CN103152077A - 矿用井上井下应急通信系统 - Google Patents

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覃远年
邹易峰
陈宏滨
陈皓
崔更申
首照宇
韦荔蒲
赵龙阳
张彤
王吉平
周海燕
田克纯
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Abstract

本发明公开了一种矿用井上井下应急通信系统，包括无线终端、正常通信节点和窄脉冲应急通信节点；无线终端与正常通信节点无线连接，正常通信节点与窄脉冲应急通信节点通过通信线纵向连接，窄脉冲应急通信节点与有线线缆连接，正常通信节点之间无线连接。本发明使用窄脉冲宽带作为灾后应急通信的方式，利用窄脉冲通信覆盖宽带较宽，窄脉冲信号中不同频段的无线信号具有不同的传播特性，具有较好的穿透能力；在灾后，通信系统的无线信号被塌方等阻挡层阻隔、有线信号被损坏中断的情况下，充分利用电力线、双绞线等中断的线缆与其它频段天线组合实现窄脉冲通信信号的辐射与接收。再经过多次的信号中继传输，完成井上井下通信，实现灾后应急通信。

Description

矿用井上井下应急通信系统
技术领域
本发明涉及应急通信技术领域，具体是一种矿用井上井下应急通信系统。
背景技术
目前，矿井井下的监控、通信系统容易出现“一碰就断”的现象。当前井下通信技术主要有动力载波通信、感应通信、漏泄通信、超低频透地通信系统、井下PHS通信技术、井下WCDMA、TD-SCDMW通信技术、WiFi通信技术、Zigbee、蓝牙等技术等。动力载波和泄漏通信都需要有线的支持，这样在井下突发的灾害，如矿井塌方，透水等情况下可能会造成线缆的损坏，无线通信方式的信号会受到塌方的阻挡，导致通信中断，致使井上人员无法了解井下发生了什么性质的事故，井下事故现场或附近的人员无法及时通知井上，而井上下达的撤离通知也无法传达。
当前还有另外一种应急通信方式，即在事故发生后，井下大部分区域情况不明，由遥控机械小车运载通信设备到井下来完成通信系统链路的建立，并通过后方人员远程控制操作，为救援中心提供井下部分敏感区域的实时信息。但是，如果发生塌方，机械小车受到塌方的阻挡，通信设备也无法运达。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种矿用井上井下应急通信系统，在其它通信方式中断的情况下，也可以完成井上井下通信，实现灾后应急通信。
实现本发明目的的技术方案是：
一种矿用井上井下应急通信系统，包括无线终端、正常通信节点和窄脉冲应急通信节点；采用窄脉冲宽带通信作为灾后应急通信的方式，窄脉冲应急通信节点与正常通信节点组装在一起。
所述无线终端与正常通信节点无线连接，正常通信节点与窄脉冲应急通信节点通过通信线纵向连接，窄脉冲应急通信节点与有线线缆连接，正常通信节点之间无线连接。
所述无线终端与正常通信节点无线连接，正常通信节点与窄脉冲应急通信节点通过通信线横向连接，正常通信节点和窄脉冲应急通信节点共同连接到有线线缆上。
所述窄脉冲应急通信节点内部设有窄脉冲应急通信收发器与天线分路器连接，天线分路器连接到外部的有线线缆，天线分路器还与一个或两个以上的分频段天线连接。
所述有线线缆为双绞线、电力线等。
本发明使用窄脉冲宽带通信作为灾后应急通信的方式。利用窄脉冲通信覆盖宽带较宽，窄脉冲信号中不同频段的无线信号具有不同的传播特性，具有较好的穿透能力的特点；特别地，在灾后，通信系统的无线信号被塌方等阻挡层阻隔、有线信号被损坏中断的情况下，充分利用电力线、双绞线等中断的线缆与其它频段天线组合实现窄脉冲通信信号的辐射与接收。用不同天线的组合可以分别辐射不同频段的信号，其中较低频率成分的信号正好可以利用电力线、双绞线等长线实现辐射与接收。本发明中窄脉冲收发设备，与常用的通信设备组装在一起，当常用通信设备通信出错，信号中断时，可以自动启用窄脉冲应急通信系统，窄脉冲信号利用即使断线的双绞线、电力线实现信号的辐射、接收，也可以实现信号的传递。然后，再经过多次的信号中继传输，完成井上井下通信，实现灾后应急通信。
附图说明
图1为实施例1矿用井上井下应急通信系统的结构示意图；
图2为图1中应急通信系统在应急状态下工作的结构示意图；
图3为应急通信系统中窄脉冲应急通信节点的结构示意图；
图4为实施例2矿用井上井下应急通信系统的结构示意图；
图5是图4中应急通信系统在应急状态下工作的结构示意图。
图中，1.无线终端  2.正常通信节点  3.无线通信  4.窄脉冲应急通信节点  5.通信线  6.有线线缆  7.有线线缆断点  8.窄脉冲应急通信收发器  9.天线分路器  10.第一分频段天线  11.第二分频段天线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的详细说明，但不是对本发明的限定。
实施例1：
参照图1，一种矿用井上井下应急通信系统，包括无线终端1、正常通信节点2和窄脉冲应急通信节点4；正常通信节点2与窄脉冲应急通信节点4设置在一个壳体内，无线终端1与正常通信节点2通过无线通信3连接，正常通信节点2与窄脉冲应急通信节点4通过通信线5连接，窄脉冲应急通信节点4与有线线缆6连接，正常通信节点2之间通过无线通信3连接。
有线线缆7可以是双绞线、电力线等。
参照图2，当矿井发生塌方等事故时，有可能造成的有线线缆断点7，无线通信3信号中断。
参照图3，窄脉冲应急通信节点4内部设有的窄脉冲应急通信收发器8与天线分路器9连接，天线分路器9连接到外部的有线线缆6上，天线分路器9还分别与内部的第一分频段天线10和第二分频段天线11连接。
实施例2：
参照图4，一种矿用井上井下应急通信系统，与实施例1不同的是：正常通信节点2与窄脉冲应急通信节点4通过通信线5横向连接，窄脉冲应急通信节点4和正常通信节点2共同连接到有线线缆6上。
参照图1、2、3详细说明井下应急通信系统的工作过程。
正常工作时，正常通信节点2通过无线通信3进行信号传送，实现通信节点2的联网，无线终端1的信号进入到邻近的正常通信节点2，然后通过多个正常通信节点2与无线通信3组成的通信网络传送出去。
当灾害发生，造成无线通信3、有线线缆6都中断时，正常通信节点2无法传送信息，正常通信节点2通过通信线5将信息传送给窄脉冲应急通信节点4，启用窄脉冲通信方式，穿透有线线缆6中断处的土层阻挡，将信号传送到邻近的窄脉冲应急通信节点4，完成信息的传递。此时，无线终端1也启用窄脉冲通信方式，可与邻近的窄脉冲通信节点4完成信息传送。
在正常通信节点2被淹埋，无法正常通信的情况下，只要通信设备没有被毁坏，窄脉冲应急通信节点4都可以把信号辐射到有线线缆6上，并且利用窄脉冲通信较好的穿透特性，可以把信号穿透过线缆的断点7，把信号传送到下一个窄脉冲应急通信节点4。
特别地，在窄脉冲应急通信节点4的结构中，利用天线分路器9把不同频段的信号分配到有线电缆6，同时分配到第一分频段天线10、第二分频段天线11，还可以连接更多的不同分频段天线，也可以只接一个分频段天线。这样，通过有线电缆、多个分频段天线，可以更好的把窄脉冲信号辐射出去。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1. 一种矿用井上井下应急通信系统，包括无线终端、正常通信节点和窄脉冲应急通信节点，其特征在于：采用窄脉冲宽带通信作为灾后应急通信的方式，窄脉冲应急通信节点与正常通信节点组装在一起。
2. 根据权利要求1所述的矿用井上井下应急通信系统，其特征在于：无线终端与正常通信节点无线连接，正常通信节点与窄脉冲应急通信节点通过通信线纵向连接，窄脉冲应急通信节点与有线线缆连接，正常通信节点之间无线连接。
3. 根据权利要求1所述的矿用井上井下应急通信系统，其特征在于：无线终端与正常通信节点无线连接，正常通信节点与窄脉冲应急通信节点通过通信线横向连接，正常通信节点和窄脉冲应急通信节点共同连接到有线线缆上。
4.根据权利要求1-3之一所述的矿用井上井下应急通信系统，其特征在于：窄脉冲应急通信节点内部设有窄脉冲应急通信收发器与天线分路器连接，天线分路器连接到外部的有线线缆，天线分路器还与一个或两个以上的分频段天线连接。
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