[实用新型]一种基于LED可见光通信的微型矿井信息交互定位装置

说明书

一种基于LED可见光通信的微型矿井信息交互定位装置，属于矿井信息交互定位装置。矿井信息交互定位装置包括：光发射装置及光接收装置；光发射装置安装在移动矿车上，发射光通信信号；光接收装置为多个，均匀分布安装在矿井墙壁上，接收可见光通信信号；光发射装置及光接收装置通过可见光通信信号连接；光接收装置通过总线将信号传送至上位机展示移动矿车轨迹。优点：通过在光发射装置与光接收装置中实现电‑光‑电转换，代替传统通信技术中所用的有线通信传输以及射频通信传输。能够较好地实现移动矿车在矿井巷道模型轨道中的定位；通过直接在LED照明灯上加载通信信号，实现集照明与通信功能一体的矿用灯，既节省空间又节能环保。

技术领域

本实用新型涉及一种矿井信息交互定位装置，特别是一种基于LED可见光通信的微型矿井信息交互定位装置。

背景技术

目前，用于煤矿井下的通信网络主要可分为有线通信网络、无线通信网络及有线与无线混合的通信网络。有线通信网络主要通过铺设通信电缆或光纤等构成通信线路，而井下巷道纵横交错，复杂多变的工作环境对线路设计要求较高且使其易遭到损坏，有线通信网络在井下应用的局限性日益突出；现有矿井下主要的无线通信技术有WIFI、IrDA、Zigbee，由于矿井环境下电磁干扰严重，使得电磁波的传输受到通信环境的明显干扰，形成严重的多径效应，导致通信质量和传输距离在很大程度上被降低；混合有线和无线通信网络是指在特殊环境下实行无线通信而在普通环境下实行有线通信。但由于无线通信技术本身易受外界环境影响，同样无法完全排除多径效应的影响。以上通信技术在矿井环境下使用时具有布线艰难，电磁受限等缺点，在矿井实际生产环境中，尤其是在发生矿灾等危急情况下，无法进行快速准确通信。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种基于LED可见光通信的微型矿井信息交互定位装置，解决现有技术中煤矿井下通信设备布线艰难、电磁干扰严重的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：矿井信息交互定位装置包括：光发射装置、光接收装置；光发射装置安装在移动矿车上，发射光通信信号；光接收装置为多个，均匀分布安装在矿井墙壁上，接收光通信信号；光发射装置及光接收装置通过可见光通信信号连接；光接收装置通过总线将信号传送至上位机展示移动矿车轨迹。

所述的光发射装置包括：发射电源电路、光发射控制电路、驱动电路和照明灯具；所述的发射电源电路由3.3v的降压直流电源构成，为光发射装置供电；所述的光发射控制电路由光发射芯片和外围器件构成光发射模块，光发射芯片的输出端(10脚)输出通信信号；所述的驱动电路由驱动芯片和外围器件构成，驱动芯片的输出端(2脚和3脚)输出驱动电流，驱动照明灯具接通或断开；光发射芯片的输出端(10脚)与驱动芯片的输入端(7脚)连接，驱动芯片的输出端(2脚和3脚)与照明灯具连接；所述的照明灯具由LED照明灯和散热器件构成；所述的LED照明灯为3wLED照明灯安装在散热器件上；所述的散热器件为圆柱体散热器件，直径和高度均为28mm。

所述的光接收装置包括：接收电源电路、光电检测、转换电路、光接收控制电路；所述的接收电源电路由3.3v的降压直流电源构成，为光接收装置供电；所述的光接收控制电路包括电压比较器和光接收模块；电压比较器的输出端(1脚)与光接收模块的接收信号的引脚(9脚)相连；所述的光接收模块由光接收芯片和外围器件构成；所述的光电检测电路为光敏二极管阴极与二极管分压变阻器串联连接，并接入电压比较器的同相输入端(3脚)；所述的转换电路为比较器分压变阻器的滑动头与电压比较器的反相输入端(2脚)连接，电压比较器输出端(1脚)与上拉电阻相连。