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广播对讲系统是国家安监总局要求煤矿企业必须建设的基础设施之一,它主要用于井上调度中心与井下作业人员之间的语音通信,是实现煤矿灾害应急救援、生产指挥调度的有效工具,同时,对保障井下作业人员的生命安全、改善煤矿企业管理水平、提高生产效率有重要的意义。针对当前煤矿调度电话、局部扩音电话等存在的通信实时性和抗干扰性差的弊端,设计了一套基于CAN总线的嵌入式矿用广播对讲系统。该系统主要由位于井上调度中心的工控PC机和通信主站、位于井下的通信分站组成,以屏蔽双绞线作为传输介质,语音信号经过压缩编码后通过CAN总线来进行远距离传输。工控PC机通过对通信主站进行操作,实现与通信分站的多方式语音广播。通信分站作为井下广播对讲终端,具有语音信号采集、播放和CAN总线收发的功能。根据矿用电气设备本安电路设计规范和原则设计通信主站和通信分站,它们都基于ARM9嵌入式硬件平台,以嵌入式微处理器S3C2440和语音编解码芯片AMBE-1000为核心,通过CAN控制器芯片MCP2515和CAN收发器芯片CTM8251T来扩展CAN总线接口, S3C2440为通信主/分站的主控制器,AMBE-1000用来实现AMBE语音压缩编码算法,以达到2.4kb/s的编码速率,以实现低速率语音信号在CAN总线上传输。通信主/分站的硬件设计中,主要包括主控制器模块、语音处理控制模块、CAN总线接口模块、LCD显示控制模块和其他的一些外围电路。同时,在CAN总线接口的设计和芯片选型上,特别考虑了增强接口的EMI/ESD性能,以适应煤矿井下复杂、恶劣的环境。通信主/分站通过WinCE操作系统来实现对程序的任务调度和管理,使系统具有良好的图形化操作界面,软件设计的主要工作为:WinCE操作系统的移植、CAN接口驱动程序的编写、通信主/分站功能软件和工控PC机监控软件的设计。测试表明,系统具有良好的实时性和抗干扰性,语音音质好,运行稳定可靠。