專利名稱：一種多路接入設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電信領域的接入設備，具體涉及一種用于接入固定電話網絡和移動通信網絡的多用戶多路接入設備。
背景技術：
目前，多路接入型無線公話普遍是多個單路接入型無線公話的簡單累加，即將多個單路接入型無線公話電路板通過插槽的形式整合在一起，各個單路接入型無線公話電路相互獨立，而在每個單路接入型無線公話電路中用戶接口電路與中繼線電路直接相連，因此這種設備實現的功能與單路接入型無線公話相同，可接入用戶的數量與中繼線路一致，且不具有交換功能。如果一個接入設備下帶的用戶之間需要通話時，也要占用無線信道資源，對本身就緊張的無線資源造成不必要的浪費。如果無線信道出現故障時，這種設備就不能正常工作而且用戶之間也無法通話。
另外，現有的固定電話網語音小交換機只具備PSTN有線中繼線路，實現方式也是通過交換電路控制用戶接口與中繼線路之間的通斷，但是這種設備沒有無線中繼線路，無法利用移動通信網絡的資源，在有線通信難以延伸地區的企業以及通信熱點地區，這樣的小交換機就不能發揮其優勢。另外，這種小交換機雖然具備交換功能，能夠有效利用有線信道資源，但是，如果有線信道出現故障，則該設備將無法正常使用。
發明內容
針對現有技術的缺陷和不足，本實用新型的目的在于提供了一種利用PSTN(公共交換電話網)的多個有線信道和移動通信系統的多個無線信道作為中繼線路，實現多個內部用戶電話接入PSTN或移動通信系統網絡，同時內部的用戶電話之間具有交換功能的多路接入設備。該多路接入設備具有接入靈活、經濟適用的特點。
實現上述發明目的的技術解決方案是該多路接入設備由系統控制部分、交換矩陣部分、內線接口部分、外線接口部分、DTMF收發器模塊、話務員模塊和音頻發生器組成。
系統控制部分完成對語音、交換及其他功能的控制。
交換矩陣部分完成多路內線、多路外線、DTMF收發器模塊、話務員模塊、音發生器間的全電路交換。
內線接口處理部分處理多路內線電話接口，完成用戶話機摘機檢測、用戶線路饋電、振鈴產生。
外線接口處理部分包括多個無線外線接口電路和多個有線外線接口電路，完成摘機、振鈴檢測與指示、掛斷音檢測。
DTMF收發器模塊完成DTMF信號的收發。
話務員模塊完成話務員音的存儲、錄制、播放，在系統控制部分的控制下完成話務員音的錄制與播放。
音頻發生器完成撥號音與忙音的產生。
所述系統控制部分分別與交換矩陣部分、內線接口處理部分、外線接口處理部分、DTMF收發器模塊、話務員模塊以及音頻發生器連接。
所述交換矩陣部分分別與內線接口處理部分、外線接口處理部分、DTMF收發器模塊、話務員模塊以及音頻發生器連接。
所述系統控制部分主要包括主控CPU和外圍電路。
所述外圍電路包括譯碼邏輯電路、I/O端口電路、總線緩存與驅動電路。
所述主控CPU通過總線及I/O端口與其他外圍設備連接，完成對交換矩陣部分、話務員模塊、DTMF收發器模塊、內線接口處理部分以及存儲器的控制。
所述主控CPU電路采用P89C669芯片。
所述交換矩陣部分利用兩個MT8816電路構成16*16模擬開關交換網絡。
所述無線外線接口電路與CPU之間的通過串行接口通信。
如上所述，本實用新型利用多個有線通道和多個無線通道完成信號的接入，從而實現了無線與有線的一體化應用，適用于中小型企業、通信熱點地區。同時由于該設備具有交換矩陣電路，內線用戶電話之間通話時不占用有線信道和無線信道，從而提高了有線信道和無線通道的利用率。
圖1是本實用新型系統框圖；圖2是主控CPU控制連接圖；圖3是主控CPU電路圖；圖4是無線外線接口電路圖；圖5是DTMF電路圖；圖6是模擬交換矩陣電路圖。
具體實施方式
為了進一步理解本實用新型，
以下結合附圖對本實用新型的詳細技術內容作進一步的詳細說明。
本實施例是一個有線信道和2個無線信道作為中繼線路，實現8個用戶電話接入PSTN和GSM網絡，同時8部內部電話間具有交換功能的多路接入設備。
如圖1所示，本實用新型以模塊為主構成，圖中所示模塊完成以下功能系統控制部分完成對語音、交換及其他功能的控制。主要電路為主控CPU電路，采用P89C669芯片。內線接口處理部分完成用戶話機摘機檢測、用戶線路饋電、振鈴產生。可處理8路內線接口，其核心為8路SLIC電路。外線接口處理部分完成摘機、振鈴檢測與指示、掛斷音檢測，包括2個無線外線模塊與1個有線外線模塊。無線外線模塊的核心為GSM模塊，有線外線模塊為用戶接口電路。交換矩陣部分完成8路內線、3路外線、DTMF電路、話務員模塊、音發生器間的全電路交換功能，利用兩個MT8816電路擴展為16*16模擬開關交換網絡。DTMF收發器完成DTMF信號的收發功能。話務員電路完成話務員音的存儲、錄制、播放，連接至交換矩陣，在系統控制部分的控制下完成話務員音的錄制與播放。音頻發生器完成撥號音與忙音的產生，連接至交換矩陣。
具體的呼叫過程如下1、內部呼叫(內部用戶A呼叫內部用戶B)用戶A摘機，對應的SLIC接口電路檢測到該摘機信號，主控CPU分析該摘機信號，將用戶A線路通過交換矩陣與音頻發生器電路、DTMF接收器相連，用戶A聽到撥號音，用戶A開始撥打所要呼叫用戶B的電話號碼；DTMF部分接收到撥號同時將撥號音通過模擬交換矩陣切斷，如果用戶B忙，則給用戶A送忙音，用戶A掛機，釋放與用戶A有關的所有資源。
如果用戶B空閑，通過控制交換矩陣為用戶B分配一個DTMF接收器電路，控制SLIC電路產生振鈴、并在振鈴間歇通過DTMF接收器電路給用戶B送來電號碼，同時控制交換矩陣為用戶A送回鈴音，用戶電話B振鈴。如果用戶B摘機，SLIC電路檢測到摘機，釋放DTMF與音信號資源，控制交換矩陣將用戶A與用戶B的線路連接，用戶A與B開始通話。通話結束，用戶A掛機，SLIC電路檢測到掛機信號，釋放與用戶A有關的所有資源，將用戶B的線路交換至忙音發生器。用戶B掛機，SLIC電路檢測到掛機信號，釋放與用戶A有關的所有資源。
如果用戶B在1分鐘時間內沒有摘機，則給用戶A送忙音，釋放與用戶B有關的所有資源，用戶A掛機，釋放與用戶A有關的所有資源。
2、內線利用無線信道呼叫外線(內部用戶A呼叫外線用戶C)用戶A摘機，對應的SLIC接口電路檢測到該摘機信號，主控CPU分析該摘機信號，將用戶A線路通過模擬交換矩陣與音頻發生器電路、DTMF接收器相連，用戶A聽到撥號音，用戶撥“9”表示要撥打外線。如果該用戶為無外線權限的用戶，系統提示忙音，用戶A掛機，SLIC電路檢測到掛機信息，釋放與用戶A有關的所有資源。
如果該用戶為有外線權限的用戶，用戶A開始撥打所要呼叫外線用戶C的電話號碼，DTMF部分接收到撥號同時將撥號音通過模擬交換矩陣切斷，通過空閑的無線模塊將呼叫的電話打出，同時將用戶A與無線模塊的線路通過交換矩陣相連。如果撥打的外線用戶C電話忙，用戶A掛機，釋放與用戶A有關的所有資源。
如果所呼叫的電話C摘機，用戶A與所撥打的用戶C開始通話。通話結束，用戶A掛機，SLIC電路檢測到掛機信號，釋放與用戶A有關的所有資源，給無線模塊發送已掛機信號。
如果所撥打的用戶C掛機，用戶A將用戶C的線路交換至忙音發生器，用戶C掛機，SLIC電路檢測到掛機信號，釋放與用戶A有關的所有資源。
3、內線利用有線信道呼叫外線(內部用戶A呼叫外線用戶D)用戶A摘機，對應的SLIC接口電路檢測到該摘機信號，主控CPU分析該摘機信號，將用戶A線路通過模擬交換矩陣與音頻發生器電路、DTMF接收器相連，用戶A聽到撥號音，用戶撥“9”表示要撥打外線，系統提示忙音，用戶A掛機，SLIC電路檢測到掛機信息，釋放與用戶A有關的所有資源。
如果該用戶為有外線權限的用戶，用戶A開始撥打所要呼叫有線外線的電話號碼，DTMF部分接收到撥號同時將撥號音通過模擬交換矩陣切斷，將有線外線電路與某個DTMF發送器相連，控制有線外線電路摘機，通過DTMF將呼叫的電話打出。如果撥打的電話忙，用戶A掛機，釋放與用戶A有關的所有資源。
如果所呼叫的電話D摘機，用戶A與所撥打的用戶D開始通話。通話結束，用戶A掛機，SLIC電路檢測到掛機信號，釋放與用戶A有關的所有資源，控制有線外線電路掛機。
4、外線利用無線信道呼入外部用戶通過無線模塊打入電話，無線模塊將該呼叫通知系統，將該無線模塊與話務員模塊、DTMF接收器連接，外部用戶聽到話務員音，外部用戶撥打內線電話E的號碼，DTMF接收該號碼，系統分析該號碼，控制用戶E與某路DTMF發送器連接，控制用戶E的SLIC電路進行振鈴與送來電顯示號碼，用戶E振鈴。
用戶E摘機，對應的SLIC接口電路檢測到該摘機信號，CPU分析該摘機信號，將用戶E線路通過模擬交換矩陣與外線連接同時斷開原來無線模塊與話務員模塊和DTMF接收器的連接，用戶E與外線用戶開始通話。通話結束，用戶E掛機，SLIC電路檢測到掛機信號，釋放與用戶E有關的所有資源并給無線模塊發出已掛機信號。
如果外線用戶掛機，無線模塊得到掛機信號，系統釋放無線模塊與用戶E有關的所有資源。
5、外線利用有線信道呼入外部用戶通過有線模塊打入電話，有線外線模塊產生振鈴指示信號將該呼叫通知系統，將該有線模塊與話務員模塊、DTMF接收器連接，控制有線外線電路摘機，外部用戶聽到話務員音，外部用戶撥打內線電話F的號碼，DTMF接收該號碼，系統分析該號碼，控制用戶F與某路DTMF發送器連接，控制用戶F的SLIC電路進行振鈴與送來電顯示號碼，用戶F振鈴。
用戶F摘機，對應的SLIC接口電路檢測到該摘機信號，CPU分析該摘機信號，將用戶F線路通過模擬交換矩陣與外線連接同時斷開原來有線外線模塊與話務員和DTMF接收器的連接，用戶F與外線用戶開始通話。通話結束，用戶F掛機，SLIC電路A檢測到掛機信號，釋放與用戶F有關的所有資源，控制有線外線電路掛機。
在圖2所示的主控CPU控制連接圖中，P89C669為主控CPU，MT8816為交換矩陣電路，STLC3055為內線接口電路，MT8888為DTMF收發器。
P89C669的P2.2～2.7通過74HC138產生片選信號，用于選擇74HC373、74HC245、MT8816和MT8888。
內線接口電路采用8個STLC3055來實現，不同的工作模式由P89C669數據總線經74HC373來控制，同時STLC3055將摘掛機信號通過74HC245送給主控CPU(P89C669)。當鎖存器74HC373的LE管腳為高電平時，鎖存器的輸入和輸出透明，數據經鎖存后向8個SLIC3055寫入4位數據，用于控制SLIC3055的工作模式。當鎖存器74HC373的LE管腳為低電平時，輸出不再隨輸入變化。當STLC3055檢測到摘掛機信號時，該信號通過74HC245送給P89C669。
MT8888的數據線連接到P89C669的數據總線上，以實現數據的接收、發送功能的控制。P89C669通過74HC138產生的片選信號確定選擇哪個MT8888。P89C669通過P3.7、P3.6和P2.0控制MT8888選擇哪個內部寄存器。
74HC138提供交換矩陣芯片的片選信號，選擇相應的MT8816。MT8816是8*16模擬開關陣列，內含7-128線地址譯碼器、控制鎖存器及8*16交叉點開關陣列。交換矩陣MT8816的數據線直接連至CPU的數據總線上，由數據總線直接控制不同矩陣點的通斷。在本系統中，利用兩個MT8816電路擴展為16*16模擬開關交換網絡。
24WC64為EEPROM，用于存儲斷電情況下仍需要保存的數據，采用I2C總線結構，P89C669通過SCL時鐘信號線和SDA數據信號線驅動24WC64進行數據的讀寫。24WC64主要保存IP號、號段等數據。
POTS電路部分的有線振鈴和來電顯示芯片采用MC145447DW，來電號碼采用FSK制式。RDET用于指示有線振鈴信號傳送給P89C669，DOUTC用于將來電顯示信號傳送給P89C669。
ISD4002為話務員芯片，可實現語音的分段錄放，采用SPI串行協議方式工作，由CPU直接控制。SCLK為時鐘信號，MOSI為數據信號，P89C669通過控制SCLK和MOSI信號向ISD4002發送相應的錄音和播放指令，同時ISD4002通過RAC管腳將錄音/播放的當前實時地址傳送給P89C669。
兩個無線模塊與CPU之間的通信通過兩個串行接口完成。
圖3為主控CPU電路，該電路是硬件控制的核心和軟件運行的平臺，其中U1為增強型51單片機，實現邏輯譯碼、I/O端口、總線緩存與驅動等，它連接至各個功能模塊，完成對整個系統的語音、交換及其他功能的控制。
圖4為無線外線接口電路，U27為GSM/GPRS模塊，其串行接口與CPU進行AT命令交換，音頻接口與內線電話進行語音通話。系統有2個相同的無線模塊，實現2路無線外線接入。
圖5為DTMF電路，圖中U24為DTMF收發器芯片，其接口分別連接CPU和交換矩陣電路。系統有3路DTMF電路，分別實現DTMF信號的解碼和編碼，方便實現無線外線和內線電話的主叫號碼顯示、內線電話的呼入呼出和用戶的個性化設置。
圖6為模擬交換矩陣電路，在該電路中，U22、U23為交換矩陣芯片，交換矩陣芯片為8*16模擬開關陣列，2片交換矩陣芯片組成16*16模擬交換網絡，其控制信號連接到主控模塊電路，交換矩陣點連接到8路內線電話、3路外線端口(2路無線+1路有線)、3路DTMF電路、450Hz信號音和話務員電路等，通過主控模塊的控制實現系統的各種交換功能。每個交換矩陣芯片包括7-128線地址譯碼器、控制鎖存器和8*16交叉點開關陣列，是目前集成開關規模較大的電路。其工作原理為利用行地址AXO、AX1、AX2、AX3以二進碼形式選擇開關陣列的行線(XO-X15)，而利用列地址AYO、AY1、AY2選擇陣列的列線、數據輸入DATA及片選CS1和CS2選擇節點通斷，STB的有效使地址碼與數據得以控制相應開關的通斷。
權利要求1.一種多路接入設備，其特征在于，由系統控制部分、交換矩陣部分、內線接口部分、外線接口部分、DTMF收發器模塊、話務員模塊和音頻發生器組成；所述系統控制部分完成對語音、交換及其他功能的控制；所述交換矩陣部分完成多路內線、多路外線、DTMF收發器模塊、話務員模塊、音發生器間的全電路交換；所述內線接口處理部分處理多路內線電話接口，完成用戶話機摘機檢測、用戶線路饋電、振鈴產生；所述外線接口處理部分包括多個無線外線接口電路和多個有線外線接口電路，完成摘機、振鈴檢測與指示、掛斷音檢測；所述DTMF收發器模塊完成DTMF信號的收發；所述話務員模塊完成話務員音的存儲、錄制、播放，在系統控制部分的控制下完成話務員音的錄制與播放；所述音頻發生器完成撥號音與忙音的產生；所述系統控制部分分別與交換矩陣部分、內線接口處理部分、外線接口處理部分、DTMF收發器模塊、話務員模塊以及音頻發生器連接；所述交換矩陣部分分別與內線接口處理部分、外線接口處理部分、DTMF收發器模塊、話務員模塊以及音頻發生器連接。
2.根據權利要求1所述的多路接入設備，其特征在于，所述系統控制部分主要包括主控CPU和外圍電路。
3.根據權利要求2所述的多路接入設備，其特征在于，所述外圍電路包括譯碼邏輯電路、I/O端口電路、總線緩存與驅動電路。
4.根據權利要求2所述的多路接入設備，其特征在于，所述主控CPU通過總線及I/O端口與其他外圍設備連接，完成對交換矩陣部分、話務員模塊、DTMF收發器模塊、內線接口處理部分以及存儲器的控制，通過串行接口與無線外線接口電路通信。
5.根據權利要求2所述的多路接入設備，其特征在于，所述主控CPU電路采用P89C669芯片。
6.根據權利要求1所述的多路接入設備，其特征在于，所述交換矩陣部分利用兩個MT8816電路構成16*16模擬開關交換網絡。
專利摘要本實用新型公開了一種多路接入設備，該電路包括系統控制部分完成對語音、交換及其他功能的控制；交換矩陣部分完成多路內線、多路外線、DTMF收發器模塊、話務員模塊、音發生器間的全電路交換；內線接口處理部分完成用戶話機摘機檢測、用戶線路饋電、振鈴產生；外線接口處理部分包括多個無線外線和多個有線外線接口電路，完成摘機、振鈴檢測與指示、掛斷音檢測；系統控制部分和交換矩陣部分分別與內線接口處理部分、外線接口處理部分、DTMF收發器模塊、話務員模塊以及音頻發生器連接。本實用新型實現了多個有線通道和多個無線通道完成信號的接入，同時內部用戶電話之間具有交換功能。
文檔編號H04M3/00GK2862539SQ20052010590
公開日2007年1月24日 申請日期2005年12月15日 優先權日2005年12月15日
發明者趙華, 王愛, 張婧, 蘇振華 申請人:西安大唐電信有限公司