[发明专利]一种基于特低频传输的矿用透地通信系统

说明书

本发明公开了一种基于特低频传输的矿用透地通信系统，透地通信系统包括井下电台作业中心、地面机动通信站和救援指挥中心三部分，井下预置有多种传感器；井下电台作业中心包括腕带式移动终端和井下电台；地面机动通信站包括平板电脑终端和本地电台；救援指挥中心用于与地面机动通信站进行实时数据通信，负责数据分析存储，并可与地面机动通信站人员实时交互指挥工作。总之，本发明构建了集井下人员、地面机动通信站和救援指挥中心三位一体的数据、语音及短消息通信系统，大大提高了矿井生产救援通信系统的可靠性，系统可实现200米深的语音透地传输以及300米深的数据和短消息透地传输。

技术领域

本发明涉及透地通信技术领域，具体是涉及一种基于特低频传输的矿用透地通信系统。

背景技术

矿业的安全生产对经济发展和能源储备有着至关重要的作用，保持矿井通信联络通畅是矿业安全生产和灾后快速有效救援的重要保障，目前应用于矿业生产救援中的通信系统主要分为有线和无线两大类，有线通信系统在矿井日常的生产中发挥着极其重要的作用，但在有事故发生时，有线线路设备容易损坏处于瘫痪状态；而透地通信系统因其可靠性高、事故中生存能力强的特点在矿业安全生产及井下事故救援中发挥越来越重要的作用。

主流的透地通信技术主要包括三个方向，分别是基于机械振动波的弹性波透地通信技术、基于地电极电流注入的电场透地通信技术和基于天线近场感应的磁场透地通信技术。其中基于天线近场感应的磁场透地通信技术是目前国外学者的主要研究方向，并且已经取得了一定的研究成果。无论是哪种通信方式，其工作频率都处于甚低频、超低频或者更低的频段，且都离不开波在大地介质中的传播。这是因为大地地层对电磁波，尤其是高频的电磁波传输的吸收和衰减异常严重，导致目前主用的无线通信系统不能应用于矿井生产救援通信。

因此，针对上述问题，需要设计一套可靠的适用于井下自然资源开采领域的透地通信系统，有助于保证生产工作的安全进行，并可在矿井事故发生时快速获知井下情况以便及时开展救援工作，从而最大程度减少人员伤亡。

发明内容

本发明解决的技术问题是:为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于特低频传输的矿用透地通信系统。

本发明的技术方案是:一种基于特低频传输的矿用透地通信系统，所述透地通信系统包括井下电台作业中心、地面机动通信站和救援指挥中心三部分，井下预置有多种传感器；所述井下电台作业中心包括腕带式移动终端和井下电台，所述腕带式移动终端和井下电台之间通过WiFi进行双向通信，所述井下电台内包括输入输出模块、解码编码模块、DPSK/FM调制解调模块、放大器模块和WiFi网络模块，所述输入输出模块、解码编码模块、DPSK/FM调制解调模块和放大器模块依次连接，所述输入输出模块用于与所述腕带式移动终端之间数据进行输入输出，所述解码编码模块用于将文字、数字、语音和其他对象编成可利于传输的形式并识别解读，所述DPSK/FM调制解调模块用于将数字基带信号转换成适用于特低频信道传输的数字调制信号和将接收到的数字频带信号还原成数字基带信号，所述放大器模块用于将数据信号放大以提高传输的质量和稳定性，所述WiFi网络模块用于为井下的设备构建网络联系；所述地面机动通信站包括平板电脑终端和本地电台，所述本地电台内包括输入输出显示模块、数据收发模块和ARQ自动重发模块，所述输入输出显示模块和ARQ自动重发模块与所述数据收发模块连接，所述输入输出显示模块用于与所述平板电脑终端之间数据进行输入输出，所述数据收发模块用于接收或发送数据以实现数据的对接中转，所述ARQ自动重发模块用于保证数据发送中断的检测和自动重发，所述平板电脑终端与本地电台之间通过WiFi进行数据通信，所述本地电台与所述井下电台通过特低频进行数据通信；所述救援指挥中心用于与地面机动通信站进行实时数据通信，负责数据分析存储，并可与地面机动通信站人员实时交互指挥工作。