專利名稱:鐵路基層公務通信自動化系統的制作方法
本發明用于鐵路基層公務電話通信自動化，主要在各站間實現電話通信自動化。也適用于場、礦企業通信自動化。本發明是根據“鐵路通信信號”雜志1984年第二期刊出的“高環路載波區段自動電話”發展而來的。
鐵路基層通信是指由列調、貨調、電調、站調、站內行車、養路、橋隧守護等專用電話，及各工區、公安派出所、衛生所、給水所、學校、林場、車站、貨場、車務段等公務電話組成。前者專用電話由調度電話，音頻選號調度電話或實回線解決，而后者則由本發明通過配套接口加入地區自動交換系統，該區段的小站用戶就相當于地區自動交換機的遠程用戶。實現基層公務通信是鐵路系統長期以來有待解決的問題。
本發明的目的是在現有基層線路少，利用既有條件，研制成功一些接口和小交換機，實現基層公務通信自動化。
本發明系統的實現是將沿線各站的公務電話通過配套的交換機、程控集線式小交換機接口設備、環路載波機、環路載波分機、程控集線式小交換機主機至小站用戶組成本發明系統，沿線各站有關用戶就作為地區自動電話交換機的用戶。其具體系統方案采用環路載波機解決車站和地區自動交換機間的中繼回路的復用設備，作為專用的載波通信設備，如鐵線環二路載波機，在現有通信線路的鐵線上開通。明線高環路載波機是在原架空銅線上開通三路、十二路載波，或在對稱電纜線路上開通八路(或十路)載波。此外還可配合實回線實現基層公務電話通信自動化，本自動化系統可轉發脈沖進行直接呼叫;車站內部用戶間的自動交換和對環路載波機分機的接口以及環路載波機端機和地區自動交換機的接口用一臺新型的程序控制集線式小交換機來解決。程控集線式小交換機由主機和接口兩部分設備組成。
小站用戶的電話號碼按地區統一編號，占用地區自動電話的門號，小站用戶之間的通話由程控集線式小交換機的主機完成，不占用中繼線。八個小站用戶共用二條中繼線，即二個環路載波通路，在環路載波機端機側由程控集線式小交換機的接口設備將二條中繼線擴展與八個交換機門號相連，這樣八個小站用戶既有自己的門號又共用二條中繼線。
程控集線式小交換機是本系統的關鍵設備，它由主機和接口設備二部分組成，各用一臺單板機做控制部件，用小型繼電器做接續元件，它們之間用二條中繼線(環路)連接，主機裝在小站一側，它可接八個車站用戶，用戶間除可相互自動交換外，還可經中繼線和接口設備介入地區交換網內。地區交換機呼叫小站用戶號后，由接口設備將鈴流轉換成相應脈沖，經主機控制向小站用戶振鈴。小站用戶納入地區自動網統一編號，也可經地區交換網與長途自動網溝通。小站內相互呼叫只用地區編號的后兩位。
程控集線式小交換機主機由用戶電路、信號源、接線器繩路、驅動器及出入中繼器組成，并由微機處理。程控集線式小交換機接口設備由用戶電路鈴流識別電路、接線器、驅動器、出入中繼器組成，通過微機進行處理，所用微機與主機相同。
本系統具有的優點是可按行政管轄范圍劃分區段，保證公務通話質量。主要用戶裝兩臺電話機，專用電話和公務電話，且互為備用。使調度和主要通信不間斷。小站用戶統一用地區編號，便于實現長途自動電話，適合我國線路現狀，投資少，見效快，經濟效益十分顯著，一般用十萬元即可實現一個區段的基層公務通信自動化。
為進一步說明該系統的功能，茲借助如下圖1為鐵路基層通信自動化方案方框圖。
圖2為程控集線式小交換機接口設備通話接續部分電原理圖。
圖3為程控集線式小交換機接口設備微型計算機部分電原理圖。
圖4為程控集線式小交換機主機通話接續控制部分電原理圖。
圖5為程控集線式小交換機主機接線器。
圖中1為地區用戶;2為地區交換機;3為程控集線式小交換機接口設備;4為環路載波端機;5為環路載波分機;6為程控集線式小交換機主機;7為小站用戶;8，9為程控集線式小交換機接口設備與地區用戶線聯接端子;10為繼電器;11為繼電器的接點;12為鈴流耦合電容;13為鈴流整流二極管橋堆;14為鈴流整流濾波電容;15，16為分壓電阻;17為光電耦合器件;18為集電極電阻;19為延時電阻;20為延時電容;21為二極管;22為地區交換機振鈴信號呼入接口;23為繼電器(10)的接點;24為繼電器(25)的接點;25為繼電器;26繼電器(25)的接點;27為繼電器(28)的接點;28為繼電器;29為繼電器(28)的接點;30，31為程控集線式小交換機接口設備(3)到環路載波端機(4)用戶中繼線端子;32為繼電器(10)驅動端;33為繼電器(25)驅動端;34為繼電器(28)驅動端;35為計算機接口片8255(36)的輸出端子;36為計算機接口片8255;37為計算機接口片8155;38為計算機中央處理器8085;39，40，41接口片8255(36)輸出端子;42，43，44為反相驅動器7406(45)的端出端;45為反相驅動器7406;46，47為程控集線式小交換機接口設備(3)的發號端子;48為接口設備(3)的發號繼電器接點;49為接口設備(3)發號繼電器;50為反相驅動器輸出端;51為反相驅動器的輸入端;52為接口設備(3)中繼線監視輸入端;53為光電耦合器件;54為限流電阻;55為射極輸入器負載電阻;56為接口片8155(3)輸入端;57，58為環路載波分機(5)至程控集線小交換機主機(6)通話回路連接端子;59為鈴流耦合電容;60為二極管整流橋堆;61，62為分壓電阻;63為光電耦合器件;64為集電極負載電阻;65為光電耦合電路輸出端;66為主機部分(6)的接口片8155;67，68為接口電路(66)的輸出端;69，70為繼電器驅動反相器7406;71，72為繼電器驅動端子;73，74為繼電器;75為繼電器接點;76為電容器;77，78為分壓電阻;79，80為運算放大器LM324;81，82，83，84為振蕩器電阻;85為耦合電容;86為耦合變壓器;87為模擬摘機電阻;88為程控集線式小交換機(6)的中繼線通話監視端;89為限流電阻;90為光電耦合器件;91為光電耦合器三極管負載電阻;92為接口片8155(66)輸入端;93為24伏電極正極端子;94為限流電阻;95為濾波電容;96，97為有源濾波器復合三極管;98為偏置電阻;99為忙音變壓器;100為電容器;101為用戶啟動端子;102為忙音耦合電容;103，104，105，106為運算放大器LM324;107為計算機接口電路8255;108為8255(107)信號源控制輸出端口;109為限流電阻;110為門控三極管;111，112為分壓電阻;113，114為運算放大器LM324;115為耦合電阻;116為耦合電容;117為偏置電阻;118為去耦電容;119為限流電阻;120為有源濾波器三極管;121為繩路輸出端子;122為接口電路8255(107)的輸出端子;123為驅動反相器7406;124為驅動反相器(123)的輸出端;125為驅動反相器7406;126，127為驅動反相器(125)的輸出端;128，129為繼電器;130為繼電器接點;131為鈴流發生器變量器;132為繼電器接點;133為鈴流發出器輸出阻流電阻;134，135為鈴流發生器三極管;136為電容;137為電阻;138，139為二極管;140，141為偏流電阻;142為濾波電容(2200μ);143為電阻;144為濾波電容;145為接口電路8155的輸出端;146為反相驅動器7406的輸出端;147為控制繼電器;148為控制繼電器(14)接點;149，150為鈴流發生器輸出端子;151，152為鈴流輸入端子;153，154為中繼線接口端子;155為用戶啟動輸入端;156為繩路接口端;157，158為用戶(7)外線輸入端;159，160為分壓電阻;161為三極管;162為集電極電阻;163為用戶掃描輸出端;164，165，166，167，169為繼電器接點;168為限流電阻;170，171，172為繼電器接點;173為接口電路8255(107)輸入端子;174，175為中繼線接口端子;176為忙音源耦合電容。
實施例本設計方案可實現地區用戶呼叫小站用戶，小站用戶呼叫地區用戶，通話完畢自動復原，和一般電話一樣，遇線路全忙時可發出忙音，茲借助如下地區用戶(1)呼叫小站用戶(7);當地區用戶(1)拿起送受話器撥沿線小站用戶(7)時，經地區交換機(2)向接口設備(3)向小站用戶(7)振鈴;鈴流從端子(8)輸入經繼電器(10)的接點(11)通過鈴流耦合電容(12)、二極管整流堆(13)、濾波電容(14)和電阻(15)(16)、二極管整流堆(13)、繼電器(10)的靜接點(23)、端子(9)返回交換機。整流后的直流電壓經電阻(15)(16)分壓，加到光電耦合器件(17)的輸入端，使(17)的晶體三極管導通，經電阻(18)分壓，集電極輸出由“1”變“0”(由+5V變為0V)，由電阻(19)，二極管(21)，電容(20)組成的延時電路輸出，使輸出端(22)的電平由“1”變“0”(由+5V變為0V)，該信號至端子(35)，給計算機接口片8255(36)輸入端一負跳變信號，計算機中央處理器8085(38)查詢到該信號后，控制計算機執行呼入處理程序，該程序將查找到一條空閑的中繼器，并驅動相應的繼電器動作。該繼電器的動作過程是由接口片8255(36)輸出端(39)(40)輸出高電平信號，經集電極開路高壓反相器7406(45)的反相在端子(42)(43)輸出“0”電平，因而驅動繼電器(10)(25)動作接點(11)(23)(24)(26)閉合，端子(8)經繼電器(10)的動合接點(11)、繼電器(25)的動合接點(26)、端子(31)、端子(9)、繼電器的動合接點(23)、繼電器(25)的動合接點(24)、端子(30)。這樣地區交換機的鈴流經端子(8)、(9)，加到端子(30)(31)的二端，再經端子(30)(31)送至環路端機(4)的配合盤，起動環路載波機工作，并經環路載波分機(5)的配合盤向程控集線式小交換機的主機(6)的中繼線送25Hz交流信號。
環路載波分機(5)向主機端口(57、58)送25Hz信號經電容(59)、二極管整流橋堆(60)、電阻(61)(62)經二極管整流橋堆返回環路分機，這樣經整流后在電阻(62)上產生一直流電壓驅動光電耦合器件(63)動作，與電阻(64)分壓在輸出端(65)由“1”變“0”并輸入計算機接口集成片8155(66)，當CPU查詢到這負跳變信號后，計算機執行呼入處理程序，8155(66)輸出端(67)變“1”，經驅動器(69)輸出使(71)端為“0”，繼電器(73)吸起，其接點(75)閉合，電阻(87)經接點(75)并接在端子(57)(58)，這樣就模擬摘機使環路載波分機(5)停送鈴流，并向環路端機送應答信號，此時由電阻(77)(78)(82)(83)(84)和運算放大器(79)(82)組成的400Hz信號，經電容(85)、變壓器(86)、電容器(76)、繼電器接點(132)靜合。并在電阻(87)二端邊，即端子(57)(58)二端，所以該400Hz信號經環路分機、環路端機和接口設備向地區交換機用戶送程控集線式小站交換機主機(6)的占用應答信號。當電阻(87)并接在端子(57)(58)時環路分機(5)向環路端機(4)回送應答信號，當環路端機確認后便向接口設備(3)的端子(52)送直流電流經光電耦合器件(53)和電阻(54)接地使光電耦管動作，通過與電阻(55)分壓后，8155輸入端(56)的電平由“0”變“1”，CPU(38)讀出該讀入信號后執行發號程序。8155輸出口(51)經驅動器輸出端(50)驅動繼電器(49)隨程序要求動作，繼電器(49)的接點(48)動作，并控制環路端機的發送信號斷續。并傳至環路載波分機。環路分機收到此斷續信號后送出一斷續的直流電流經端子(88)、電阻(89)驅動光電耦合器件(90)，經電阻(91)分壓，送入計算機接口電路8155(66)的輸入端(92)，在CPU(66)控制下讀出該斷續信號，并執行被叫程序。經輸出電路8255(107)的輸出端(122)驅動繼電器(128)，隨程序指定動作(動1秒斷4秒)，同時經8255(107)輸出端(145)和反相驅動器7406(125)的輸出端(146)，驅動繼電器(147)動作，該繼電器的接點(148)閉合，使由晶體管(134)(135)、二極管(138)(139)、電阻(137)(140)(141)(143)(145)、電容(144)(142)(136)、變壓器(131)組成的鈴流發生器振蕩，經變壓器(131)的次級繞組(133)、端子(149)(150)輸出，該端子與端子(151)(152)復聯，鈴流經(151)端子、繼電器靜接點(170)、靜接點(166)＜這時繼電器(128)在圖4中＞隨鈴流信號動作，所以其接點(164)(163)也隨之動作，所以鈴流經(164)、用戶(7)的外線端子(157)經用戶(7)話機，返回外線端子(158)、繼電器(128)的動接點(165)、繼電器靜接點(169)、靜接點(172)、回到端子(152)，最后使用戶(7)話機振鈴。
用戶(7)鈴響摘下話機后，繼電器(128)釋放，接(164)(165)不動作，此時24V電源經端子(155)、繼電器靜接點(171)、靜接點(167)、電阻(168)、繼電器(128)的靜接點(165)＜已釋放＞、用戶(7)外線端(158)、用戶(7)話機及其外線端子(157)、繼電器(128)的靜接點(164)、電阻(159)、電阻(160)至地。這樣在電阻(160)上產生壓降使晶體管導通。集電極的輸出端(163)由“1”變“0”，此信號送到端子(173)，由計算機接口電路8255(107)讀入，計算機確認用戶摘下送受話器、執行用戶接續程序，經接口電路8255(107)的輸出端(122)(124)、反相驅動器(123)(125)，使繼電器(128)(129)動作。
用戶(7)電話機經端子(157)(158)、經繼電器(128)的動接點(164)(165)、繼電器(129)的動接點(166)(169)、到端子(153)(154)，與(174)(175)二端子并聯，所以經(174)(175)二端子和環路分機配合盤端(57)(58)聯接，這樣就使用戶(7)與地區交換機用戶(1)溝通通話回路。
在執行用戶接續程序的同時，接口片8155(66)的輸出端子(67)(68)電平變“0”，經反相驅動器(69)(70)使繼電器(73)(74)釋放經接點(77)(76)和接點(75)(75)，使400振蕩器停振，并且取消模擬摘機電阻(87)并入，降低傳輸衰耗。環路分機在用戶(7)應答后(拿下送受話器后)，經端子(88)、電阻(89)，經光電耦合器(90)，一直流電流作監視通話用。經光電耦合管輸出使(91)端為“1”，經8155(66)的端子(92)送入計算機，CPU根據該信號來判斷用戶是否掛機復原。
通話完畢掛機復原過程是通話完畢用戶(7)掛機使環路分機的監視電路復原，端子(88)的直流電流被切斷，光電耦合器件(90)截止，電阻(91)的電平由“1”變“0”，經8155(66)、端子(92)讀入計算機，使計算機執行復原程序，取消接口片8255(107)的端子(122)(124)驅動信號、經驅動片(123)(125)使繼電器(128)(129)復原、切斷環路分機與用戶(7)的通話回路，使主機全部復原。
環路分機(5)復原后，取消送往環路端機的應答信號，環路端機(4)復原、環路端機配合盤的監視信號消失，端子(52)和光電耦合器件(53)，電阻(54)中電流被切斷，光電耦合器件輸出端由“1”變“0”經8155(37)的端子(56)讀入程序，使計算機執行復原程序，繼電器(10)(25)復原。地區交換機與環路端機的通話回路切斷，地區交換機復原，接口設備復原。
用戶(7)呼叫地區用戶1的過程是用戶(7)摘機后，24V經端子(155)、繼電器接點(71)的靜合接點、繼電器接點(167)的靜合接點、電阻(168)、繼電器接點(165)的靜接點、用戶(7)外線端(158)、用戶(7)的話機、用戶(7)外線端(157)、繼電器接點(164)的靜合接點、電阻(159)(160)到地。使三極管導通、集電極輸出端由“1”變“0”，端子(163)與端子(173)復聯，向計算機接口電路8255(107)輸入端提供一個由“1”變“0”的信號，由程序讀入，使計算機執行用戶撥號音接續程序，當二條繩路有一條空間時，就將其接通并向用戶(7)發送撥號音。其執行步驟如下;程序使8255(107)的輸出端(24)變“1”經反相驅動器(125)輸出端(127)變“0”，繼電器(129)動作，同時8255(107)的輸出端(108)變“1”經電阻(109)驅動三極管(110)導通，使由運算放大器(113)(114)和電阻電容組成的400Hz撥號音振蕩器起振并經電阻(115)、電容(116)，耦合到端子(121)。此時24V經由電阻(119)、三極管(120)、電阻(107)和電容(118)組成的有源濾波器也經端子(121)到的端子(152)。由于繼電器(129)已動作，所以經繼電器接點(167)的動接點、電阻(168)、繼電器(128)的靜接點(165)、用戶(7)外線端(158)、用戶(7)話機、用戶(7)外線端(157)、電阻(159)(160)到地。溝通通話饋電電路并向用戶(7)發送撥號信號。
聽到撥號音用戶(7)撥“9”，上述通路的電流隨號盤轉動被切斷9次，三極管(161)的輸出端(163)電平由“0”變“1”9次，這樣經圖中8255(107)的輸入端(173)讀入計算機。計算機確認用戶(7)撥“9”后執行，用戶呼出中繼線接續程序。根據二條中繼線忙間程度選擇其中空間的一條，程序經8255(107)向輸出端(122)(124)送“1”經反向驅動器(123)(125)使繼電器(128)(129)動作，繼電器(129)的接點(164)(165)吸動，繼電器(129)的接點(166)(169)(167)吸動，用戶(7)話機經外線端(157)(158)、繼電器接點(164)(165)的動接點，繼電器接點(166)(169)的動接點到端子(153)(154)二端，該二端子與端子(174)(175)并聯，經端子(174)(175)與端子(57)(58)接通，也就是把用戶(7)話機接在環路分機輸入端，起動環路載波分機(5)動作，環路分機向環路端機(4)發出占用信號，環路端機(4)應答后向環路分機(5)發送應答信號，起動環路分機通話，監視電路向主機(6)發送直流電流，經端子(88)、電阻(89)使光電耦合器件(90)動作，電阻(91)的電平由“0”變“1”、經計算機接口片8155(66)輸入端(92)讀入，程序保持用戶(7)到環路分機的通話電路。
當環路端機應答后在向分機送應答信號的同時，環路端機(4)向接口設備(3)送呼出占用信號向端子(52)發送一直流電流經光電耦合器件(53)，電阻(54)至地，使光電耦合管工作，電阻(55)的電平由“0”變“1”經計算機接口片8155(37)讀入，使計算機執行呼出處理程序，經驅動電路輸出，繼電器(10)(25)動作，接點(24)(25)(23)(11)吸合，這樣環路端機的用戶線經端子(30)(31)經過繼電器接點(27)(29)的靜合接點、繼電器(25)的動接點(24)(26)、繼電器(10)的動合接點(11)(23)、端子(8)、(9)與地區交換機溝通(模擬摘機)撥號經接口設備(3)、環路端機(4)、環路分機(5)、主機(6)、送到用戶(7)。聽見二次撥號音后繼續撥號經環路分機與端機的傳送向地區交換機送斷續信號，用戶(1)振鈴摘機后，用戶(1)與用戶(7)通話，通話完畢復原過程同上述。
忙音信號源硬件電路當用戶(7)摘機遇到二條繩路全忙時，由硬件電路組成的忙音發生器送忙音，具體步驟是用戶摘機遇到二條繩路全忙時所有繼電器不動作，24V直流經由電阻(94)電容(95)三極管(96)(97)，電阻(98)組成的有源濾波器、忙音變量器(99)、端子(101)、再經端子(155)、繼電器接點(171)的靜合接點、繼電器接點(167)的靜合接點、電阻(168)、繼電器接點(165)的靜合接點、外線端(158)、用戶(7)、外線端子(157)、繼電器接點(164)的靜合接點、電阻(159)(160)到地、三極管(160)導通，由運算放大器(103)(104)(105)(106)和電阻電容組成的忙音振蕩器，經電阻(102)、電容(176)、變量器(99)耦合到端子(101)，這樣用戶(7)就能聽到忙音信號。
權利要求
1.一種沿交通線的基層公務通信自動化方案，特別適用于鐵路基層公務通信自動化。具體辦法是采用環路載波解決車站和地區自動交換機間的中繼線，該環路載波可用架空明線、架空鐵線，用該中繼線轉發脈沖進行自動撥號呼叫，其特征在于該方案將沿線小站用戶當作地區交換機的遠程用戶，由地區交換機、程控集線式小交換機接口設備、環路載波端機、環路載波分機、程控集線式小交換機至用戶組成。
2.根據權利要求
1所述的鐵路基層公務通信自動化方案，其特征在于程控集線式小交換機接口設備，將地區交換機同環路載波機接續起來，(也可與實回線配合實現基層公務通信自動化)是由用戶電路鈴流識別電路、驅動器、接線器、出入中繼器、只讀存貯器、隨機儲存器、定時器計數器、接口電路構成，通過微機進行處理。
3.根據權利要求
1所述的鐵路基層通信自動化方案，其特征在于程控集線式小交換機主要是由用戶電路、信號源、接線器繩路、驅動器及出入中繼器組成，并由只讀存儲器、隨機存貯器、定時器計數器、接口電路組成。通過微機進行處理。
專利摘要
一種實用于鐵路基層公務電話通信自動化。其發明特征在于將沿線小站用戶當作地區交換機的遠程用戶由地區交換機、程控集線式小交換機接口設備，環路載波端機、環路載波分機、程控集線式小交換機主機至用戶構成本方案，其具體辦法是用環路載波機(或實回線)連接程控集線式小交換機至用戶在現有傳輸條件下不但實現基層電話自動化，而且便于實現長途自動電話。
文檔編號H04M7/14GK87104413SQ87104413
公開日1988年1月13日 申請日期1987年6月29日
發明者孟繁先, 劉及鶴, 鄒德華, 降銳明 申請人:資中鐵路通信工廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan