KXT23矿用IP网络广播系统方案KXT23矿用IP网络广播系统技术方案天地（常州）自动化股份有限公司(煤炭科学研究总院常州自动化研究院)2018年7月目录1概述 (2)1.1KXT23矿用IP网络广播系统概述 (2)2技术优势及系统特点 (5)2.1技术优势 (5)2.2系统特点 (5)3设计原则 (6)3.1先进性、成熟性 (6)3.2可靠性、安全性 (6)3.3易操作性 (6)3.4实时性 (6)3.5完整性 (6)3.6可查询性 (6)3.7互联性和扩展性 (6)3.8经济性 (7)4设计标准 (7)5系统组成 (7)5.1IP网络广播操纵主机（音频服务器） (8)5.2KXT23.1矿用本安型IP网络广播终端 (9)5.3KXT23.1矿用本安型IP网络广播接口 (9)5.4本安电源KDW16A (9)6系统要紧功能 (10)6.1曲目下载功能 (10)6.2曲目编排功能 (10)6.3自动播放功能 (10)6.4对讲功能 (10)6.5紧急广播功能 (10)6.6监听功能 (10)6.7录音功能 (10)7要紧技术指标 (10)7.1系统容量： (10)7.2最大传输距离： (10)7.3系统参数： (10)8系统设备配置 (11)KXT23矿用IP网络广播系统方案1 概述1.1 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进展，工业以太网+现场总线的自动操纵网络结构正受到广泛的应用，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，其他生产厂家也相继开发出了大量支持网络接口的矿用产品。
井下工业以太网的应用日益普及。
由于煤矿井下面积比较大，区域分布比较广；依照井下实际情形及功能要求，采纳ＩＰ网络广播系统，将音频信号以标准IP包形式在井下局域网上进行传送. 解决传统广播系统存在的长距离音频功率传送布线困难、损耗大、音质不佳、爱护治理复杂、互动性能差等咨询题。
另外，该系统的对讲功能能够在紧急情形下，及早将危险区域的状况向调度汇报，为及时把握前方状况增加了一个有效途径。
由此可见，ＩＰ网络广播对讲系统有着广泛的应用前景，潜在的市场庞大。
⑴.目前国内煤矿井下差不多上都采纳传统的模拟音频广播方式（定压广播）其工作原理是将模拟音频信号直截了当放大、通过升压变压器将其4-16Ω匹配阻抗变换到100V定压方式进行传输，到终端后降压转换到4-16Ω的匹配阻抗上推动喇叭。
为降低线路传输损耗，一样传输距离是几十米到几百米。
由于技术成熟、结构简单、性能稳固、爱护安设简单、终端廉价，适合于小范畴、对音质成效和应用可靠性要求不高的场所。
然而其缺点比较明显，远远不能满足现在高速交流的信息时代对广播系统的要求。
除了技术落后外，还存在如下缺点，因此传统的广播技术逐步被剔除：○传输距离短、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，而模拟信号对传输距离有一定的限制，超过一定的距离后，需要增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自身特性的阻碍（每个元器件都有热噪声），每处理一次都会失真一次（波形发生畸变），产生一次噪声积存，处理的次数越多，噪声积存越大，信噪比（S/N）越低。
同时模拟音频信号易受环境干扰，专门是电磁的干扰。
途径线路周边的大功率电器设备都会对语音信号造成干扰，直截了当阻碍通话成效。
模拟音频信号传输受线间变压器带宽、喇叭尺寸、电缆线径等因素阻碍，频响范畴在200Hz~12KHz，失真度≤10％，无法实现立体声传输。
而通过几级放大后的远距离广播，语音音质会明显下降。
○节目容量小，不能寻址操纵。
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，只能所有扩音设备同时广播，无法实现对单点或随意分组进行广播。
○故障率高。
即便某一点显现线路短路故障，将会造成整个广播系统的瘫痪，这是传统广播技术的致命缺点。
⑵.利用以太网技术进行数字广播方式，如目前较为流行的视频会议、远程教育、电话会议以及IP电话等，其采纳的差不多上数字广播技术。
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递，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。
能够利用差不多形成的网络作为传输平台，任意扩展。
因此数字广播技术差不多成为事实上的先进广播的行业标准。
数字广播顾名思义确实是将广播信号数字化（A/D转换），它是按照一定算法，将模拟音频信号通过采集、量化、编码、压缩后的数字音频文件（如MP3）或储备在储备器上的数字音频文件，通过网络，按照传输协议以数据包的形式将音频文件传输到网络广播接收端，然后通过网络广播终端进行D/A转换后还原成音频信号，经放大后驱动喇叭工作的。
每个网络广播终端差不多上一台具有音频编解码和网络通信功能的嵌入式运算机，同时都有自己的独立IP地址，像局域网内PC组网一样，按照TCP/IP 协议进行通信。
数字广播采纳高质量音频压缩格式，而且采纳纯数字的传输方式，在制作、处理、传输过程中可不能产生噪音累积，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能够幸免的，因此能够多次复制和传输，不论如何编辑、处理都可不能产生额外的噪声：○信号无损、音质好：数字广播从音源的制作到传输全部实现了数字化、网络化，系统信噪比高，可不能在处理、传输等环节产生噪声，从而能够获得比较好的音质，也能够进行立体声传输。
可完全利用部分矿山企业已建成的井下工业以太网进行语音信号的传递。
只要网络下行带宽得到128K，就能够十分流畅的传输一路立体声音频信号。
○扩充性强：系统理论最大终端无限制，远距离传输没有限制。
在今后的扩容中，无需购买主机设备，只要有网络接口，就能够安装网络广播终端，更无须对线路进行改造，也不需要专门布线，不管是光纤、超五类线、数字微波依旧无线网桥，只要网络连通就能够传输数字音频广播。
○能够实现智能广播。
以太网本身确实是一套双向网络，在以太网上通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。
在网络速度承诺的情形下，可实现多路广播。
因为音频文件是以数据包的方式在网络中传输，因此专门容易实现多路广播，把不同的数据包发送给不同的终端就能够了。
○广播方式多种多样：由于网络广播终端为网络设备，具备灵活的IP地址设置，因此地面主机能够通过编程来操纵设备的IP，以达到操纵扩音喇叭广播的成效：定点广播：可对任意终端进行定点广播独立广播：可独立地对某一终端进行广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行广播。
全体广播：可对所有终端进行广播紧急广播：拿起麦克风即可广播。
宣传广播：可播放背景音乐、领导讲话、语音宣传等。
紧急呼叫：用户可按键直截了当呼叫操作台，进行通话对讲。
录音：系统可将调度员对终端用户的讲话形成录音文件进行储备，以便查询。
而且，该系统还能够通过接口与现有的皮带扩音系统、IP调度电话系统、WIFI 无线通话系统互联。
KXT23系统中用于机房、调度室的设备，能在下列条件下正常工作：a）环境温度：-30℃～40℃；b）相对湿度：最大相对湿度95%（+25%）；c）海拔高度：不超过2000m；除有关标准另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备能在下列条件下正常工作：a）环境温度：-10℃～40℃；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。
2 技术优势及系统特点2.1 技术优势a) 天地（常州）自动化股份有限公司（煤炭科学研究总院常州自动化研究院）是专业从事煤矿自动化和通信技术、产品的开发单位，是煤炭工业煤矿安全仪器外表装备的定点生产单位。
b) KXT23系列矿用IP网络广播系统不管是硬件依旧软件均为我公司按照煤矿的特点自主研发，且系统要紧设备均为本安设备，适合井下任何环境下使用。
2.2 系统特点a)功能先进可对每个网络终端独立设置和操纵，可单独、分区、组合广播，可任意组成区域广播，播出不同的广播内容，网络终端设备可储存预制广播内容，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排除自激和静噪设计，专门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 的高质量音频压缩格式，而且采纳纯数字的传输方式，在制作、处理、传输过程中可不能产生噪音累积，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能够幸免的，因此能够多次复制和传输，不论如何编辑、处理都可不能产生额外的噪声。
终端频响范畴为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装置的接口。
具有电话接口，可与调度交换机或行政交换机连接。
具有多路音频接口，可连接DVD、收音机、电视机等任何音源。
d)响应快速不管终端工作在放音、广播状态，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。
专门适合紧急情形下的扩音广播。
在平常该系统也是调度电话、无线通信、井下扩音电话等其他通信设备的补充，对日常生产可发挥积极作用。
e)使用范畴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，专门是工作面、顺槽等危险区域。
3 设计原则KXT23矿用IP网络广播系统方案设计遵循以下原则：3.1 先进性、成熟性使用先进、成熟、有用和具有良好进展前景的技术，使得整个系统既能满足当前的需求，又能适应以后的进展。
3.2 可靠性、安全性系统在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都选用了高质量的材料，并采纳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，能适应煤矿井下高温、高湿、瓦斯等严格的工作环境，实现了系统稳固。
3.3 易操作性以易于使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。
3.4 实时性终端和接口接收的信息和音频服务器显示快速反映，充分满足实时性的需求。
3.5 完整性提供与各种外界系统通信的功能，确保信息的完整性并充分利用在整体系统的运作上。
3.6 可查询性让使用者能随时查询信息。
3.7 互联性和扩展性充分考虑今后需求的空间，所提供的系统平台与技术充分配合以后功能及扩充项目的需求，以幸免今后重复的投资。
标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定了系统开放性、可扩展性、可爱护性、可靠性和经济性的基础。
3.8 经济性在一定的资金资源下，尽可能有效地利用资金，以适当的投入，建立一个尽可能高水平的、完善的监测系统。
所有设备的选型配置和采购订货，坚持性能价格比最优的原则，同时兼顾供货商的资信度和修理服务能力。
