專利名稱：多功能矩陣式選址對(duì)講報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功能矩陣式對(duì)講報(bào)警裝置，特別適用于含數(shù)百個(gè)房間的公用大樓內(nèi)部的綜合管理。
公用大樓的管理在于建立良好的生活與工作秩序，維護(hù)治安，防火防盜，節(jié)約水電等方面，要做好這一工作，僅靠有限的管理人員是困難的，許多企事業(yè)單位尤其是學(xué)校希望能提供用于管理宿舍大樓，招待所，辦公樓，實(shí)驗(yàn)樓等公用大樓的多功能裝置。
中國(guó)專利CN2048268U提供一種總線式主從互呼對(duì)講裝置，它由主控器，選擇器，符合器，用戶送受話器及共用雙絞線組成，其特點(diǎn)是用一根雙絞線連多個(gè)用戶，布線較為簡(jiǎn)單，但主控與用戶通話采用微機(jī)選址，使得成本增加，長(zhǎng)期連續(xù)工作故障率高，在復(fù)雜使用環(huán)境中選址碼抗干擾能力差，功能比較單一，只能實(shí)現(xiàn)主控與用戶互呼，滿足不了公用大樓內(nèi)各房間用戶限電保護(hù)和緊急報(bào)警等方面的需要。
本實(shí)用新型的目的是提供一種公用大樓綜合管理的多功能矩陣式選址對(duì)講報(bào)警裝置，它以簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下述功能(1)可通過大樓值班室內(nèi)主機(jī)與大樓內(nèi)任何一個(gè)房間單工雙向通話；(2)在任一房間可通過分機(jī)向值班室呼叫報(bào)警，呼叫房間的號(hào)碼準(zhǔn)確地顯示在值班室主機(jī)上；(3)若分機(jī)不予響應(yīng)回答，則主機(jī)只能呼叫分機(jī)，而不能對(duì)分機(jī)所在房間進(jìn)行竊聽；(4)若分機(jī)所在房間用電量超過某一規(guī)定值，例如300瓦(可調(diào))，則自動(dòng)切斷該房間用電，并將此超量用電房間的號(hào)碼顯示在主機(jī)控制臺(tái)上；(5)可向大樓內(nèi)全部或部分房間進(jìn)行廣播講話或放音；(6)與房間對(duì)講通話時(shí)可進(jìn)行實(shí)況錄音。
本實(shí)用新型的目的通過附圖給出的結(jié)構(gòu)及電路來實(shí)現(xiàn)

圖1是裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。主機(jī)的上半部為樓層選址開關(guān)和房號(hào)選址開關(guān)以及對(duì)應(yīng)的報(bào)警指示發(fā)光二極管，下半部為收音錄音和擴(kuò)音控制部分。各樓層線和房號(hào)線交叉處連接用戶分機(jī)(用房號(hào)表示)。
圖2為裝置的系統(tǒng)原理圖。每個(gè)房間的分機(jī)由其房間號(hào)碼表示，例如3樓02號(hào)房間的分機(jī)號(hào)為302。主機(jī)內(nèi)樓層選址開關(guān)為L(zhǎng)1L2、L3、…；房號(hào)選址開關(guān)為F01、F02、F03、…。選通某房間對(duì)講時(shí)；其對(duì)應(yīng)的樓層選址開關(guān)和房號(hào)選址開關(guān)擲于右觸點(diǎn)；常態(tài)候警和廣播時(shí)擲于左觸點(diǎn)。A1是對(duì)講放大器，A2是廣播放大器，A3為候警電路。
圖3是對(duì)講放大器A1的電路圖。
圖4是對(duì)講、報(bào)警呼叫和限電的用戶分機(jī)。
圖5是候警和限電指示A3的電路圖。
圖6是擴(kuò)音廣播放大器A2的電路圖。
以下結(jié)合附圖1至附圖6說明本實(shí)用新型具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與電路工作原理。
一、裝置結(jié)構(gòu)參見圖1，本實(shí)用新型由主機(jī)、用戶分機(jī)(用房間號(hào)碼表示)和外線路組成。主機(jī)由樓層選址開關(guān)(L1，L2，L3，…)，房號(hào)選址開關(guān)(F01，F(xiàn)02，F(xiàn)03，…)，對(duì)講放大器A1，廣播放大器A2，候警電路A3，以及收錄音機(jī)部分構(gòu)成控制臺(tái)；用戶分機(jī)包含對(duì)講報(bào)警和限電報(bào)警兩部分電路，它們也可以合裝在一個(gè)盒內(nèi)外線路包括每一層樓的橫線與每一房號(hào)的縱線，二者交叉形成矩陣式網(wǎng)絡(luò)，每一用戶分機(jī)就接在其樓層線和房號(hào)線交叉的位置。
二、工作原理(1)選址方式 公用大樓房間的特點(diǎn)是高密度大容量，房間上下左右排列對(duì)稱整齊，要對(duì)一棟樓內(nèi)數(shù)百個(gè)房間中的任一個(gè)進(jìn)行對(duì)講與報(bào)警，最簡(jiǎn)單有效的選址方式就是利用這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用縱橫矩陣式的選址方式，即將每一層樓作為矩陣的一橫行，而每一房號(hào)上下對(duì)齊的那些房間作為矩陣的一縱列，例如102房間(即1樓02號(hào)房間，下同)，202房間，302房間等構(gòu)成一列，而201房間，202房間，203房間等構(gòu)成一行，整棟大樓的房間就構(gòu)成一個(gè)大矩陣。若要選通某一房間，則只要選通其對(duì)應(yīng)的樓層橫線和房號(hào)即可，參見圖2，其中樓層選址開關(guān)接通3樓橫線，房號(hào)選址開關(guān)接通02縱線，因此選通的是302房間。
(2)對(duì)講功能原理參照?qǐng)D3；對(duì)講放大器A1由晶體管T1和放大器IC1及其附屬電路組成，這是一個(gè)300HZ～3000HZ的語音窄帶放大器，對(duì)通頻帶以外的各種干擾信號(hào)具有每倍頻程12dB的衰減能力，這對(duì)于提高通話清晰度是十分重要的。由晶體管T2構(gòu)成自動(dòng)電平控制ALC電路，使放大器A1的輸出信號(hào)電壓u0范圍為0.7V＜u0＜2.1V。放大器的輸入端口和輸出端口經(jīng)過一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)K4將機(jī)內(nèi)話筒MC1和揚(yáng)聲器Y2被選址開關(guān)選通的用戶分機(jī)進(jìn)行交替切換，以實(shí)現(xiàn)單I雙向通話。
參照?qǐng)D4，用戶分機(jī)對(duì)講和廣播時(shí)的信號(hào)交流通路由揚(yáng)聲器Y1對(duì)講開關(guān)K1，兩只二極管D1、D2和電容D18組成。以圖2中的302房間分機(jī)為例，當(dāng)此用戶分機(jī)被主機(jī)的樓層選址開關(guān)L3和房號(hào)選址開關(guān)F02選通后，由于主機(jī)對(duì)講放大器的輸出電壓u0大于二極管的導(dǎo)通電壓0.7V，揚(yáng)聲器Y1發(fā)出主機(jī)的聲音，而用戶對(duì)揚(yáng)聲器Y1講話時(shí)產(chǎn)生微弱的話音信號(hào)卻被D1D2阻斷，因此主機(jī)聽不到用戶的講話聲，只有當(dāng)用戶按下對(duì)講開關(guān)K1時(shí)，D1D2被斷路，主機(jī)才可聽到用戶的回答聲，這就是用戶分機(jī)具有防主機(jī)竊聽的能力。以圖2所示為例，當(dāng)302房間分機(jī)被選通時(shí)，可能對(duì)其它房間的分機(jī)產(chǎn)生主機(jī)講話串音的通路之一是3樓層線——303房間分機(jī)——203房間分機(jī)——202房間分機(jī)——02房號(hào)列線，這一通路的交流起始導(dǎo)通電壓為2.1伏，因此對(duì)講放大器的輸出電壓必須小于2.1伏，這樣當(dāng)主機(jī)與某房間通話時(shí)才不會(huì)對(duì)其它房間產(chǎn)生串音，這就是對(duì)講放大器中ALC電路的作用。
(3)用戶報(bào)警功能原理圖5為本裝置系統(tǒng)框圖2中候警電路A3及有關(guān)部分電路圖。當(dāng)無對(duì)講工作時(shí)，樓層開關(guān)L1，L2，L3，…和房號(hào)開關(guān)F01F02，F(xiàn)03，…觸點(diǎn)都位于左側(cè)觸點(diǎn)，若主機(jī)處于候警狀態(tài)，電源開關(guān)K3閉合，穩(wěn)壓器W1提供直流電壓E3通過D9，R21，樓層指示發(fā)光二極管LE5，LE6，…，用戶分機(jī)，房號(hào)指示發(fā)光二極管LE1，LE2，…，電位器VR2而構(gòu)成迥路。靜態(tài)時(shí)，用戶分機(jī)電路圖4中可控硅SCR未被觸發(fā)，處于截止?fàn)顟B(tài)，迥路中無直流電流通過，圖5中T4和T3截止。當(dāng)用戶向主機(jī)報(bào)警呼叫時(shí)，按下圖4中用戶分機(jī)呼叫開關(guān)K2，SCR導(dǎo)通，系統(tǒng)迥路中流過直流電流10mA左右，此時(shí)圖5中T3導(dǎo)通，繼電器J2使鈴響，分機(jī)內(nèi)發(fā)光二極管LE8亮表示主機(jī)已有響應(yīng)，主機(jī)內(nèi)該房間分機(jī)所對(duì)應(yīng)的樓層指示和房號(hào)指示發(fā)光二極管亮，準(zhǔn)確指示出呼叫房間的號(hào)碼。只要用戶分機(jī)的呼叫按鈕開關(guān)K2被按動(dòng)一次并放開后，此導(dǎo)通狀態(tài)由SCR可控硅保持，直到主機(jī)值班員聽到鈴響看清房號(hào)按下主機(jī)上樓層及房號(hào)選址開關(guān)選通該房間分機(jī)對(duì)講詢問時(shí)，SCR切斷迥路的直流電流，報(bào)警呼叫的聲光才停止。這就是當(dāng)主機(jī)處于候警狀態(tài)時(shí)，用戶有呼叫報(bào)警并自動(dòng)保持的主動(dòng)權(quán)，這對(duì)于當(dāng)用戶處于某種緊急狀態(tài)時(shí)的呼救很有作用。
(4)限電報(bào)警功能原理參照?qǐng)D4與圖5，在上述用戶呼叫報(bào)警時(shí)系統(tǒng)直流迥路的電流約為10mA，電位器VR2兩端電壓降約4.8伏，調(diào)節(jié)VR2讓T3導(dǎo)通，繼電器J2吸合，鈴響，此時(shí)由于T4射極接有LE9發(fā)光二極管，T4不導(dǎo)通。參照?qǐng)D4中右半部分限電器電路，限電器中電阻R40串接于房間220伏交流電源線上，其兩端交流電壓降經(jīng)二極管D3整流和電容C21濾波后觸發(fā)雙向可控硅BCR，而BCR則控制繼電器J1。若房間用電量小于某一功率(例如300瓦)則BCR未被觸發(fā)處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器J1的兩組觸點(diǎn)J1－1和J1－2位于右側(cè)常閉點(diǎn)，房間供電正常。若房間用電超過此功率定值后，R40兩端電壓被D3整流C21濾波后觸發(fā)BCR，J1吸合，觸點(diǎn)開關(guān)J1－1和J1－2倒向左側(cè)，此時(shí)J1－2切斷房間用電并使J1保持吸合，J1－1使AB兩點(diǎn)短路，系統(tǒng)內(nèi)直流迥路的電流值由候警狀態(tài)時(shí)的零值增為16mA左右，VR2壓降為5.6伏，T3和T4同時(shí)由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，鈴響且限電指示發(fā)光二極管LE9亮，同時(shí)房號(hào)與樓層指示發(fā)光二極管亮，準(zhǔn)確地指示出超量用電房間的號(hào)碼。當(dāng)該樓層總電源斷開后再重新供電時(shí)，繼電器J1釋放，BCR截止，該房間的供電自行恢復(fù)。改變電阻R40的阻值可改變限電功率的大小。
(5)廣播功能的原理參照?qǐng)D2和圖6，當(dāng)系統(tǒng)沒有處于對(duì)講工作狀態(tài)時(shí)，樓層與房號(hào)選址開關(guān)位于左側(cè)觸點(diǎn)，來自話筒M1C2和收錄機(jī)的信號(hào)經(jīng)擴(kuò)音廣播放大器A2放大，經(jīng)過隔直流電容器C31加到總線的C和D兩點(diǎn)，由于在房號(hào)報(bào)警指示與樓層報(bào)警指示發(fā)光二極管上都并聯(lián)大容量電解電容器，廣播放大器的交流輸出電壓加到了所有用戶分機(jī)上，此電壓幅度大于0.7伏，揚(yáng)聲器Y1響。
若僅對(duì)某幾層樓的房間廣播，則只要將主機(jī)上不進(jìn)行廣播的樓層鍵開關(guān)倒向右側(cè)觸點(diǎn)(即處于對(duì)講選通狀態(tài)，但對(duì)講放大器A1電源關(guān)閉)，這樣廣播信號(hào)就不被送到這些樓層。
圖6是廣播放大器電路圖A2，廣播講話時(shí)，晶體管T5將M1C2話筒的信號(hào)放大，通過選擇開關(guān)K5送到T6～T11組成的準(zhǔn)互補(bǔ)輸出功率放大器，K5為廣播講話和放錄音的選擇開關(guān)，放送錄音時(shí)信號(hào)由普通收錄機(jī)送到K5。
本實(shí)用新型適用于公用大樓的綜合管理，由于采用矩陣式選址方式，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，選址準(zhǔn)確，節(jié)省投資，故障率低，通過簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)對(duì)講、廣播、呼叫和限電極警多種功能。
權(quán)利要求1.一種用于公用大樓綜合管理的多功能矩陣式選址對(duì)講、報(bào)警、廣播裝置，該裝置由主機(jī)、用戶分機(jī)和外線路組成，主機(jī)由房號(hào)選址開關(guān)(F01，F(xiàn)02，…)，樓層選址開關(guān)(L1，L2，…)，對(duì)講放大器A1，廣播放大器A2，候警電路A，以及收錄機(jī)部分構(gòu)成，用戶分機(jī)包含對(duì)講防竊聽，呼叫報(bào)警和限電報(bào)警部份，其特征在于a.大樓的每一層樓接一橫線，每上下對(duì)齊的房間接一縱線，每個(gè)房間的用戶分機(jī)接于縱線與橫線交叉位置，所需選通的房間由主機(jī)接通其對(duì)應(yīng)的橫線與縱線唯一地確定；b.用戶分機(jī)的交流通路由二極管D1D2和對(duì)講開關(guān)K1并聯(lián)，上端接揚(yáng)聲器Y1，下端接電容器C13，直流通路由單向可控硅SCR與發(fā)光二極管LE，串聯(lián)，SCR陽極接Y1下端，LE3的陰極接C13負(fù)極，SCR的觸發(fā)極與陽極間接呼叫報(bào)警開關(guān)K2，通過短路SCR陽極和LE3陰極而實(shí)現(xiàn)報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是主機(jī)中的對(duì)講放大器設(shè)有自動(dòng)電平控制電路ALC，使其輸出電壓小于2.1伏和大于0.7伏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于所有房號(hào)指示發(fā)光二極管LE1、LE2、…和樓層指示發(fā)光二極管LE6、LE7、…兩端都并聯(lián)電解電容，直流電壓E3通過二極管D1和R21接于候警與廣播信號(hào)匯集點(diǎn)D點(diǎn)，廣播信號(hào)通過C31接于D點(diǎn)。
專利摘要一種用于公用大樓管理的多功能矩陣式選址對(duì)講報(bào)警廣播裝置，由主機(jī)，用戶分機(jī)和外線路組成。主機(jī)內(nèi)含對(duì)講、廣播、報(bào)警電路和選址開關(guān)，分機(jī)內(nèi)含對(duì)講、報(bào)警與限電電路。特征是每一層樓接一橫線，每上下對(duì)齊的房間接一縱線，各房間分機(jī)接于縱橫線交叉位置，所需選通的房間由主機(jī)接通其對(duì)應(yīng)的橫線與縱線唯一地確定。以最低成本的電路實(shí)現(xiàn)主機(jī)與每個(gè)分機(jī)間的單工雙向通話，呼叫報(bào)警，限電，廣播放音功能，適用于公用大樓內(nèi)部的綜合管理。
文檔編號(hào)G08B25/08GK2106398SQ9121952
公開日1992年6月3日 申請(qǐng)日期1991年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月30日
發(fā)明者賀師德, 任善恂 申請(qǐng)人:云南大學(xué)