專利名稱：智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及一種“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”，屬礦產(chǎn)無線網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)大多數(shù)礦產(chǎn)行業(yè)使用的通訊設(shè)備還比較單一，通訊技術(shù)手段較為落后。國內(nèi)大多數(shù)煤礦的主要通訊系統(tǒng)還是采用固定交換設(shè)備，存在通訊終端數(shù)量少，終端間距遠(yuǎn)，布設(shè)電纜成本高等缺點。而使用的調(diào)度系統(tǒng)、行政交換機主要是民用級的產(chǎn)品，可靠性較差，維護成本高，業(yè)務(wù)也僅限于語音通訊類型。在很多煤礦企業(yè)，還存在調(diào)度系統(tǒng)、行政通訊系統(tǒng)、辦公數(shù)據(jù)系統(tǒng)各自成網(wǎng)，互不相通，造成重復(fù)投資和內(nèi)部通訊的不暢。國內(nèi)大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)和國家有關(guān)部門已經(jīng)將煤炭生產(chǎn)企業(yè)的信息化建設(shè)提高到很高的地位上來，力圖提高企業(yè)經(jīng)營效益，降低事故和人員傷亡。隨 著煤炭生產(chǎn)信息化的程度不斷提高，先進的通信手段不斷的應(yīng)用到新型煤礦。光傳輸、數(shù)字微波、數(shù)字程控交換機應(yīng)該在礦井得到廣泛的應(yīng)用，而且寬帶上網(wǎng)、無線通信、圖像傳輸?shù)仍诘V井也逐步引入。隨著經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，煤炭市場真正要提升企業(yè)競爭力，還要通過提高生產(chǎn)管理水平，提高生產(chǎn)效率來實現(xiàn)。由于無線技術(shù)具有便捷、靈活等優(yōu)點，在近年來，無線信息化系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)、生活通訊領(lǐng)域已成為一個熱點。為保障生產(chǎn)的順利進行和緊急事故的迅速處理，要求煤礦信息化系統(tǒng)對可靠性有一個很高的要求。隨著國家和政府對礦產(chǎn)行業(yè)安全生產(chǎn)的日益高度重視，企業(yè)的安全可靠的通信系統(tǒng)建設(shè)也被列為所有工作的重中之重。針對以上情況，采用無線傳輸和礦石傳音綜合技術(shù)，專門為礦產(chǎn)行業(yè)研制開發(fā)出了性能質(zhì)量優(yōu)越，功能應(yīng)用全面的井下無線通訊系統(tǒng)和終端設(shè)備系統(tǒng)一“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”?！爸悄艿V用無線定位通訊系統(tǒng)”具體實施方案是在設(shè)計上采用適合礦井"三網(wǎng)合一"(數(shù)據(jù)、視頻、語音通過一個通道傳輸)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的綜合無線網(wǎng)絡(luò)通訊站，為礦業(yè)的移動語音通訊、人員/設(shè)備定位跟蹤、綜合安全監(jiān)控、數(shù)字視頻監(jiān)控/會議等應(yīng)用提供便捷的功能支撐與網(wǎng)絡(luò)連接，方便部署、治理。降低總投入本錢，加大地改善井下的安全工作狀況，特別是工作面的安全工作狀況?！爸悄艿V用無線定位通訊系統(tǒng)”作為新一代高性能專用無線指揮調(diào)度設(shè)備，是在綜合國內(nèi)外眾多調(diào)度機優(yōu)點的基礎(chǔ)上，遵照通信行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(YD)，以及大量電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DL)，融合局用交換機設(shè)計理念與集團電話功能為一體，集成最先進的計算機軟件技術(shù)、電子技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用最先進的生產(chǎn)檢驗工藝，開發(fā)生產(chǎn)的新一代無線數(shù)字程控調(diào)度系統(tǒng)。不僅具有數(shù)字程控調(diào)度機的豐富調(diào)度功能，還具有十分強大的數(shù)字程控交換機的管理與辦公功能，系統(tǒng)設(shè)計既立足國情，又在技術(shù)創(chuàng)新上獨具優(yōu)勢，是石油、化工、礦山、冶煉、交通、電力、軍事、公安、部隊、煤礦等專網(wǎng)和大中型企事業(yè)單位理想的新型指揮調(diào)度設(shè)備?！爸悄艿V用無線定位通訊系統(tǒng)”概述“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”符合國家煤礦安全認(rèn)證要求。系統(tǒng)可根據(jù)用戶的實際需要靈活配置，它的推廣應(yīng)用將使煤礦通訊走上新的臺階。
“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”采用無線通訊系統(tǒng)以無線網(wǎng)絡(luò)為骨干，在煤礦井下設(shè)立若干“無線網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)基站”，通過無線通訊手段，為實現(xiàn)人員的語音通訊、人員管理、數(shù)字化視頻監(jiān)控及環(huán)境監(jiān)測、事故生命探測等提供了一個共用的平臺；也為實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急救援與安全監(jiān)控與督察提供了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)?！爸悄艿V用無線定位通訊系統(tǒng)”滿足數(shù)據(jù)、語音和視頻三網(wǎng)合一高速傳輸?shù)囊?，今后新建的各種子系統(tǒng)均可通過此傳輸網(wǎng)與井上互通，無需重復(fù)建設(shè)。 “智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”實現(xiàn)的基本原理本系統(tǒng)地面以有線網(wǎng)絡(luò)為骨干，地下以無線網(wǎng)絡(luò)為延伸，在井下設(shè)立若干“無線網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)基站”，通過無線局域網(wǎng)覆蓋井下巷道，利用礦用專用防爆對講手機、固定電話等終端接入設(shè)備來實現(xiàn)群呼組呼等功能，從而實現(xiàn)井上對井下語音調(diào)度以及井下對井上的信息反饋。本系統(tǒng)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為人員位置監(jiān)測與管理、數(shù)字化視頻監(jiān)控、 各種井下傳感器(例如瓦斯)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集與綜合處理提供了一個共用的網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)語音、視頻、數(shù)據(jù)的三網(wǎng)合一，為生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急救援、安全監(jiān)控與督查提供了科學(xué)手段。“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”基于井下無線網(wǎng)絡(luò)通信解決方案的軟交換平臺，工作是系統(tǒng)自動跟蹤“身份管理IC卡”定時發(fā)出的無線數(shù)字信息通過軟件實現(xiàn)基本的交換控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制、信令互通等等，并生成原始的話單記錄。除了基本的語音通話功能外，還增加了多種增值功能，包括會議、IVR、視頻處理、事故生命探索
坐寸ο“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”的定位功能是基于標(biāo)準(zhǔn)無線局域網(wǎng)(WI-FI)的有源個人IC信息卡電子標(biāo)簽。定位標(biāo)簽(個人IC信息卡)安裝在工作人員多功能無線對講手機上。在覆蓋井下各個通道地方，定位標(biāo)簽(個人IC信息卡)周期性地通過多功能無線對講手機發(fā)出信號，井下無線信號中轉(zhuǎn)基站信息接收點接收到信號后，將信號逐級傳送給地面工作站(地面無線信號中轉(zhuǎn)基站)并又地面無線信號中轉(zhuǎn)基站送到地面工作站計算機定位服務(wù)器進行分析處理。。定位服務(wù)器根據(jù)信號的強弱或信號到達(dá)時差判斷出標(biāo)簽(個人IC信息卡)或無線設(shè)備所處位置，并通過地面工作站計算機中管理電子地圖顯示其具體位置。定位系統(tǒng)能夠隨時跟蹤監(jiān)控各種資產(chǎn)和人員，并準(zhǔn)確尋找到目標(biāo)對象，實現(xiàn)對資產(chǎn)和人員的實時定位和監(jiān)控管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是I、本發(fā)明型涉及一種“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”，其核心部件包括多功能無線對講手機、無線信號中轉(zhuǎn)基站、地面工作站三大部分組成。2、本發(fā)明型涉的多功能無線對講手機具有對講、井下環(huán)境溫度和瓦斯?jié)舛葯z測、定時發(fā)出定位數(shù)字信號、生命探測等功能。3、本發(fā)明型涉的無線信號中轉(zhuǎn)基站具有信號接收并放大轉(zhuǎn)發(fā)、根據(jù)信號強弱分析持多功能無線對講手機(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示)工作人員的位置等功能，同時設(shè)有無線Wi-Fi接口、光釬接口、以太網(wǎng)接口和USB數(shù)據(jù)接口等，便于“三網(wǎng)合一”(數(shù)據(jù)、視頻、語音通過一個通道傳輸)、功能擴展和信息數(shù)據(jù)讀寫。
本發(fā)明型的有益效果是它解決了國內(nèi)大多數(shù)礦山行業(yè)使用的通訊設(shè)備還比較單一，通訊技術(shù)手段較 為落后的問題。克服了國內(nèi)大多數(shù)煤礦的主要通訊系統(tǒng)還是采用固定交換設(shè)備，存在通訊終端數(shù)量少，終端間距遠(yuǎn)，布設(shè)電纜成本高等缺點，為保障生產(chǎn)的順利進行和緊急事故的迅速處理具有十分重要的意義。


附圖I是本發(fā)明型的無線信號中轉(zhuǎn)基站結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2是本發(fā)明型的多功能無對講手機結(jié)構(gòu)原理圖；附圖3是本發(fā)明型的系統(tǒng)各部分連接和信號傳輸構(gòu)造原理圖；具體實施方式
本發(fā)明型結(jié)合具體實施例參見附圖進一步說明如下I、一種“智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)”，其組成參見附圖I、圖2、圖3所示，整個系統(tǒng)由無線信號中轉(zhuǎn)基站、多功能無線對講手機、地面工作站三大部分組成。2、本發(fā)明型的無線信號中轉(zhuǎn)基站如圖I所示包括無線接收模塊I、接收天線2、無線Wi-Fi接口 3、光釬接口 4、以太網(wǎng)接口 5、USB數(shù)據(jù)接口 6、系統(tǒng)通訊模塊7、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊
8、崁入式微處理器M⑶9、地址編碼處理器10、無線發(fā)射模塊11、發(fā)射天線12、定位數(shù)據(jù)處理器13、智能充電器14、供電轉(zhuǎn)換電路15、礦用充電電池16幾大部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)。它具有信號接收并放大轉(zhuǎn)發(fā)、根據(jù)信號強弱和時間分析持多功能無線對講手機(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示)工作人員的位置等功能。當(dāng)接收天線2接收到多功能無線對講手機(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示)有語音或定位無線信號時，信號送到無線接收模塊I并經(jīng)放大處理以后送至網(wǎng)絡(luò)通訊模塊8進行解碼送給崁入式微處理器MCU 9進行量化分析處理以后送出給地址編碼處理器10中進行該級無線信號中轉(zhuǎn)基站地址和時間標(biāo)簽，完成地址和時間標(biāo)簽以后送至無線發(fā)射模塊11進行放大，信號經(jīng)放大以后再發(fā)射出去送給下一級無線信號中轉(zhuǎn)基站再進行放大、調(diào)制、和進行地址與時間標(biāo)簽。這樣就使得信號覆蓋整個井下各個通道和地面各個工作區(qū)。由于各個無線信號中轉(zhuǎn)基站發(fā)出的信號都有獨立的地址和時間標(biāo)簽，地面工作站服務(wù)器根據(jù)接收到的無線信號獨立的地址和時間標(biāo)簽進行分析處理，并根據(jù)無線對講手機上的身份管理IC卡17(如圖2所示)地址碼找出呼叫的人員并接通需要通話對象的無線對講手機(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示)進行相互通話。同時無線信號中轉(zhuǎn)基站設(shè)有無線Wi-Fi接口 3、光釬接口 4、以太網(wǎng)接口 5和USB數(shù)據(jù)接口 6等，便于“三網(wǎng)合一”(數(shù)據(jù)、視頻、語音通過一個通道傳輸)、功能擴展和信息數(shù)據(jù)讀寫。3、本發(fā)明型的多功能無線對講手機如圖2所示由身份管理IC卡17、液晶顯示屏
18、撥號鍵盤19、以太網(wǎng)接口 20、USB數(shù)據(jù)接口 21、崁入式微處理器MCU 22、語音對講模塊23、揚聲器24、麥克風(fēng)25、無線數(shù)傳模塊26、收發(fā)天線27、定位數(shù)據(jù)處理28、生命綜合探測傳感器29、礦用充電電池30幾大部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)。它主要具有語音對講、井下環(huán)境溫度和瓦斯?jié)舛葯z測、定時發(fā)出定位數(shù)字信號、生命探測等功能。需要通話時，工作人員通過撥號鍵盤19按出需要通話對象的身份管理IC卡17的號碼并發(fā)出通話請求信號，就近的無線信號中轉(zhuǎn)基站(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖I所示)將接收到的呼叫信號加以地址和時間標(biāo)簽以后并通過其它工作點的無線信號中轉(zhuǎn)基站(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖I所示)將呼叫請求傳送給地面工作站的管理主機，由管理主機接根據(jù)身份管理IC卡17地址接通需要的通話對象的無線對講手機進行通話。4、本發(fā)明型定位功能的實現(xiàn)方式是主要是通過多功能無線對講手機(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示)來達(dá)到目的，由于多功能無線對講手機上裝有身份管理IC卡17，其個人信息儲存其中，個人IC信息卡周期性地通過多功能無線對講手機發(fā)出信號，井下就近無線信號中轉(zhuǎn)基站信息接收點接收到信號后加以地址和時間標(biāo)簽，標(biāo)簽完成以后經(jīng)井下各級無線信號中轉(zhuǎn)基站將信號逐級輸送到地面無線信號中轉(zhuǎn)基站，并由地面無線信號中轉(zhuǎn)基站送到地面工作站計算機定位服務(wù)器進行分析處理。定位服務(wù)器根據(jù)信號標(biāo)簽并通過地面工作站計算機中管理電子地圖顯示其具體位置。定位系統(tǒng)能夠隨時跟蹤監(jiān)控各種資產(chǎn)和人員，并準(zhǔn)確尋找到目標(biāo)對象，實現(xiàn)對資產(chǎn)和人員的實時定位和監(jiān)控管理。5、本發(fā)明型生命功能的實現(xiàn)方式是當(dāng)事故發(fā)生時，地面管理工作站管理人員，啟動計算機生命探測子程序，并根據(jù)事故現(xiàn)場工作人員個人IC信息卡17地址往工作人員發(fā)出多功能無線對講手機(內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示)發(fā)送探測請求，啟動事故現(xiàn)場工作人員多功能無線對講手機什么探測程序，于是多功能無線對講手機將生命綜合探測傳感器29探測的生命信息和個人IC信息卡17發(fā)出的定位信息并通過各級無線信號中轉(zhuǎn)基站傳輸?shù)降孛婀ぷ髡竟芾碇鳈C，搜救人員通過傳回來的信息采取有效的救援措施，達(dá)到生命探測的目的。 6、本發(fā)明型系統(tǒng)連接如圖3所示，地面工作站管理主機通過有線光纖與地面無線中轉(zhuǎn)基站連接，地面無線基站與井下無線中轉(zhuǎn)基站通過無線方式進行通訊，井下無線中轉(zhuǎn)基站與井下現(xiàn)場工作人員無線對講手機的通訊通過無線方式來實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)。其核心部件包括多功能無線對講手機、無線信號中轉(zhuǎn)基站、和地面工作站三大部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)特性在于多功能無線對講手機由身份管理IC卡17、液晶顯示屏18、撥號鍵盤19、以太網(wǎng)接口 20、USB數(shù)據(jù)接口 21、崁入式微處理器MCU 22、語音對講模塊23、揚聲器24、麥克風(fēng)25、無線數(shù)傳模塊26、收發(fā)天線27、定位數(shù)據(jù)處理28、生命綜合探測傳感器29、礦用充電電池30幾大部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)。它主要具有語音對講、井下環(huán)境溫度和瓦斯?jié)舛葯z測、定時發(fā)出定位數(shù)字信號、生命探測等功能
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)的無線信號中轉(zhuǎn)基站特性在于如圖I所示包括無線接收模塊I、接收天線2、無線Wi-Fi接口 3、光釬接口 4、以太網(wǎng)接口 5、USB數(shù)據(jù)接口 6、系統(tǒng)通訊模塊7、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊8、莰入式微處理器MCU 9、地址編碼處理器10、無線發(fā)射模塊11、發(fā)射天線12、定位數(shù)據(jù)處理器13、智能充電器14、供電轉(zhuǎn)換電路15、礦用充電電池16構(gòu)成。它具有信號接收并加以地址和時間標(biāo)簽以后放大轉(zhuǎn)發(fā)功能，同時無線信號中轉(zhuǎn)基站設(shè)有無線Wi-Fi接口 3、光釬接口 4、以太網(wǎng)接口 5和USB數(shù)據(jù)接口 6等，便于“三網(wǎng)合一”(數(shù)據(jù)、視頻、語音通過一個通道傳輸)、功能擴展和信息數(shù)據(jù)讀寫。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)特性在于系統(tǒng)各部分連接和信號傳輸如圖3所示，地面工作站管理主機通過光纖與地面無線中轉(zhuǎn)基站網(wǎng)絡(luò)接口相連接，信號通過有線方式進行傳輸，地面無線中轉(zhuǎn)基站與井下無線中轉(zhuǎn)基站通過無線方式進行通訊，井下無線中轉(zhuǎn)基站與井下現(xiàn)場工作人員無線對講手機的通訊通過無線方式來實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明型涉及一種智能礦用無線定位通訊系統(tǒng)，屬礦產(chǎn)無線網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域。其核心部件包括多功能無線對講手機、無線信號中轉(zhuǎn)基站、和地面工作站三大部分組成。系統(tǒng)各部分連接和信號傳輸如圖所示，地面工作站管理主機通過光纖與地面無線中轉(zhuǎn)基站網(wǎng)絡(luò)接口相連接，信號通過有線方式進行傳輸，地面無線中轉(zhuǎn)基站與井下無線中轉(zhuǎn)基站通過無線方式進行通訊，井下無線中轉(zhuǎn)基站與井下現(xiàn)場工作人員無線對講手機的通訊通過無線方式來實現(xiàn)的。多功能無線對講手機具有對講、井下環(huán)境溫度和瓦斯?jié)舛葯z測、定時發(fā)出定位數(shù)字信號、生命探測等功能。多功能無線對講手機發(fā)出的信號經(jīng)無線信號中轉(zhuǎn)基站進行地址和時間標(biāo)簽以后轉(zhuǎn)發(fā)，地面工作站服務(wù)器根據(jù)接收到的無線信號進行分析處理，現(xiàn)場工況和人員的位置在工作站管理主機上進行顯示，并根據(jù)無線對講手機上的身份管理IC卡17(如附圖所示)地址碼確定呼叫對象，并將呼叫信息傳送到就近的無線信號中轉(zhuǎn)基站，選擇性地接通需要相互通話對象的無線對講手機使之進行通話。
文檔編號E21F17/18GK102957995SQ20111024346
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者陳艷瓊, 宋偉 申請人:長沙高新開發(fā)區(qū)展偉機電有限公司