CN107100675A - 矿井无线通讯与人员定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿井无线通讯与人员定位系统，包括电话交换机、WCDMA基站网关、分布设置在矿井下的若干WCDMA基站和XGP基站、佩戴于井下人员身上的无线通信设备；地上部分包括人员定位系统和电话网络。人员定位系统能够从WCDMA基站和/或XGP基站接收无线通信设备的无线信号，并根据无线信号对无线通信设备进行定位；电话网络能够通过WCDMA基站和/或XGP基站与无线通信设备进行通信。从而实现井下无线通信和井下人员定位，为中小型煤矿与非煤矿山企业井下无线通信的畅通与井下人员作业安全提供给了技术保障。同时该系统体积小，便于布置和安装，非常适合在中小型煤矿与非煤矿山企业的井下布置和使用。

Description

矿井无线通讯与人员定位系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种矿井无线通讯与人员定位系统。
背景技术
我国东北、西南等地区集中了大量中小型煤矿与非煤矿山企业，这些企业下井人数少、采掘巷道短、技改资金不足、设备维护能力差，无法购置贵重大型的井下通讯系统产品，无法满足中小型煤矿与非煤矿山企业井下无线通信与人员定位需求，对中小型煤矿与非煤矿山企业井下无线通信的畅通与井下人员作业安全造成了巨大的负面影响。
发明内容
本发明提供一种矿井无线通讯与人员定位系统，以确保中小型煤矿与非煤矿山企业井下无线通信及井下人员作业安全。本发明是通过如下技术方案实现的：
一种矿井无线通讯与人员定位系统，包括地上部分和井下部分；
所述井下部分包括电话交换机、WCDMA基站网关、分布设置在矿井下的若干WCDMA基站和XGP基站、佩戴于井下人员身上的无线通信设备；
所述地上部分包括人员定位系统和电话网络；
所述人员定位系统和所述电话网络通过光纤与所述电话交换机通信连接，所述电话交换机与所述WCDMA基站网关和所述XGP基站通信连接，所述WCDMA基站网关与所述WCDMA基站通信连接，所述无线通信设备能够与所述WCDMA基站和XGP基站通信连接，从而使所述人员定位系统和所述电话网络与所述WCDMA基站和XGP基站之间能够通信；
所述人员定位系统能够从所述WCDMA基站和/或XGP基站接收所述无线通信设备的无线信号，并根据所述无线信号对所述无线通信设备进行定位；
所述电话网络能够通过所述WCDMA基站和/或XGP基站与所述无线通信设备进行通信。
进一步地，所述地上部分还包括视频监控系统，所述井下部分还包括佩戴于所述井下人员身上的摄像设备，所述视频监控系统通过所述光纤与所述电话交换机通信连接，使得所述视频监控系统与所述WCDMA基站和XGP基站之间能够通信；
所述视频监控系统能够从所述WCDMA基站和/或XGP基站接收所述摄像设备拍摄的视频图像。
进一步地，所述井下部分还包括用于测量井下环境参数的环境探测设备，所述环境探测设备与所述XGP基站通信连接。
进一步地，所述井下部分还包括矿用本安型防爆电话；所述矿用本安型防爆电话与所述电话交换机通信连接。
进一步地，所述井下部分还包括佩戴于所述井下人员身上的RFID射频识别电子标签和用于对所述射频识别电子标签进行定位的RFID定位基站；
所述RFID定位基站与所述WCDMA基站和/或XGP基站之间能够通信，从而使所述人员定位系统与所述RFID定位基站之间能够通信；
所述人员定位系统接收所述RFID定位基站检测到的RFID射频识别电子标签的信号，并根据所述RFID射频识别电子标签的信号对所述RFID射频识别电子标签进行定位。
进一步地，所述电话交换机上设置有用于与所述移动交换与调度定位主机通信的若干E1接口、LAN接口和CTI接口。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明实施例提供的矿井无线通讯与人员定位系统，包括电话交换机、WCDMA基站网关、分布设置在矿井下的若干WCDMA基站和XGP基站、佩戴于井下人员身上的无线通信设备；地上部分包括人员定位系统和电话网络。人员定位系统能够从WCDMA基站和/或XGP基站接收无线通信设备的无线信号，并根据无线信号对无线通信设备进行定位；电话网络能够通过WCDMA基站和/或XGP基站与无线通信设备进行通信。从而实现井下无线通信和井下人员定位，为中小型煤矿与非煤矿山企业井下无线通信的畅通与井下人员作业安全提供给了技术保障。同时该系统体积小，便于布置和安装，非常适合在中小型煤矿与非煤矿山企业的井下布置和使用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的矿井无线通讯与人员定位系统的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。
本文部分缩略语解释如下：
WCDMA：Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址；
TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址；
XGP：eXtended Global Platform，新一代小灵通；
PSTN：Public Switched Telephone Network，公共交换电话网络；
RFID：Radio Frequency Identification，无线射频识别；
PBX，Private Branch Exchange，用户级交换机；
E1：欧洲30路脉冲编码调制；
LAN，Local Area Network，局域网；
CTI，Computer Telephony Integration，计算机电话集成；
PRI，Primary Rate Interface，基群速率接口；
VOIP，Voice over Internet Protocol，网络电话；
PHS，Personal Handy-phone System，个人手持电话系统(即小灵通)。
如图1所示，本发明实施例提供的矿井无线通讯与人员定位系统1，包括地上部分和井下部分；
井下部分包括电话交换机3、WCDMA基站网关4、分布设置在矿井下的若干WCDMA基站5和XGP基站6、佩戴于井下人员身上的无线通信设备7；
地上部分包括人员定位系统1和电话网络2；
人员定位系统1和电话网络2通过光纤与电话交换机3通信连接，电话交换机3与WCDMA基站网关4和XGP基站6通信连接，WCDMA基站网关4与WCDMA基站5通信连接，无线通信设备7能够与WCDMA基站5和XGP基站6通信连接，从而使人员定位系统1和电话网络2与WCDMA基站5和XGP基站6之间能够通信，即人员定位系统1、电话交换机3、WCDMA基站网关4、WCDMA基站5可顺次形成通信通路，实现人员定位系统1与WCDMA基站5之间的通信，人员定位系统1、电话交换机3、XGP基站6可顺次形成通信通路，实现人员定位系统1与XGP基站6之间的通信，电话网络2、电话交换机3、WCDMA基站网关4、WCDMA基站5可顺次形成通信通路，实现电话网络2与WCDMA基站5之间的通信，电话网络2、电话交换机3、XGP基站6可顺次形成通信通路，实现电话网络2与XGP基站6之间的通信。无线通信设备7可以是任何适用于上述通信通路的基于无线方式进行通信的设备，例如支持WCDMA通信制式的智能手机等。
人员定位系统1能够从WCDMA基站5和/或XGP基站6接收无线通信设备7的无线信号，并根据无线信号对无线通信设备7进行定位；WCDMA基站5和/或XGP基站6可将各自接收到的无线通信设备7的信号发送到人员定位系统1，人员定位系统1根据从各基站接收到的无线通信设备7的信号对无线通信设备7进行定位。例如通过三角定位的方式进行定位，在此不再赘述。
电话网络2能够通过WCDMA基站5和/或XGP基站6与无线通信设备7进行通信。电话网络2可包括PSTN电信公网和PBX企业内部固化网，电话交换机3与PSTN电信公网和PBX企业内部固话网通信连接后，可与公网电话和企业内部固话通信。
地上部分还包括视频监控系统8，井下部分还包括佩戴于井下人员身上的摄像设备9，视频监控系统8通过光纤与电话交换机3通信连接，使得视频监控系统8与WCDMA基站5和XGP基站6之间能够通信；与上述电话网络2和人员定位系统1类似，视频监控系统8、电话交换机3、WCDMA基站网关4、WCDMA基站5可顺次形成通信通路，实现视频监控系统8与WCDMA基站5之间的通信，视频监控系统8、电话交换机3、XGP基站6也可顺次形成通信通路，实现视频监控系统8与XGP基站6之间的通信。
视频监控系统8能够从WCDMA基站5和/或XGP基站6接收摄像设备9拍摄的视频图像。
井下部分还包括用于测量井下环境参数的环境探测设备10，环境探测设备10与XGP基站6通信连接。
井下部分还包括矿用本安型防爆电话11；矿用本安型防爆电话11与电话交换机3通信连接。
井下部分还包括佩戴于井下人员身上的RFID射频识别电子标签12和用于对射频识别电子标签12进行定位的RFID定位基站13；
RFID定位基站13与WCDMA基站5和/或XGP基站6之间能够通信，从而使人员定位系统1与RFID定位基站13之间能够通信；
人员定位系统1接收RFID定位基站13检测到的RFID射频识别电子标签12的信号，并根据RFID射频识别电子标签12的信号对RFID射频识别电子标签12进行定位。
电话交换机3上设置有用于与移动交换与调度定位主机通信的若干E1接口、LAN接口和CTI接口。
具体而言，电话交换机3具有如下性能：
系统交换容量：16门固话用户、200门手机用户、支持4路环路中继与VOIP外线。
设备接入容量：可直连6台WCDMA基站5，也可接入1台WCDMA基站控制器并扩接至16台WCDMA基站5。
无线覆盖范围：井下直线通信距离可达8000米，地面可覆盖3平方公里。
移动通信业务：支持有线固话与移动手机混合通信、用户区域定位与无线考勤、终端短信通讯、远程数据采集与传输监测、以及3G手机无线视频监控与数据上网等。
系统多网合一：支持煤矿光纤环网接入，并与RFID人员定位、现场视频监控、井下综合自动化并网传输与统一通信。
应急指挥通讯：系统支持单机便携或车载移动通信，可实现现场应急指挥调度、遇险人员位置定向探测、有害环境监测与数据回传、专网短信群发示警与手机联动短信告警、移动救援通讯、以及救援现场3G手机图像回传与移动视频监控等。
便携与易用性：尺寸与普通录像机相当，重量仅为10Kg，但系统功能集成度非常高，设备出厂数据固化，系统智能自动化自检，无需人工维护开机即用，产品具备体积小、易便携、组网快、免维护、价格低、以及无线通讯与人员定位双网合一等技术优势，适用于中小工矿企业无线通讯、矿井机车调度、井下应急救援通讯、车载移动通信、高校无线电教学实训等领域。
本系统采用WCDMA制式通信，其上行带宽可达5M，下行带宽可达7M，是PHS小灵通的5倍，WIFI的2倍，TD-SCDMA伪3G的4倍，数字集群对讲的20倍。室外WCDMA飞蜂窝基站8单个基站可同时接入32路手机，是WIFI的4倍，PHS小灵通的10倍，数字集群对讲的30倍。同时，WCDMA还支持32路语音/2路视频/1路数据上网同步无线传输。同时，WCDMA制式通信不会像TD-SCDMA制式通信那样对电信公网产生严重干扰，可真正实现企业专网与电信公网的互联互通。室外WCDMA飞蜂窝基站8无遮挡的覆盖半径达到1公里，并具备空口信道侦测与自动分配技术，提高了整个系统的抗干扰能力，可保证3G手机在企业专网和电信公网中的可靠统一通信，实现一机双网与无缝漫游切换。本系统中的各基站、网关等建立在以太网传输的信息交互平台上，可与企业内部光纤环网和其它分系统实现无缝互联，满足企业统一即时通信与一体化协同办公的需求。
上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种矿井无线通讯与人员定位系统，其特征在于，包括地上部分和井下部分；
所述井下部分包括电话交换机、WCDMA基站网关、分布设置在矿井下的若干WCDMA基站和XGP基站、佩戴于井下人员身上的无线通信设备；
所述地上部分包括人员定位系统和电话网络；
所述人员定位系统和所述电话网络通过光纤与所述电话交换机通信连接，所述电话交换机与所述WCDMA基站网关和所述XGP基站通信连接，所述WCDMA基站网关与所述WCDMA基站通信连接，所述无线通信设备能够与所述WCDMA基站和XGP基站通信连接，从而使所述人员定位系统和所述电话网络与所述WCDMA基站和XGP基站之间能够通信；
所述人员定位系统能够从所述WCDMA基站和/或XGP基站接收所述无线通信设备的无线信号，并根据所述无线信号对所述无线通信设备进行定位；
所述电话网络能够通过所述WCDMA基站和/或XGP基站与所述无线通信设备进行通信。
2.如权利要求1所述的矿井无线通讯与人员定位系统，其特征在于，所述地上部分还包括视频监控系统，所述井下部分还包括佩戴于所述井下人员身上的摄像设备，所述视频监控系统通过所述光纤与所述电话交换机通信连接，使得所述视频监控系统与所述WCDMA基站和XGP基站之间能够通信；
所述视频监控系统能够从所述WCDMA基站和/或XGP基站接收所述摄像设备拍摄的视频图像。
3.如权利要求1所述的矿井无线通讯与人员定位系统，其特征在于，所述井下部分还包括用于测量井下环境参数的环境探测设备，所述环境探测设备与所述XGP基站通信连接。
4.如权利要求1所述的矿井无线通讯与人员定位系统，其特征在于，所述井下部分还包括矿用本安型防爆电话；所述矿用本安型防爆电话与所述电话交换机通信连接。
5.如权利要求1所述的矿井无线通讯及人员定位系统，其特征在于，所述井下部分还包括佩戴于所述井下人员身上的RFID射频识别电子标签和用于对所述射频识别电子标签进行定位的RFID定位基站；
所述RFID定位基站与所述WCDMA基站和/或XGP基站之间能够通信，从而使所述人员定位系统与所述RFID定位基站之间能够通信；
所述人员定位系统接收所述RFID定位基站检测到的RFID射频识别电子标签的信号，并根据所述RFID射频识别电子标签的信号对所述RFID射频识别电子标签进行定位。
6.如权利要求1所述的矿井无线通信及人员定位系统，其特征在于，所述电话交换机上设置有用于与所述移动交换与调度定位主机通信的若干E1接口、LAN接口和CTI接口。
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