[发明专利]一种矿用多业务通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及多业务通信技术领域，尤其涉及一种基于UWB技术的矿用多业务通信系统。

背景技术

矿用通信系统是保障矿山信息畅通、安全生产、紧急救援的基础。近年来，随着国家对“智慧矿山”工作的推进，矿山的通信条件与通信水平得到了极大的提高。矿用无线通信系统逐渐兴起，井下的通信设备由最初的防爆电话机逐渐变为现在广泛使用的移动通信终端，矿工在井下作业时可使用手机进行沟通交流。

尽管无线通信技术已经在矿山通信系统中得到了应用，但是，井下通信与地面通信有很大的差异，这主要是由于井下的环境非常恶劣、复杂，矿井巷道结构与地质结构等因素对无线通信的影响非常强烈，此外，由于井下坑道内空气中瓦斯与粉尘的含量通常会比较高，易于发生爆炸，因此要求移动通信设备必须是低功率的本安型设备，这些要求导致无线通信技术在矿井中的应用受到了限制。

超宽带技术（Ultra Wideband，UWB）是一种无载波的无线通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB具有传输速率高、功耗低、发射功率小、多径分辨能力强、定位精度高（厘米级）、安全性高等诸多优点，可以应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、安全检测、位置测定、雷达等众多领域。

目前我国矿用无线通信系统中存在的问题主要有：（1）缺乏可靠的、覆盖面宽的移动通信系统；（2）通信系统的网络化、综合化、自动化程度不够高；（3）通信系统的抗灾害、事故的能力较差。目前矿用通信系统大部分以有线通信为主，一旦发生灾害事故，线路极易损坏，造成通信中断，而矿用通信系统的要求恰恰在于愈是重大灾害事故，愈需要保证通信的畅通。因此如何将UWB技术运用至矿用通信系统已经成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于一种基于UWB技术的矿用多业务通信系统，克服目前矿用通信系统中存在的不足，所述矿用多业务通信系统不仅支持语音通信，而且还支持包括短信、图像、视频等数据通信，同时还提供定位服务，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种矿用多业务通信系统，包括移动智能终端、无线接入中继终端及地面服务器；其中，所述移动智能终端包括处理器模块、触屏模块、UWB通信模块、拾音放音模块、摄像头模块，所述移动智能终端由矿工随身携带；所述无线接入中继终端包括控制器、存储模块、有线通信模块、射频通信模块和UWB通信模块，所述无线接入中继终端安装在矿井巷道壁上，所述移动智能终端通过UWB通信模块与无线接入中继终端连接，所述无线接入中继终端与地面服务器连接。

在本发明中，所述移动智能终端中，触屏模块、UWB通信模块、拾音放音模块及摄像头模块分别与处理器模块双向连接。

在本发明中，所述处理器模块采用Intel公司Atom Z2580芯片。

在本发明中，所述触屏模块采用Cypress公司TrueTouch Gen4X芯片。

在本发明中，所述UWB通信模块采用Freescale公司XS110 UWB芯片组。

在本发明中，所述摄像头模块采用Samsung公司S5K3H2YX芯片。

在本发明中，所述拾音放音模块采用防水防爆飞碟拾音器，用于在矿井内保持高质量的通话，保证通信的畅通。

在本发明中，所述处理器模块是移动智能终端核心，管理和控制其他模块工作，触屏模块用于接收用户输入，并将处理结果呈现给用户；UWB通信模块用于无线通信；摄像头模块用于采集周围环境的视频或图像信息。

在本发明中，所述无线接入中继终端中，存储模块、有线通信模块、射频通信模块和UWB通信模块分别与控制器双向连接。

在本发明中，所述控制器采用Samsung公司S3C6410芯片。

在本发明中，所述存储模块包括SDRAM单元和Flash单元，其中，SDRAM单元采用Samsung公司K4X51163PC-LGC3芯片，Flash单元采用Samsung公司K9F2G08芯片。

在本发明中，所述有线通信模块采用DAVICOM公司DM9000A芯片。

在本发明中，所述射频通信模块采用Nordic公司nRF24L01芯片。

在本发明中，所述UWB通信模块采用Freescale公司XS110 UWB芯片组。

在本发明中，所述矿用多业务通信系统中通信包括：

（1） 移动智能终端间的通信；

（2） 移动智能终端与无线接入中继终端的通信；