學實驗，採用光耦合器(光分路器)構成光通信星型網用於緊急電話的設計方案是可行的。
通過光控解碼電路可以處理路側話機的各種報警狀態以及與控制中心的通信。由於太陽能電池提供的電能有限，而目前光發射接收模塊的功耗均比較大，因此路側話機處於待機狀態時，光發射接收模塊是處於斷電狀態的。當有報警信號時，光控解碼電路自動打開光發射接收模塊，並向控制中心發出報警信號。由於話機待機狀態時光發射接收模塊關閉，因此控制中心要獲取話機工作狀態信息時必須通過光控解碼電路上的光探測器打開光發射接收模塊，使各個話機能夠發送接收數據，建立與控制中心的通信連接，做到了遠程智能監測，為路側話機維護提供了極大的方便。
本太陽能光纖緊急電話的優點①採用太陽能電池供電，無需專用電纜供電；②利用高速公路綜合通信系統的備用3芯光纖作為傳輸載體，無須單獨敷設光纜，不佔用管道資源，節約投資，擁有良好的性價比；③採用光耦合器(光分路器)構成星型光通信網用於高速公路緊急電話，使得採用光纖傳輸緊急電話系統成為可能，系統可靠性大大加強；④具有獨創性的光控解碼電路可以處理路測話機各種報警信息(如話機門被打開時可以向控制中心發送報警信號，並播放警告聲嚇退非法入侵者)，並實現中心的遠程控制功能；⑤用光纜傳輸，最遠通信距離可達128公裡，滿足實際管理的裡程需要；⑥光纖傳輸的通話語音質量明顯優於電纜傳輸及無線傳輸語音質量；⑦不易遭受雷電的影響；⑧通過性能擴展可以和公共電話連網，也可上載圖象傳輸；⑨本產品也可用於橋梁、隧道、鐵路等大型公共場所。
以下結合附圖作進一步詳細描述。


圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型功能模塊圖。
圖3為本實用新型太陽能供電構成圖。
圖4為本實用新型光通信構成圖。
圖5為本實用新型光控解碼電路原理圖。
太陽能光纖緊急電話主要由防盜話機外殼、太陽能供電、光控解碼電路、光通信4個部分組成，如說明書附圖1所示，其功能模塊如說明書附圖2。太陽能基板2安裝於話機外殼高杆4的頂部，根據高速公路的緯度設計成一定的角度傾斜並可旋轉使太陽能板正對著太陽；外箱10安裝於高杆4側面，面板上有按鈕9、麥克風8、喇叭7及防盜鎖5等；外箱下部安裝蓄電池11，上部安裝設備箱6。光控解碼電路、光通信單元、充電控制器等安裝於設備箱內。
外殼設計首先將防盜性能考慮在第一位，所有機械構件均採用非標準件，均須使用特殊工具才能拆裝。目前緊急電話均安裝於野外，鑑於我國國民素質還不是很高的情況下，防盜性能是特別重要的。外殼如說明書附圖1所示。太陽能基板2固定在高杆4上，用一次性膠水粘於高杆頂板1上，除了用鈍器將其砸爛破壞外，沒有專用工具很難將其盜走。外箱採用專用的防盜鎖5，須專用鑰匙才能打開，如果門被非法撬開時會自動發出報警聲並通知控制中心，而且只有將外箱門打開才能將外箱取下高杆。設備箱6安裝於外箱10內，也只有將設備箱門打開才能將其從外箱中取出，才能將安裝於設備箱下的蓄電池11取出，話機外形尺寸嚴格按照交通部頒布的有關緊急電話的標準設計。喇叭7高度距離地面高度為1.6米，麥克風8距離地面高度為1.45米。
太陽能供電部分採用相對成熟的產品，主要包括太陽能板、充電控制電路、可充放電蓄電池3個部分組成，如說明書附圖3。太陽能板吸收太陽能光，通過充電控制電路給蓄電池充電，由蓄電池給負載供電，超載或欠壓時會自動保護電池。
光控解碼電路原理圖如說明書附圖5。主要實現遠程控制光發射接收機、地址編碼、報警處理、與控制中心通信等功能。其採用一片PIC16F874單片機構成電路的核心，也可採用其它型號系列的單片機，處理程序直接寫在單片機內。信號輸入部分為門報警信號，主機報警信號、副機報警信號、遠程光開關信號；輸出信號接8組繼電器，分別控制光端機開關信號，音樂片選信號，功放開關，麥克風選通信號等。A/D輸入可以檢測電池電壓、充電控制器負載電路。通過MAXIM1483與光通信單元傳輸數據信號。電路還包括採用LM393構成的精密比較電路、MAX738構成的直流開關電源、TDA2822構成的功放電路等。
光通信單元主要包括3個光耦合器(光分路器)，數據語音光發射接收模塊等。如說明書附圖4所示。主要實現構成緊急電話星形拓撲網，為控制中心與光控解碼電路傳送語音及數據信號。其中第一個光耦合器與光發射模塊相連，用於向控制中心發送語音及數據；第二個光耦合器與光接收模塊相連，用於接收控制中心傳來的語音及數據；第三個光耦合器與光控解碼電路上的光探測器相連，用於接收控制中心的開關信號。
太陽能光纖緊急電話主要安裝於高速公路兩側，如有突發事件時求救人員可以通過路側緊急電話呼叫控制中心並相互通話。緊急電話是高速公路必不可少的通信設備。
權利要求1.一種太陽能光纖緊急電話，包括光纜、太陽能供電的話機，其特徵在於通過光耦合器將各個路側話機並聯在3芯主幹光纜上，其中兩個光耦合器與光發射接收模塊相連，另一個與光控解碼電路上的光探測器相連；光耦合器的光輸入口接主幹光纜來的方向，一個輸出口接主幹光纜去的方向，另一個輸出口接入光纖緊急電話。
專利摘要本實用新型提供了一種太陽能光纖緊急電話,是新一代的高速公路路側電話。採用環保型的太陽能供電,利用高速公路綜合通信系統的3芯光纖作為傳輸載體,替代了國內原有的採用電纜傳輸及遠供電源的緊急電話,主要由防盜話機、太陽能供電、光通信及控制電路組成。設計先進新穎,具有獨創性,擁有良好的性價比。通過性能擴展可以和公共電話連網,也可上載圖像傳輸。本產品也可用於橋梁、隧道、鐵路等大型公共場所。
文檔編號H04B10/24GK2475233SQ0121286
公開日2002年1月30日 申請日期2001年3月22日 優先權日2001年3月22日
發明者鄭明德, 範成發 申請人:廣西壯族自治區交通科學研究所