[发明专利]一种矿井应急及日常调度通信网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种解决现有矿井通信设施无法既满足日常指挥调度、人员定位、矿井上下通信联络又具有紧急情况下的基本通信的问题的矿井应急及日常调度通信网络系统。

背景技术

目前，矿井通信系统主要有动力线载波通信，中频感应通信，VHF漏泄通信，小区蜂窝移动通信，矿用小灵通无线通信和低频透地通信。传统通信系统利用专有的通信线路或已有的动力线以及使用无线信道等线路作为通信链路。

传统通信方式可以应对日常指挥调度、人员定位、矿井上下通信等需求，但在塌方条件下会造成有线通信线路断路通信中断的问题。高频无线信号在巷道转角处、巷道塌方和堵塞地区不能够有效穿透形成通信链路，这种情况下组网基站通路也容易被切断，因此传统的矿井通信系统不能满足应急情况下的通信要求。

传统低频电磁波透地通信系统，利用低频电磁波信号能穿透大型障碍物的原理进行通信，该通信方式能够实现透地通信，但是通信频率低，信号随收发信机距离的增大而急剧降低，在较深的矿井内不能实现有效的语音信息传输。并且其系统天线尺寸大，通常预先安装在矿井的固定位置，不适合工作人员便携式携带，只适合在紧急情况下使用，难以应用于日常指挥调度、人员定位、矿井上下通信的工作。矿井通信设施无法满足既满足日常指挥调度、人员定位、矿井上下通信联络又具有紧急情况下的基本通信，若建设两套通信设施，成本投入较大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种成本降低10％以上的矿井应急及日常调度通信网络系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括井上通信单元和井下通信单元，井上通信单元包括计算机和井上透地通信设备；

计算机用于将控制调度信息发送给井上透地通信设备，并接收井上透地通信设备发送的井下工作状态信息，并将井下工作状态信息进行显示；

井下工作状态信息包括井下交换设备的工作状态信息、持有手持终端设备人员的定位信息、手持终端设备发送的文本信息、语音信息和指令信息；

控制调度信息包括语音信息和文本信息；

井上透地通信设备包括一号数字处理器、井上传导电流场透地通信模块、通信接口和井上电偶极子天线；

一号数字处理器用于接收计算机发出的控制调度信息，调制计算机发出的控制调度信息，并将调制后的控制调度信息发送至传导电流场透地通信模块，同时接收传导电流场透地通信模块返回的井下工作状态信号并进行解调，将解调后的井下工作状态信号传输到计算机；

井上传导电流场透地通信模块用于接收一号数字处理器发送的调制后控制调度信息，并将调制后控制调度信息发送给井上电偶极子天线，同时接收井上电偶极子天线发送的调制后井下工作状态信号，并将接收井下工作状态信号发送至一号数字处理器；

通信接口用于连接一号数字处理器和计算机，实现一号数字处理器与计算机之间进行通信；

井上电偶极子天线用于接收传导电流场透地通信模块发送的调制后控制调度信息，并将该信息向地层发射出去，同时接收井下交换设备发送的调制后的井下工作状态信息，并将调制后的井下工作状态信息发送给井上传导电流场透地通信模块；

井下通信单元包括N个井下交换设备和M个手持终端；其中，M和N均为整数，且N≥4，N≤M；

每个井下交换设备包括一号WIFI模块、二号数字处理器、地下传导电流场透地通信模块、供电模块、井下电偶极子天线和一号WIFI天线；

一号WIFI天线用于接收一号WIFI模块发送的解调后的控制调度信息，并将接收到的解调后的控制调度信息发射到与自身进行无线连接的手持终端设备上；同时接收持有手持终端设备的工作人员的输入的信息，将工作人员的输入的信息发送给WIFI模块；

所述工作人员的输入的信息包括文本信息、工作人员的输入的语音信息和指令信息；

一号WIFI模块用于接收一号WIFI天线发送的工作人员的输入信息，并将从一号WIFI天线接收到的工作人员的输入信息发送给二号数字处理器，同时接收二号数字处理器发送的控制调度信息，并将接收到的控制调度信息发送给一号WIFI天线；

井下电偶极子天线用于接收井上传导电流场透地通信模块发送的控制调度信息；并将接收到的控制调度信息发送给井下传导电流场透地通信模块；同时接收井下传导电流场透地通信模块发送的井下工作状态信息，并将井下工作状态信息向地表面发射出去；