[发明专利]基于物联网技术的矿用无线网络通讯系统

说明书

本发明为一种基于物联网技术的矿用无线网络通讯系统，包括应用层、传输层以及感知层，所述应用层包括与网络中心交换机相连接的语音服务器、定位服务器、视频监控管理服务器、煤矿安全生产调度服务器、应急指挥服务器；所述传输层包括与所述网络中心交换机相连接的无线网络交换系统；所述感知层包括配置在井下或地面上的多个智能终端，其与所述传输层中的无线网络交换系统无线互连。本发明实现了对人员的实时精确定位、双向移动通信、视频监控；遇到突发状况时，可紧急预警、快速恢复通信、进行生命探测、搜救遇险矿工人员；同时也省去了电缆、光纤等线材，节材节能，减少了安全隐患。

技术领域

本发明涉及应用物联网技术及矿用无线通讯系统设备，属无线网络通讯技术领域。

背景技术

煤炭在能源应用的比例中高达60％以上，是我国的主要能源和重要的战略物资，具有不可替代性，在国民经济建设中发挥着十分重要的作用。

目前煤矿井下采用的通讯主要是以线缆连接的固定电话和小灵通蜂窝通信系统。小灵通的通讯网络的组成，是以地面上的交换服务器通过线缆与井下的网络通讯基站连接，井下的网络通讯基站之间是以线缆或光纤连接组成的有线环路网络，只是在有线环路网络上的通讯基站与小灵通之间的网络连接是无线的。

存在的问题：1)由于是有线环路网络，没有完全摆脱有线的束缚，致使有线环网无法到达相关区域存在通讯死角；2)在定位功能上，是利用单一话音通信基站接收目标信号的归属来判定移动目标的位置，其结果造成定位目标误差大，方位不清晰；3)因受有线环网的制约，无法做到随时部署视频监控系统；4)事故后，有线环网无法快速恢复用于应急救援通讯；5)该系统扩展功能弱，且整体系统成本较高。因此，由于煤矿井下环境较恶劣复杂,有线通信网络经常受到诸如塌方,及发生事故时线缆被损坏折断，造成通讯网络瘫患失效等问题的困扰。由于地面上缺乏井下的可靠信息，致使决策指挥抢险效率低，搜救难度大，甚至延误了黄金救援时间，给国家财产和矿工生命安全造成了巨大的损失。

至今，国内矿井在遇险人员定位、救灾通信技术和装备方面，其精度、反应速度和有效作用距离等，尚不能满足应急救援的要求。保障矿井日常状态及灾变条件下的有效通讯，已成为目前解决矿山安全生产信息化管理监控和应急救援问题中的一个重要环节。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于物联网技术的矿用无线网络通讯系统，以解决现有矿井有线通讯技术中所存在的存在通讯死角、定位误差大、无法随时部署视频监控系统及各类无线传感器、发生事故后无法快速恢复用于应急救援通讯以及扩展功能弱且系统成本较高的不足。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于物联网技术的矿用无线网络通讯平台，其特征在于，所述无线网络通讯平台包括应用层、传输层、感知层，其中：

所述应用层包括：语音服务器、定位服务器、视频监控管理服务器、煤矿安全生产调度服务器、应急指挥服务器、网络中心交换机系统以及IP电话系统；所述语音服务器、定位服务器、视频监控管理服务器、煤矿安全生产调度服务器、应急指挥服务器以及IP电话系统分别通过网线与所述网络中心交换机系统相连接，所述应用层的各个服务器之间通过所述网络中心交换机系统实现数据信息的交互；

所述传输层包括无线网络交换系统，所述无线网络交换系统通过网线被接入到由所述网络中心交换机系统所组成的局域网中，该无线网络交换系统包括井下无线网络交换系统以及地面无线网络交换系统，其是由分别安装在地面上和井下的多个无线MESH矿用通讯基站组成的，用于实现所述应用层与所述感知层之间的数据信息的无线交换；所述井下无线网络交换系统及地面无线网络交换系统分别与所述应用层中的网络中心交换机系统相连接；

所述感知层包括分别配置在井下或地面上的多个智能终端，所述传输层中的井下无线网络交换系统以及所述地面无线网络交换系统分别与所述多个智能终端无线互连。