CN101813003B - 一种矿用救灾指挥系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用救灾指挥系统，包括救援终端、井下基站、防爆计算机、地面基站和监控计算机，其中，救援终端由对讲耳机、摄像头、多参数传感器、网络视频服务器构成；所述救援终端由救护队员随身携带，所述救援终端采集现场的语音、视频和环境参数，并将三种数据混合调制后输出到井下基站；同时救援终端接收井下基站输出的语音、视频信号；所述井下基站和防爆计算机放置在井下指挥基地，所述井下基站接收救援终端输出的信号，从中解调出语音、视频和环境参数，发送到所述防爆计算机上实时显示视频、环境参数和语音对讲，井下基站将接收到的救援终端输出的信号转发到地面基站；非常适合我国煤矿救护队使用，具有极大的经济效益和社会效益。

Description

一种矿用救灾指挥系统

技术领域

本发明涉及指挥系统，具体涉及基于ADSL通信技术和WIFI组网技术的有线和无线混合传输的矿用救援指挥系统。

背景技术

由于煤矿工作条件、工作环境的复杂性和多变性，灾害事故时有发生。在发生事故后，第一时间建立救援现场和救援指挥部之间的通信，及时、准确地了解事故现场，查看险情，是分析事故、做出正确决策的基础。以前救护队员基本依靠个人携带的矿山救援电话实现救援现场和指挥部之间的通信，但救援电话信息量不足，很难全面准确反映现场情况，从而导致救援指挥不畅，延误救援工作。

现在矿山救援方法有了长足的进步，但目前的救灾救援通信系统有的系统体积大、成本高、携带困难；有的系统能够实现语音和视频图像传输，但不具备救援现场的环境参数监测功能，人机显示信息量不足；而有的系统则只能实现语音对讲功能，不能上传图像、环境参数等功能，均不能完全适应矿山救援的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于ADSL通信技术和WIFI组网技术的有线和无线混合传输的矿用救援指挥系统。

为了解决上述问题，根据本发明的技术方案，一种矿用救灾指挥系统，包括救援终端、井下基站、防爆计算机、地面基站和监控计算机，其中，救援终端由对讲耳机、摄像头、多参数传感器、网络视频服务器构成；

所述救援终端由救护队员随身携带，所述救援终端采集现场的语音、视频和环境参数，并将三种数据混合调制后输出到井下基站；同时救援终端接收井下基站输出的语音、视频信号；

所述井下基站和防爆计算机放置在井下指挥基地，所述井下基站接收救援终端输出的信号，从中解调出语音、视频和环境参数，发送到所述防爆计算机上实时显示视频、环境参数和语音对讲，同时井下基站将接收到的救援终端输出的信号转发到地面基站；并且，井下基站接收地面基站输出的信号，从中解调出语音、视频参数，发送到所述防爆计算机上实时显示视频和语音对讲；同时，井下基站将接收的地面基站输出的信号转发到救援终端，以实现地面指挥中心与救援终端的双向语音功能；

所述地面基站和监控计算机放置在地面指挥中心，所述地面基站接收井下基站转发的救援终端输出的信号，从中解调出语音、视频和环境参数，通过矿用通信电缆传输给监控计算机或者通过无线WIFI网络传输给救援指挥车；同时地面基站采集监控计算机或救援指挥车发出的语音、视频信号，并调制后传输到井下基站，实现井下指挥基地和地面指挥中心的双向语音和视频；

所述监控计算机通过矿用通信电缆接收地面基站传输过来的数据，其作用是实时显示图像和传感器参数。

所述网络视频服务器由第一信号调制电路、第一数据处理电路、第一语音接口电路、第一视频接口电路、第一数据接口电路、第一休眠唤醒电路、第一电源管理电路构成，其中：

所述第一语音接口电路的一端与对讲耳机连接，第一语音接口电路的另一端与第一数据处理电路连接；第一语音接口电路将对讲耳机发出的语音信号处理后输出到第一数据处理电路，同时，第一语音接口电路将第一数据处理电路输出的语音信号处理后发送到对讲耳机；

所述第一视频接口电路的一端与摄像头连接，第一视频接口电路的另一端与第一数据处理电路连接；第一视频接口电路将摄像头输出的视频信号处理后输出到第一数据处理电路；

第一数据接口电路的一端连接多参数传感器，第一数据接口电路的另一端连接第一休眠唤醒电路；

第一数据处理电路将第一语音接口电路发送过来的语音信号进行压缩，将第一视频接口电路发送过来的视频信号进行压缩，再将第一休眠唤醒电路发送过来的传感器数据和压缩后的语音、视频信号混合在一起处理后，打包成数据包，输出到第一信号调制电路；同时，第一数据处理电路接收第一信号调制电路输出的数据包，并将第一信号调制电路输出的数据包解压后，将语音信号通过第一语音接口电路输出到对讲耳机；

所述第一信号调制电路将第一数据处理电路输出的数据包进行调制后通过矿用通信电缆传输到井下基站；同时第一信号调制电路接收井下基站发送过来的信号，并将所述井下基站发送过来的信号解调成数据包，输出到第一数据处理电路；

第一休眠唤醒电路通过第一数据接口电路接收多参数传感器输出的数据，通过串口输出到第一数据处理电路，第一休眠唤醒电路通过串口接收第一数据处理电路的数据，解调出休眠命令，并将休眠命令发送给第一电源管理电路关断电源信号；当第一电源管理电路断电后，第一休眠唤醒电路检测矿用通信电缆上的信号，当解调出唤醒信号后，发送唤醒信号到第一电源管理电路打开电源信号；第一休眠唤醒电路的主要作用是节电控制，延长救援终端的工作时间。

第一电源管理电路为网络视频服务器的单路单元供电。

网络视频服务器能够实时采集井下现场的甲烷，一氧化碳，温度和氧气等环境参数、图像、声音，实时传输到地面指挥中心，具有休眠唤醒功能，救援终端人员和地面指挥人员之间可以双向语音通话，井下基站和地面指挥中心之间可语音对话、双向视频观测，语音、视频、环境参数能够通过矿用通信电缆传输给监控计算机或者通过无线WIFI网络传输给救援指挥车。

根据本发明所述的一种矿用救灾指挥系统的一种优选方案，所述井下基站由第三电源管理电路、调制解调电路、第三数据处理电路、唤醒控制电路、接口电路构成；

所述调制解调电路接收第一信号调制电路经矿用通信电缆传输过来的信号，并将第一信号调制电路输出的信号经矿用通信电缆输出到地面基站，同时，所述调制解调电路将第一信号调制电路输出的信号解调成数据包，输出到第三数据处理电路；所述第三数据处理电路将数据包解压，得到语音、视频和环境参数数据，并将语音、视频和环境参数数据通过接口电路发送到唤醒控制电路，通过唤醒控制电路上传到所述防爆计算机上；

所述调制解调电路接收地面基站经矿用通信电缆传输过来的信号，并将该信号解调成数据包，输出到第三数据处理电路；所述第三数据处理电路将数据包解压，得到语音、视频数据，并将语音、视频数据通过接口电路发送到唤醒控制电路，通过唤醒控制电路上传到所述防爆计算机上；同时，所述调制解调电路将地面基站经矿用通信电缆传输过来的信号发送到第一信号调制电路；

唤醒控制电路接收防爆计算机发送过来的唤醒命令，将唤醒命令转换成唤醒信号，传输到矿用通信电缆上；唤醒控制电路的主要作用是进行唤醒控制。

第三电源管理电路为调制解调电路、第三数据处理电路、唤醒控制电路、接口电路供电。

根据本发明所述的一种矿用救灾指挥系统的一种优选方案，所述地面基站包括第二信号调制电路、第二数据处理电路、第二语音接口电路、第二视频接口电路、第二数据接口电路、第二休眠唤醒电路、第二电源管理电路；

所述第二信号调制电路接收井下基站传输过来信号，并将信号解调成数据包，输出到第二数据处理电路，第二数据处理电路将数据包解压，得到语音、视频数据以及环境参数数据，并将语音数据通过第二语音接口电路输出到第一耳机；第二数据处理电路同时将视频数据以及环境参数数据通过第二休眠唤醒电路、第二数据接口电路发送到所述监控计算机；

另外，第二数据处理电路还将第二语音接口电路发送过来的语音信号进行压缩，将第二视频接口电路发送过来的视频信号进行压缩，将并压缩后的语音、视频信号混合在一起，经过数据处理后，打包成数据包，再经第二信号调制电路进行调制后，通过普通两芯矿用通信电缆传输到井下基站；

第二休眠唤醒电路通过第二数据接口电路接收防爆计算机经矿用通信电缆发送过来的数据，第二休眠唤醒电路解调出休眠命令或唤醒信号，当解调出休眠命令后发送休眠命令给第二电源管理电路关断电源信号，当解调出唤醒信号后，发送唤醒信号到第二电源管理电路，打开电源；第二休眠唤醒电路的主要作用是节电控制，延长井下基站的工作时间；

所述第二电源管理电路为第二信号调制电路、第二数据处理电路、第二语音接口电路、第二视频接口电路、第二数据接口电路、第二休眠唤醒电路供电。

根据本发明所述的一种矿用救灾指挥系统的一种优选方案，所述地面基站还包括WIFI控制电路，所述WIFI控制电路与第二数据处理电路连接，所述WIFI控制电路将第二数据处理电路得到的语音、视频数据以及环境参数数据通过卫星视频系统发送到救援指挥车。

根据本发明所述的一种矿用救灾指挥系统的一种优选方案，第一休眠唤醒电路由休眠单片机电路、电源及电压检测电路、通讯电路构成；

其中，休眠单片机电路包括第三单片机，电源及电压检测电路包括第九继电器和第八比较器，所述第九继电器的6脚连接到电源线，所述第九继电器的7脚连接到所述第八比较器的同相输入端，所述第八比较器的反相输入端连接到第二十四、第二十五分压电阻的连接节点，所述第八比较器的输出端连接到所述第三单片机的36脚。

根据本发明所述的一种矿用救灾指挥系统的一种优选方案，唤醒控制电路由电源电路、继电器电路、微处理器电路以及以太网接口电路构成，其中，继电器电路由第一三极管、第一二极管、第一继电器、第二、第五限流电阻以及第一和第三接口构成。

本发明所述的一种矿用救灾指挥系统的有益效果是：本发明将井下现场的图像、声音实时传输到地面指挥部及远端，救援终端人员和地面指挥人员之间可以双向语音通话，能够实时采集井下现场的甲烷，一氧化碳，温度和氧气等环境参数并上传，救援终端具有休眠唤醒功能，井下指挥基地和地面指挥中心之间可语音对话、双向视频观测，语音、视频、环境参数能够通过WIFI传输到救援指挥车，语音、视频可以通过卫星视频系统进行传输；所述的矿用救灾指挥系统能及时、准确、全面地了解事故现场，为救护队员和指挥中心提供丰富、完整的现场信息，最大限度的提高抢险效率，非常适合我国煤矿救护队使用，具有极大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明所述的一种矿用救灾指挥系统的原理框图。

图2为本发明所述的网络视频服务器6的电路原理框图。

图3是本发明所述的井下基站4的电路原理框图。

图4是本发明所述的地面基站2的电路原理框图。

图5是唤醒控制电路20中电源电路和继电器电路的电路原理图。

图6是唤醒控制电路20中微处理器电路的电路原理图。

图7是唤醒控制电路20中以太网接口电路的电路原理图。

图8是第一休眠唤醒电路15中休眠单片机电路的电路原理图。

图9是第一休眠唤醒电路15中电源及电压检测电路

图10是第一休眠唤醒电路15中通讯电路的电路原理图。

具体实施方式

参见图1，本发明所述的一种矿用救灾指挥系统，由普通两芯矿用通信电缆、救援终端30、井下基站4、防爆计算机5、避雷器3、地面基站2、监控计算机1、第一耳机33、第二耳机31、救援指挥车32构成，其中，救援终端30经普通两芯矿用通信电缆与井下基站4连接，井下基站4经普通两芯矿用通信电缆与防爆计算机5连接，防爆计算机5与第二耳机31连接，同时，井下基站4经普通两芯矿用通信电缆与避雷器3连接，避雷器3经普通两芯矿用通信电缆与地面基站2连接，地面基站2经普通两芯矿用通信电缆与监控计算机1连接，并且地面基站2与第一耳机33连接，同时地面基站2经无线方式与救援指挥车32通讯。

其中，所述救援终端30由救护队员随身携带，所述救援终端30采集现场的语音、视频和环境参数，并将三种数据混合调制成ADSL信号，输出到井下基站4；同时救援终端30接收井下基站4输出的语音、视频信号；

所述井下基站4、防爆计算机5、第二耳机31放置在井下指挥基地，所述井下基站4接收救援终端30输出的ADSL信号，从中解调出语音、视频和环境参数，发送到所述防爆计算机5上实时显示视频、环境参数和语音对讲，同时井下基站4将接收到救援终端30输出的的ADSL信号转发到地面基站2；并且，井下基站4接收地面基站2输出的ADSL信号，从中解调出语音、视频参数，发送到所述防爆计算机5上实时显示视频和语音对讲；同时，井下基站4将接收的地面基站2输出的ADSL信号转发到救援终端30，以实现地面指挥中心与救援终端30的双向语音功能；

所述地面基站2、监控计算机1、第一耳机33放置在地面指挥中心，所述地面基站2接收井下基站4转发的ADSL信号，从中解调出语音、视频和环境参数，通过矿用通信电缆传输给监控计算机1或者通过无线WIFI网络传输给救援指挥车32；同时地面基站2采集监控计算机1或救援指挥车32发出的语音、视频信号，并调制成ADSL信号传输到井下基站4，以实现井下指挥基地和地面指挥中心的双向语音和视频；

所述监控计算机1通过矿用通信电缆接收地面基站2传输过来的数据，内装有WINDOWS XP操作系统和矿用救灾指挥系统软件，其作用是实时显示图像和传感器参数、实现语音对讲、图像语音数据存储和休眠唤醒控制的功能；

所述防爆计算机5由工控机、USB鼠标、耳麦和电源组成，工控机和电源一起封装在隔爆腔内。工控机内装WINDOWS XP操作系统和矿用救灾指挥系统软件，防爆计算机5通过网口和井下基站4进行数据通信。

所述避雷器的作用是用于地面一般设备与井下本安设备之间的隔离保护。

参见图1和图2，在本发明的具体实施例中，所述救援终端30由对讲耳机7、摄像头8、多参数传感器9、网络视频服务器6构成，其中，所述网络视频服务器6由第一信号调制电路10、第一数据处理电路11、第一语音接口电路12、第一视频接口电路13、第一数据接口电路14、第一休眠唤醒电路15、第一电源管理电路16构成，其中：

所述对讲耳机7采集语音信号，进行信号放大滤波处理后转换为电信号输出到网络视频服务器6，所述摄像头由镜头、数据处理电路和红外灯控制电路组成，具有红外功能，其作用是将所摄图像转换为电信号，输出到网络视频服务器6，所述多参数传感器采集气体如甲烷、一氧化碳、氧气等的信号和环境温度信号，并将气体信号和温度信号进行放大滤波处理后输出到AD转换器，AD转换器进行模数转换后输出到CPU，CPU对接收到的数据进行处理后通过接口模块输出网络视频服务器6；

所述第一语音接口电路12的一端与对讲耳机7连接，第一语音接口电路12的另一端与第一数据处理电路11连接；第一语音接口电路12将对讲耳机7发出的语音信号处理后输出到第一数据处理电路11，同时，第一语音接口电路12将第一数据处理电路11输出的语音信号处理后发送到对讲耳机7；

所述第一视频接口电路13的一端与摄像头8连接，第一视频接口电路13的另一端与第一数据处理电路11连接；第一视频接口电路13将摄像头8输出的视频信号处理后输出到第一数据处理电路11；

第一数据接口电路14的一端连接多参数传感器9，第一数据接口电路14的另一端连接第一休眠唤醒电路15；

第一数据处理电路11将第一语音接口电路12发送过来的语音信号按照MP3标准进行压缩，将第一视频接口电路13发送过来的视频信号按照MPEG-4标准进行压缩，再将第一休眠唤醒电路15发送过来的传感器数据和压缩后的语音、视频信号混合在一起处理后，打包成数据包，输出到第一信号调制电路10；同时，第一数据处理电路11接收第一信号调制电路10输出的数据包，并将第一信号调制电路10输出的数据包解压后，将语音信号通过第一语音接口电路12输出到对讲耳机7；在具体实施例中，第一数据处理电路11可以以DSP为核心处理器，采用Linux操作系统，实现数据处理；

所述第一信号调制电路10采用QAM调制编码技术，将第一数据处理电路11输出的TCP/IP数据包调制成ADSL信号，并将ADSL信号通过普通两芯矿用通信电缆传输到井下基站4；同时第一信号调制电路10接收井下基站4发送过来的ADSL信号，将所述井下基站4发送过来的ADSL信号解调成TCP/IP数据包，输出到第一数据处理电路11；

第一休眠唤醒电路15通过第一数据接口电路14接收多参数传感器9输出的数据，通过串口输出到第一数据处理电路11，第一休眠唤醒电路15通过串口接收第一数据处理电路11的数据解调出休眠命令，并将休眠命令发送给第一电源管理电路16关断电源信号；当第一电源管理电路16断电后，第一休眠唤醒电路15检测矿用通信电缆上的信号，当解调出唤醒信号后，发送唤醒信号到第一电源管理电路16打开电源信号。

第一电源管理电路16为网络视频服务器6的单路单元供电。第一电源管理电路在提供本安电源的同时，接收第一休眠唤醒电路15发送过来的信号，关断或打开救援终端的电源，实现救援终端休眠唤醒功能，延长救援终端的工作时间。

其中，第一休眠唤醒电路15由休眠单片机电路、电源及电压检测电路、通讯电路构成。

其中，休眠单片机电路主要包括单片机U3和接口J6；单片机U3可以采用MSP430；接口J6的1、2、4脚接传感器数据；接口J6的5、6脚接收第一数据处理电路11发过来的数据；接口J6的7、8脚接12V电源；接口J6的13、14脚连接第一电源管理电路16；接口J6的15、16脚连接矿用通信电缆，接口J6的19至24脚为MSP430单片机的JTAG接口；

电源及电压检测电路主要包括继电器U9、比较器U8、三端稳压器U4、U7，三端稳压器U4的输出端通过电感L1、电阻R11、接口J6的18脚连接，三端稳压器U7的输出端通过电阻R22、接口J6的10脚连接，继电器U9的6脚、3脚分别通过接口J6的15脚、16脚连接到矿用通信电缆，继电器U9的7脚为输出端，连接到比较器U8的同相输入端IN+，比较器U8的反相输入端IN-连接到电阻R24、R25的连接节点，比较器U8的输出端连接到单片机U3的36脚，电阻R24、R25构成分压电路，为比较器U8的反相输入端IN-提供2.5V电压，当电源线上的电压小于5V时，继电器U9的7脚为输出大于5V的电压，比较器U8输出高电平，即为单片机U3的36脚提供高电平，当电源线上的电压大于5V时，继电器U9的7脚为输出0V的电压，比较器U8输出低电平，即为单片机U3的36脚提供低电平。

通讯电路的作用是进行串口通讯；通讯电路中集成电路UQ1的13、14脚通过接口J6的4、2脚连接到第一数据接口电路14，用于接收多参数传感器9的数据；通讯电路中集成电路U1的6、7脚通过接口J6的5、6脚连接到第一数据处理电路11，用于接收第一数据处理电路11发过来的休眠命令；通讯电路中集成电路U6的2、4脚通过接口J6的13、14脚连接到连接第一电源管理电路16；通讯电路中集成电路UQ1的11、12脚分别连接到单片机U3的34、35脚；

第一休眠唤醒电路15的工作原理是：多参数传感器9的数据通过第一数据接口电路14传输到单片机U3的串口，单片机U3的串口收到有效的数据后，通过另一串口将多参数传感器9的数据发送给通讯电路的SP3485芯片，之后再通过通讯电路发送给第一数据处理电路11，同时，通讯电路接收第一数据处理电路11发过来的数据，从中解调出休眠信号，并发送休眠信号到电源管理电路，关断救援终端电源。当救援终端断电后，单片机U3时刻检测普通两芯矿用通信电缆上的信号，当检测到唤醒信号后，发送唤醒信号到电源管理电路，打开救援终端电源，实现语音信号、视频信号、传感器数据的上传。

单片机U3从接口J6的5、6脚接收第一数据处理电路11发过来的休眠命令，再通过接口J6的13、14脚将该命令发送到第一电源管理电路16，从而控制系统断电；当系统断电后，单片机检测接口J6的15、16脚上的矿用通信电缆上的信号，当出现唤醒有效信号，则再次通过接口J6的13、14脚将该信号发送到第一电源管理电路16，从而控制系统打开电源。

参见图3，在本发明的具体实施例中，所述井下基站4由第三电源管理电路17、调制解调电路18、第三数据处理电路19、唤醒控制电路20、接口电路21构成；

所述调制解调电路18接收第一信号调制电路10经普通两芯矿用通信电缆传输过来的ADSL信号，并将第一信号调制电路10输出的ADSL信号经普通两芯矿用通信电缆转输出到地面基站2，同时，将所述ADSL信号解调成TCP/IP数据包，输出到第三数据处理电路19；所述第三数据处理电路19将数据包解压，得到语音、视频和环境参数数据，并将语音、视频和环境参数数据通过接口电路21发送到唤醒控制电路20，通过唤醒控制电路20上传到所述防爆计算机5上；同时，所述调制解调电路18将第一调制电路10经矿用通信电缆传输过来的ADSL信号发送到地面基站2；

所述调制解调电路18接收地面基站2经普通两芯矿用通信电缆传输过来的ADSL信号，并将该ADSL信号解调成TCP/IP数据包，输出到第三数据处理电路19；所述第三数据处理电路19将TCP/IP数据包解压，得到语音、视频数据，并将语音、视频数据通过接口电路21发送到唤醒控制电路20，通过唤醒控制电路20上传到所述防爆计算机5上实时显示视频和语音对讲；同时，所述调制解调电路18将地面基站2经矿用通信电缆传输过来的ADSL信号发送到第一信号调制电路10；

唤醒控制电路20接收防爆计算机5发送过来的唤醒命令，将唤醒命令转换成唤醒信号，传输到普通两芯矿用通信电缆上；

第三电源管理电路17为调制解调电路18、第三数据处理电路19、唤醒控制电路20、接口电路21供电。

参见图5至图7，在具体实施例中，唤醒控制电路20由电源电路、继电器电路、微处理器电路以及以太网接口电路构成，其中，继电器电路由三极管Q1、二极管D1、继电器K1、电阻R5、R2、接口J1、J3构成，接口J1、J3连接到普通两芯矿用通信电缆上，继电器K1受单片机UN3的控制，将唤醒信号通过接口J1、J3传输到普通两芯矿用通信电缆上。

微处理器电路主要包括单片机UN3、锁存器UN4、存储器UN5，单片机UN3可以采用AT89S52，并采用UC/OS-II嵌入式操作系统以保证数据的实时性，单片机UN3读取以太网接口电路转换的数据，完成和上位机的通信；接收上位机的唤醒控制信号，进行输入输出口的控制，通过输入输出口P1.4控制继电器K1通断。

以太网接口电路包括以太网收发器UN1、RTL8019AS，数据隔离器U5和接口RJ45组成，其中，接口RJ45连接到接口电路21，以太网收发器UN1可以采用RTL8019AS，完成以太网信号转换成单片机能够读取的数据。

唤醒控制电路的工作原理是：以太网收发器UN1接受防爆计算机5发送过来信号，完成以太网信号转换成单片机能够读取的数据，当以太网收发器UN1接收到防爆计算机5发送过来的唤醒命令后，以外部中断方式将唤醒命令传输给单片机UN3，单片机UN3收到唤醒命令后，通过输入输出口P1.4、三极管Q1控制继电器K1的通断，并将该信号传输到普通两芯矿用通信电缆上。

参见图4，在本发明的具体实施例中，所述地面基站2由第二信号调制电路22、第二数据处理电路23、WIFI控制电路24、第二语音接口电路25、第二视频接口电路26、第二数据接口电路27、第二休眠唤醒电路28、第二电源管理电路29构成；

所述第二信号调制电路22接收井下基站4传输过来ADSL信号，将所述ADSL信号解调成TCP/IP数据包，输出到第二数据处理电路23，第二数据处理电路23将TCP/IP数据包解压，得到语音、视频数据以及环境参数数据，并将语音数据通过第二语音接口电路25输出到第一耳机33；第二数据处理电路23同时将视频数据以及环境参数数据通过第二休眠唤醒电路28、第二数据接口电路27发送到所述监控计算机1；

另外，第二数据处理电路23还将第二语音接口电路25发送过来的语音信号按照MP3标准进行压缩，将第二视频接口电路26发送过来的视频信号按照MPEG-4标准进行压缩，将并压缩后的语音、视频信号混合在一起，经过数据处理后，打包成TCP/IP数据包，再经第二信号调制电路22调制成ADSL信号，经普通两芯矿用通信电缆传输到井下基站4；

第二休眠唤醒电路28通过第二数据接口电路27接收防爆计算机5经矿用通信电缆发送过来的数据，第二休眠唤醒电路28解调出休眠命令或唤醒信号，当解调出休眠命令后发送休眠命令给第二电源管理电路29关断电源信号，当解调出唤醒信号后，发送唤醒信号到第二电源管理电路29，打开电源；

所述第二电源管理电路29为第二信号调制电路22、第二数据处理电路23、第二语音接口电路25、第二视频接口电路26、第二数据接口电路27、第二休眠唤醒电路28供电。

所述WIFI控制电路24与第二数据处理电路23连接，所述WIFI控制电路24将第二数据处理电路23得到的语音、视频数据以及环境参数数据通过卫星视频系统发送到救援指挥车32。

本发明所述的矿用救灾指挥系统是基于ADSL2+通信技术和WIFI组网技术的有线和无线混合传输的矿井应急救援指挥系统，通讯距离大于8KM。当事故发生后，救护队员携带所述对讲耳机7、摄像头8、多参数传感器9、网络视频服务器6构成的救援终端前往事故发生区，救援指挥人员携带井下基站4和防爆计算机5前往井下指挥基地。救援终端和井下指挥基地，井下指挥基地和地面指挥中心之间采用普通两芯矿用通信电缆连接，即铺即用。当救护队员撤离救援现场时，关闭救援终端电源，使救援终端处于休眠状态以延长其工作时间。当需要再次救援时，在防爆计算机5上发送唤醒命令，开启救援终端电源以查看现场的环境数据和视频，从而保障救援人员的生命安全。

Claims (6)

1.一种矿用救灾指挥系统，包括救援终端(30)、井下基站(4)、防爆计算机(5)、地面基站(2)和监控计算机(1)，其中，救援终端(30)由对讲耳机(7)、摄像头(8)、多参数传感器(9)、网络视频服务器(6)构成，其特征在于：

所述网络视频服务器(6)由第一信号调制电路(10)、第一数据处理电路(11)、第一语音接口电路(12)、第一视频接口电路(13)、第一数据接口电路(14)、第一休眠唤醒电路(15)、第一电源管理电路(16)构成，其中：

所述第一语音接口电路(12)的一端与对讲耳机(7)连接，第一语音接口电路(12)的另一端与第一数据处理电路(11)连接；第一语音接口电路(12)将对讲耳机(7)发出的语音信号处理后输出到第一数据处理电路(11)，同时，第一语音接口电路(12)将第一数据处理电路(11)输出的语音信号处理后发送到对讲耳机(7)；

所述第一视频接口电路(13)的一端与摄像头(8)连接，第一视频接口电路(13)的另一端与第一数据处理电路(11)连接；第一视频接口电路(13)将摄像头(8)输出的视频信号处理后输出到第一数据处理电路(11)；

第一数据接口电路(14)的一端连接多参数传感器(9)，第一数据接口电路(14)的另一端连接第一休眠唤醒电路(15)；

第一数据处理电路(11)将第一语音接口电路(12)发送过来的语音信号进行压缩，将第一视频接口电路(13)发送过来的视频信号进行压缩，再将第一休眠唤醒电路(15)发送过来的传感器数据和压缩后的语音、视频信号混合在一起处理后，打包成数据包，输出到第一信号调制电路(10)；同时，第一数据处理电路(11)接收第一信号调制电路(10)输出的数据包，并将第一信号调制电路(10)输出的数据包解压后，将语音信号通过第一语音接口电路(12)输出到对讲耳机(7)；

所述第一信号调制电路(10)将第一数据处理电路(11)输出的数据包进行调制后通过矿用通信电缆传输到井下基站(4)；同时第一信号调制电路(10)接收井下基站(4)发送过来的信号，并将所述井下基站(4)发送过来的信号解调成数据包，输出到第一数据处理电路(11)；

第一休眠唤醒电路(15)通过第一数据接口电路(14)接收多参数传感器(9)输出的数据，通过串口输出到第一数据处理电路(11)，第一休眠唤醒电路(15)通过串口接收第一数据处理电路(11)的数据，解调出休眠命令，并将休眠命令发送给第一电源管理电路(16)关断电源信号；当第一电源管理电路(16)断电后，第一休眠唤醒电路(15)检测矿用通信电缆上的信号，当解调出唤醒信号后，发送唤醒信号到第一电源管理电路(16)打开电源信号。

2.根据权利要求1所述的矿用救灾指挥系统，其特征在于：所述井下基站(4)由第三电源管理电路(17)、调制解调电路(18)、第三数据处理电路(19)、唤醒控制电路(20)、接口电路(21)构成；

所述调制解调电路(18)接收第一信号调制电路(10)经矿用通信电缆传输过来的信号，并将第一信号调制电路(10)输出的信号经矿用通信电缆输出到地面基站(2)，同时，所述调制解调电路(18)将第一信号调制电路(10)输出的信号解调成数据包，输出到第三数据处理电路(19)；所述第三数据处理电路(19)将数据包解压，得到语音、视频和环境参数数据，并将语音、视频和环境参数数据通过接口电路(21)发送到唤醒控制电路(20)，通过唤醒控制电路(20)上传到所述防爆计算机(5)上；

所述调制解调电路(18)接收地面基站(2)经矿用通信电缆传输过来的信号，并将该信号解调成数据包，输出到第三数据处理电路(19)；所述第三数据处理电路(19)将数据包解压，得到语音、视频数据，并将语音、视频数据通过接口电路(21)发送到唤醒控制电路(20)，通过唤醒控制电路(20)上传到所述防爆计算机(5)上；同时，所述调制解调电路(18)将地面基站(2)经矿用通信电缆传输过来的信号发送到第一信号调制电路(10)；

唤醒控制电路(20)接收防爆计算机(5)发送过来的唤醒命令，将唤醒命令转换成唤醒信号，传输到矿用通信电缆上；

第三电源管理电路(17)为调制解调电路(18)、第三数据处理电路(19)、唤醒控制电路(20)、接口电路(21)供电。

3.根据权利要求2所述的矿用救灾指挥系统，其特征在于：所述地面基站(2)包括第二信号调制电路(22)、第二数据处理电路(23)、第二语音接口电路(25)、第二视频接口电路(26)、第二数据接口电路(27)、第二休眠唤醒电路(28)、第二电源管理电路(29)；

所述第二信号调制电路(22)接收井下基站(4)传输过来信号，并将信号解调成数据包，输出到第二数据处理电路(23)，第二数据处理电路(23)将数据包解压，得到语音、视频数据以及环境参数数据，并将语音数据通过第二语音接口电路(25)输出到第一耳机(33)；第二数据处理电路(23)同时将视频数据以及环境参数数据通过第二休眠唤醒电路(28)、第二数据接口电路(27)发送到所述监控计算机(1)；

另外，第二数据处理电路(23)还将第二语音接口电路(25)发送过来的语音信号进行压缩，将第二视频接口电路(26)发送过来的视频信号进行压缩，将并压缩后的语音、视频信号混合在一起，经过数据处理后，打包成数据包，再经第二信号调制电路(22)进行调制后，通过普通两芯矿用通信电缆传输到井下基站(4)；

第二休眠唤醒电路(28)通过第二数据接口电路(27)接收防爆计算机(5)经矿用通信电缆发送过来的数据，第二休眠唤醒电路(28)解调出休眠命令或唤醒信号，当解调出休眠命令后发送休眠命令给第二电源管理电路(29)关断电源信号，当解调出唤醒信号后，发送唤醒信号到第二电源管理电路(29)，打开电源；

所述第二电源管理电路(29)为第二信号调制电路(22)、第二数据处理电路(23)、第二语音接口电路(25)、第二视频接口电路(26)、第二数据接口电路(27)、第二休眠唤醒电路(28)供电。

4.根据权利要求3所述的矿用救灾指挥系统，其特征在于：所述地面基站(2)还包括WIFI控制电路(24)，所述WIFI控制电路(24)与第二数据处理电路(23)连接，所述WIFI控制电路(24)将第二数据处理电路(23)得到的语音、视频数据以及环境参数数据通过卫星视频系统发送到救援指挥车(32)。

5.根据权利要求4所述的矿用救灾指挥系统，其特征在于：第一休眠唤醒电路(15)由休眠单片机电路、电源及电压检测电路、通讯电路构成；

其中，休眠单片机电路包括第三单片机(U3)，电源及电压检测电路包括第九继电器(U9)和第八比较器(U8)，所述第九继电器(U9)的6脚连接到电源线，所述第九继电器(U9)的7脚连接到所述第八比较器(U8)的同相输入端(IN+)，所述第八比较器(U8)的反相输入端(IN-)连接到第二十四、第二十五分压电阻(R24、R25)的连接节点，所述第八比较器(U8)的输出端连接到所述第三单片机(U3)的36脚。

6.根据权利要求5所述的矿用救灾指挥系统，其特征在于：唤醒控制电路(20)由电源电路、继电器电路、微处理器电路以及以太网接口电路构成，其中，继电器电路由第一三极管(Q1)、第一二极管(D1)、第一继电器(K1)、第二、第五限流电阻(R2、R5)以及第一和第三接口(J1、J3)构成。

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