CN117155480B - 一种便携式井下无线通信装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式井下无线通信装置及方法，涉及井下无线通信技术领域，包括无线通信模块、紧急通信模块和挂载件，所述无线通信模块和紧急通信模块分别安装在挂载件上。本发明正常情况下通过基于ZigBee通信技术的ZigBee无线收发模块实现井下与地面高质量的无线通信；当出现井下紧急情况时通过紧急通信模块实现紧急通信，振动通信调制控制模块根据紧急通信信息录入模块录入的紧急通信信息进行编译后，控制机械式振动发生模块进行编译后的波形进行振动，并通过振动传导给地面，地面工作人员在正常通信中断后应立即进行机械波通信的监听，通过监听的机械波信息进行编译，最终得到紧急通信信息，从而实现了井下紧急情况下的应急通信。

Description

一种便携式井下无线通信装置及方法

技术领域

本发明涉及井下无线通信技术领域，尤其是涉及一种便携式井下无线通信装置及方法。

背景技术

我国各种矿产资源十分丰富，但同时消耗也比较大，随着社会经济的快速发展和人们生活水平的不断提升，各行各业对不同矿产资源的需求量也在持续增加，在实际开采过程中井下作业次数也有所增加，井下开采具有地形复杂、深度未知以及空气稀薄等特点，在实际开采过程中很容易遇到各种各样意想不到的困难，严重威胁着施工人员的生命安全。在此背景之下发展井下无线通信技术就成了必然的发展趋势。

正常情况下的井下无线通信技术主要基于设置在井下不同节点的通信基站实现，能够实现很好的无线通信网络，但是这种通信方法在应对井下事故的紧急通信时效果却不理想，往往会因为节点处的通信基站被破坏导致无法进行紧急通信。

公开号为CN102291851A的发明专利公开了一种矿井实时通讯方法，旨在提供一种可实现井下作业工业之间以及井上人员与井下作业人员之间进行实时通讯的方法，其包括：在井下设置依次相连的若干基站，并使所述基站与井上的程控交换机建立通讯连接；在井下作业人员身上设置位于基站内并受其所属基站管理和控制的ZigBee移动终端；利用所述基站和ZigBee移动终端构建基于IEEE802.15.4无线网络协议的无线通信网络；各基站和该基站内的ZigBee移动终端之间采用基于IEEE802.15.4无线网络协议进行无线通信。可用于矿井调度和应急救援等。

上述通信方案主要基于ZigBee无线通信技术实现，通过多个ZigBee无线终端、基站组网实现井下的无线通信，但是ZigBee无线通信技术的对于障碍物遮挡的穿透能力较差，在井下出现紧急情况时，虽然ZigBee无线通信技术可以在断电情况下进行信号的收发，如果出现塌方等大厚度的遮挡，ZigBee无线通信几乎无法实现无线通信。

发明内容

为了解决井下紧急情况下的无线通信技术问题，本发明提供一种便携式井下无线通信装置及方法。采用如下的技术方案：

一种便携式井下无线通信装置，包括无线通信模块、紧急通信模块和挂载件，所述无线通信模块和紧急通信模块分别安装在挂载件上，所述挂载件安装在穿戴件上；

所述无线通信模块与设置在井下节点的通信基站无线通信连接，并通过通信基站与地面控制中心实现无线通信；

所述紧急通信模块用于无线通信模块通信失效状态下进行应急通信，紧急通信模块包括紧急通信信息录入模块、机械式振动发生模块、振动传导模块和振动通信调制控制模块，所述紧急通信信息录入模块用于录入紧急通信信息，并与振动通信调制控制模块通信连接，振动通信调制控制模块控制机械式振动发生模块生成附加紧急通信信息的机械振动波数据，机械式振动发生模块的输出端通过振动传导模块传导附加紧急通信信息的机械振动，所述振动传导模块的末端抵在井下的金属件处，通过金属件传导附加紧急通信信息的机械振动波，地面中心接收附加紧急通信信息的机械振动波进行编译得到紧急通信信息。

通过采用上述技术方案，挂载件可以是集成的壳体，穿戴件可以是腰带、头盔等可以井下携带的装置，井下的无线通信基于两个模块实现，在正常情况下，可以通过无线通信模块获得很好的通信质量，比如可以实现数据的实时传输、音视频的实时传输；

当出现井下事故时，通信基站很可能遭到破坏，或者通信基站与无线通信模块之间很可能出现大厚度的阻挡，这就导致井下正常的无线通信很可能无法实现，然而在出现上述情况时，井下作业的被困人员却急需与地面进行通信，主要是告知被困地点和人员信息，这样会为救援提供宝贵的信息。

这时可以通过紧急通信模块实现紧急通信，井下金属件一般指连接井下与地面的金属轨道或金属管道，振动通信调制控制模块根据紧急通信信息录入模块录入的紧急通信信息进行编译后，控制机械式振动发生模块进行编译后的波形进行振动，并通过振动传导模块将携带紧急通信信息的机械波传导给金属件，最终通过金属件传导给地面，地面工作人员在正常通信中断后应立即进行机械波通信的监听，通过监听的机械波信息进行编译，最终得到紧急通信信息，从而实现了井下紧急情况下的应急通信，为救援提供更加准确的数据。

可选的，所述紧急通信信息录入模块包括信息录入控制按键、收音麦克风、语音识别芯片、信息存储器、录入主控芯片和信息显示器，所述收音麦克风用于收集井下人员的紧急通信信息，并传输给语音识别芯片，语音识别芯片将语音信息转化为数字信号，并与录入主控芯片通信连接，所述录入主控芯片控制信息显示器显示录入的紧急通信信息，所述录入主控芯片与振动通信调制控制模块通信连接，所述信息录入控制按键与录入主控芯片通信连接，用于控制开关录音和确定紧急通信信息内容。

通过采用上述技术方案，紧急通信信息录入模块用于实现紧急情况下的信息录入，在紧急状况下进行语音录入较为容易实现，在现有的语音识别技术下，语音识别芯片可以较为准确快速地将语音信息识别为文字信息，语音识别芯片将识别的结果传输给录入主控芯片，录入主控芯片再通过信息显示器进行显示，在经过确认后再进行发送，避免发送误识别的信息。

可选的，信息录入控制按键包括开关录音按键和确认发送信息按键，所述开关录音按键和确认发送信息按键分别与录入主控芯片通信连接。

通过采用上述技术方案，开关录音按键和确认发送信息按键的配合可以更加便捷地实现信息的录入和发送。

可选的，机械式振动发生模块包括振动马达和振动控制芯片，所述振动控制芯片与振动通信调制控制模块通信连接，并控制振动马达的执行动作。

通过采用上述技术方案，振动马达可以是类似智能手机的振动马达，可以在振动控制芯片的控制下，可以实现不同特征的振动，例如实现单次振动的振幅控制，两次振动的间隔控制等，通过不同振动的控制可以实现匹配不同的紧急通信信息。

可选的，振动通信调制控制模块包括AI芯片和内容编译存储器，所述内容编译存储器存储紧急通信内容编译数据库，紧急通信内容编译数据库包括位置代码数据库、常用救援用语数据库和井下人员名字数据库，所述AI芯片分别与录入主控芯片和振动控制芯片通信连接，AI芯片解析录入主控芯片传输的紧急通信信息的数字信号，并基于紧急通信内容编译数据库进行编译，生成振动控制指令，并传输给振动控制芯片，振动控制芯片控制振动马达按照振动控制指令进行振动。

通过采用上述技术方案，振动通信调制控制模块的实现主要依靠AI芯片对内容编译存储器内存储紧急通信内容编译数据库的调用匹配来实现，紧急通信内容编译数据库包括但不限于位置代码数据库、常用救援用语数据库和井下人员名字数据库；

其中位置代码数据库可以根据井下的不同节点进行信息预设，当井下人员进行被困地点描述后，被困地点会被对应地转化为位置代码数据库对应设置的地点代码，例如井下运输巷可以设置对应的01025，井下材料巷道可以设置对应的01028，当然井下人员也应当进行紧急情况下的培训，这样才能更加准确地描述被困地点，由于井下人员肯定是在编人员，因此在井下人员名字数据库有对应的代码，例如张三可以设置对应的00055，李四可以设置对应的00056；对于常用救援用语数据库可以包括有无食物、有无饮水等情况，可以根据实际情况进行不同的代码约定；

在地面控制中心布置同样的紧急通信内容编译数据库，在地面监听到通信机械波后，基于紧急通信内容编译数据库进行编译就可以实现紧急通信。

可选的，振动传导模块包括振动传导柱和护套，紧急通信时，所述振动传导柱的一端固定安装在振动马达的振动端，另一端抵住金属件，所述护套套装在振动传导柱表面。

通过采用上述技术方案，振动传导模块采用振动传导柱来进行振动传导，优选铜质材料制成，可以是直径大于10mm 的铜柱，长度为不超过100mm。

可选的，金属件是连接井下与地面的金属轨道或金属管道，每隔设定距离，在金属件的表面设置用于紧急通信的凹槽。

通过采用上述技术方案，在进行通信时，将振动传导柱抵在凹槽处，能提升机械波的传递稳定性，提升通信质量。

可选的，无线通信模块是ZigBee无线通信终端，无线通信模块包括ZigBee无线收发模块、音视频模块和通信控制模块，所述ZigBee无线收发模块与设置在井下节点的通信基站无线通信连接，所述音视频模块与ZigBee无线收发模块通信连接，将通信的数据处理转化为音视频信号并播放，所述通信控制模块分别与ZigBee无线收发模块和音视频模块通信连接，分别控制ZigBee无线收发模块和音视频模块的执行动作。

通过采用上述技术方案，ZigBee无线收发模块基本采用现有的成熟ZigBee无线通信终端实现，可以在通信基站的转发下实现井下与地面的高质量无线通信。

可选的，还包括电池组，所述电池组分别为各电器件供电。

通过采用上述技术方案，电池组采用锂电池组，在每次下井前应当充满电，满足一次下井的通信需求，在紧急情况时，满足紧急通信需求。

一种便携式井下无线通信方法，采用一种便携式井下无线通信装置进行井下紧急通信，包括以下步骤：

步骤1，当井下人员发现出现突发情况时，若ZigBee无线收发模块正常通信，通过ZigBee无线收发模块将被困信息发送给地面控制中心；

步骤2，若井下人员通过ZigBee无线收发模块无法实现无线通信，则通过紧急通信模块进行紧急通信；

按下开关录音按键，进行语音录入紧急通信信息，录入的紧急通信信息包括被困人员姓名和被困地点，收音麦克风收集语音信息并传输给语音识别芯片，语音识别芯片将语音信息转化为数字信号并传输给录入主控芯片，录入主控芯片控制信息显示器显示录入的紧急通信信息，井下人员确认后按下确认发送信息按键，同时取下护套，将振动传导柱抵在金属件的凹槽处；

步骤3，振动控制芯片控制振动马达重复发生携带紧急通信信息的机械波；

步骤4，地面工作人员在发现ZigBee无线收发模块无法实现无线通信时，开始在金属件位于地面的端部进行机械波监测，并基于监测的结果进行翻译，翻译基于紧急通信内容编译数据库实现，翻译结果显示在地面控制中心的显示屏，实现紧急通信。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

本发明能提供一种便携式井下无线通信装置及方法，正常情况下，通过基于ZigBee通信技术的ZigBee无线收发模块实现井下与地面高质量的无线通信；

当出现井下紧急情况时通过紧急通信模块实现紧急通信，振动通信调制控制模块根据紧急通信信息录入模块录入的紧急通信信息进行编译后，控制机械式振动发生模块进行编译后的波形进行振动，并通过振动传导模块将携带紧急通信信息的机械波传导给金属件，最终通过金属件传导给地面，地面工作人员在正常通信中断后应立即进行机械波通信的监听，通过监听的机械波信息进行编译，最终得到紧急通信信息，从而实现了井下紧急情况下的应急通信，为救援提供更加准确的数据，给予紧急情况下井下被困人员的通信保障。

附图说明

图1是本发明一种便携式井下无线通信装置的电器件连接原理示意图；

图2是本发明一种便携式井下无线通信装置紧急通信信息录入模块的电器件连接原理示意图；

图3是本发明一种便携式井下无线通信装置的结构示意图；

图4是本发明一种便携式井下无线通信装置使用状态振动传导柱与金属件接触状态示意图。

附图标记说明：1、无线通信模块；11、ZigBee无线收发模块；12、音视频模块；13、通信控制模块；2、紧急通信模块；21、紧急通信信息录入模块；211、信息录入控制按键；2111、开关录音按键；2112、确认发送信息按键；212、收音麦克风；213、语音识别芯片；214、信息存储器；215、录入主控芯片；216、信息显示器；22、机械式振动发生模块；221、振动马达；222、振动控制芯片；231、振动传导柱；24、振动通信调制控制模块；241、AI芯片；242、内容编译存储器；3、挂载件；4、穿戴件；5、电池组；10、地面控制中心；100、通信基站；101、金属件；1011、凹槽；102、通信内容编译数据库；103、位置代码数据库；104、常用救援用语数据库；105、井下人员名字数据库。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例公开一种便携式井下无线通信装置及方法。

参照图1－图4，实施例1，一种便携式井下无线通信装置，包括无线通信模块1、紧急通信模块2和挂载件3，无线通信模块1和紧急通信模块2分别安装在挂载件3上，挂载件3安装在穿戴件4上；

无线通信模块1与设置在井下节点的通信基站100无线通信连接，并通过通信基站100与地面控制中心10实现无线通信；

紧急通信模块2用于无线通信模块1通信失效状态下进行应急通信，紧急通信模块2包括紧急通信信息录入模块21、机械式振动发生模块22、振动传导模块和振动通信调制控制模块24，紧急通信信息录入模块21用于录入紧急通信信息，并与振动通信调制控制模块24通信连接，振动通信调制控制模块24控制机械式振动发生模块22生成附加紧急通信信息的机械振动波数据，机械式振动发生模块22的输出端通过振动传导模块传导附加紧急通信信息的机械振动，振动传导模块的末端抵在井下的金属件101处，通过金属件101传导附加紧急通信信息的机械振动波，地面中心接收附加紧急通信信息的机械振动波进行编译得到紧急通信信息。

挂载件3可以是集成的壳体，穿戴件4可以是腰带、头盔等可以井下携带的装置，井下的无线通信基于两个模块实现，在正常情况下，可以通过无线通信模块1获得很好的通信质量，比如可以实现数据的实时传输、音视频的实时传输；

当出现井下事故时，通信基站100很可能遭到破坏，或者通信基站100与无线通信模块1之间很可能出现大厚度的阻挡，这就导致井下正常的无线通信很可能无法实现，然而在出现上述情况时，井下作业的被困人员却急需与地面进行通信，主要是告知被困地点和人员信息，这样会为救援提供宝贵的信息。

这时可以通过紧急通信模块2实现紧急通信，井下金属件101一般指连接井下与地面的金属轨道或金属管道，振动通信调制控制模块24根据紧急通信信息录入模块21录入的紧急通信信息进行编译后，控制机械式振动发生模块22进行编译后的波形进行振动，并通过振动传导模块将携带紧急通信信息的机械波传导给金属件101，最终通过金属件101传导给地面，地面工作人员在正常通信中断后应立即进行机械波通信的监听，通过监听的机械波信息进行编译，最终得到紧急通信信息，从而实现了井下紧急情况下的应急通信，为救援提供更加准确的数据。

实施例2，紧急通信信息录入模块21包括信息录入控制按键211、收音麦克风212、语音识别芯片213、信息存储器214、录入主控芯片215和信息显示器216，收音麦克风212用于收集井下人员的紧急通信信息，并传输给语音识别芯片213，语音识别芯片213将语音信息转化为数字信号，并与录入主控芯片215通信连接，录入主控芯片215控制信息显示器216显示录入的紧急通信信息，录入主控芯片215与振动通信调制控制模块24通信连接，信息录入控制按键211与录入主控芯片215通信连接，用于控制开关录音和确定紧急通信信息内容。

紧急通信信息录入模块21用于实现紧急情况下的信息录入，在紧急状况下进行语音录入较为容易实现，在现有的语音识别技术下，语音识别芯片213可以较为准确快速地将语音信息识别为文字信息，语音识别芯片213将识别的结果传输给录入主控芯片215，录入主控芯片215再通过信息显示器216进行显示，在经过确认后再进行发送，避免发送误识别的信息。

实施例3，信息录入控制按键211包括开关录音按键2111和确认发送信息按键2112，开关录音按键2111和确认发送信息按键2112分别与录入主控芯片215通信连接。

开关录音按键2111和确认发送信息按键2112的配合可以更加便捷地实现信息的录入和发送。

实施例4，机械式振动发生模块22包括振动马达221和振动控制芯片222，振动控制芯片222与振动通信调制控制模块24通信连接，并控制振动马达221的执行动作。

振动马达221可以是类似智能手机的振动马达，可以在振动控制芯片222的控制下，可以实现不同特征的振动，例如实现单次振动的振幅控制，两次振动的间隔控制等，通过不同振动的控制可以实现匹配不同的紧急通信信息。

实施例5，振动通信调制控制模块24包括AI芯片241和内容编译存储器242，内容编译存储器242存储紧急通信内容编译数据库102，紧急通信内容编译数据库102包括位置代码数据库103、常用救援用语数据库104和井下人员名字数据库105，AI芯片241分别与录入主控芯片215和振动控制芯片222通信连接，AI芯片241解析录入主控芯片215传输的紧急通信信息的数字信号，并基于紧急通信内容编译数据库102进行编译，生成振动控制指令，并传输给振动控制芯片222，振动控制芯片222控制振动马达221按照振动控制指令进行振动。

振动通信调制控制模块24的实现主要依靠AI芯片241对内容编译存储器242内存储紧急通信内容编译数据库102的调用匹配来实现，紧急通信内容编译数据库102包括但不限于位置代码数据库103、常用救援用语数据库104和井下人员名字数据库105；

其中位置代码数据库103可以根据井下的不同节点进行信息预设，当井下人员进行被困地点描述后，被困地点会被对应地转化为位置代码数据库103对应设置的地点代码，例如井下运输巷可以设置对应的01025，井下材料巷道可以设置对应的01028，当然井下人员也应当进行紧急情况下的培训，这样才能更加准确地描述被困地点，由于井下人员肯定是在编人员，因此在井下人员名字数据库105有对应的代码，例如张三可以设置对应的00055，李四可以设置对应的00056；对于常用救援用语数据库104可以包括有无食物、有无饮水等情况，可以根据实际情况进行不同的代码约定；

地面控制中心10一般指的是带有大屏显示的计算机，在地面控制中心10布置同样的紧急通信内容编译数据库102，在地面监听到通信机械波后，基于紧急通信内容编译数据库102进行编译就可以实现紧急通信。

实施例6，振动传导模块包括振动传导柱231和护套，紧急通信时，振动传导柱231的一端固定安装在振动马达221的振动端，另一端抵住金属件101，护套套装在振动传导柱231表面。

振动传导模块采用振动传导柱231来进行振动传导，优选铜质材料制成，可以是直径大于10mm 的铜柱，长度为不超过100mm。

实施例7，金属件101是连接井下与地面的金属轨道或金属管道，每隔设定距离，在金属件101的表面设置用于紧急通信的凹槽1011。

在进行通信时，将振动传导柱231抵在凹槽1011处，能提升机械波的传递稳定性，提升通信质量。

实施例8，无线通信模块1是ZigBee无线通信终端，无线通信模块1包括ZigBee无线收发模块11、音视频模块12和通信控制模块13，ZigBee无线收发模块11与设置在井下节点的通信基站100无线通信连接，音视频模块12与ZigBee无线收发模块11通信连接，将通信的数据处理转化为音视频信号并播放，通信控制模块13分别与ZigBee无线收发模块11和音视频模块12通信连接，分别控制ZigBee无线收发模块11和音视频模块12的执行动作。

ZigBee无线收发模块11基本采用现有的成熟ZigBee无线通信终端实现，可以在通信基站100的转发下实现井下与地面的高质量无线通信。

实施例9，还包括电池组5，电池组5分别为各电器件供电。

电池组5采用锂电池组，在每次下井前应当充满电，满足一次下井的通信需求，在紧急情况时，满足紧急通信需求。

实施例10，一种便携式井下无线通信方法，采用一种便携式井下无线通信装置进行井下紧急通信，包括以下步骤：

步骤1，当井下人员发现出现突发情况时，若ZigBee无线收发模块11正常通信，通过ZigBee无线收发模块11将被困信息发送给地面控制中心10；

步骤2，若井下人员通过ZigBee无线收发模块11无法实现无线通信，则通过紧急通信模块2进行紧急通信；

按下开关录音按键2111，进行语音录入紧急通信信息，录入的紧急通信信息包括被困人员姓名和被困地点，收音麦克风212收集语音信息并传输给语音识别芯片213，语音识别芯片213将语音信息转化为数字信号并传输给录入主控芯片215，录入主控芯片215控制信息显示器216显示录入的紧急通信信息，井下人员确认后按下确认发送信息按键2112，同时取下护套，将振动传导柱231抵在金属件101的凹槽1011处；

步骤3，振动控制芯片222控制振动马达221重复发生携带紧急通信信息的机械波；

步骤4，地面工作人员在发现ZigBee无线收发模块11无法实现无线通信时，开始在金属件101位于地面的端部进行机械波监测，并基于监测的结果进行翻译，翻译基于紧急通信内容编译数据库102实现，翻译结果显示在地面控制中心10的显示屏，实现紧急通信。

以上均为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种便携式井下无线通信装置，其特征在于：包括无线通信模块（1）、紧急通信模块（2）和挂载件（3），所述无线通信模块（1）和紧急通信模块（2）分别安装在挂载件（3）上，所述挂载件（3）安装在穿戴件（4）上；

所述无线通信模块（1）与设置在井下节点的通信基站（100）无线通信连接，并通过通信基站（100）与地面控制中心（10）实现无线通信；

所述紧急通信模块（2）用于无线通信模块（1）通信失效状态下进行应急通信，紧急通信模块（2）包括紧急通信信息录入模块（21）、机械式振动发生模块（22）、振动传导模块和振动通信调制控制模块（24），所述紧急通信信息录入模块（21）用于录入紧急通信信息，并与振动通信调制控制模块（24）通信连接，振动通信调制控制模块（24）控制机械式振动发生模块（22）生成附加紧急通信信息的机械振动波数据，机械式振动发生模块（22）的输出端通过振动传导模块传导附加紧急通信信息的机械振动，所述振动传导模块的末端抵在井下的金属件（101）处，通过金属件（101）传导附加紧急通信信息的机械振动波，地面控制中心（10）接收附加紧急通信信息的机械振动波进行编译得到紧急通信信息；

所述紧急通信信息录入模块（21）包括信息录入控制按键（211）、收音麦克风（212）、语音识别芯片（213）、信息存储器（214）、录入主控芯片（215）和信息显示器（216），所述收音麦克风（212）用于收集井下人员的紧急通信信息，并传输给语音识别芯片（213），语音识别芯片（213）将语音信息转化为数字信号，并与录入主控芯片（215）通信连接，所述录入主控芯片（215）控制信息显示器（216）显示录入的紧急通信信息，所述录入主控芯片（215）与振动通信调制控制模块（24）通信连接，所述信息录入控制按键（211）与录入主控芯片（215）通信连接，用于控制开关录音和确定紧急通信信息内容；

信息录入控制按键（211）包括开关录音按键（2111）和确认发送信息按键（2112），所述开关录音按键（2111）和确认发送信息按键（2112）分别与录入主控芯片（215）通信连接；

机械式振动发生模块（22）包括振动马达（221）和振动控制芯片（222），所述振动控制芯片（222）与振动通信调制控制模块（24）通信连接，并控制振动马达（221）的执行动作；

振动通信调制控制模块（24）包括AI芯片（241）和内容编译存储器（242），所述内容编译存储器（242）存储紧急通信内容编译数据库（102），紧急通信内容编译数据库（102）包括位置代码数据库（103）、常用救援用语数据库（104）和井下人员名字数据库（105），所述AI芯片（241）分别与录入主控芯片（215）和振动控制芯片（222）通信连接，AI芯片（241）解析录入主控芯片（215）传输的紧急通信信息的数字信号，并基于紧急通信内容编译数据库（102）进行编译，生成振动控制指令，并传输给振动控制芯片（222），振动控制芯片（222）控制振动马达（221）按照振动控制指令进行振动；

振动传导模块包括振动传导柱（231）和护套，紧急通信时，所述振动传导柱（231）的一端固定安装在振动马达（221）的振动端，另一端抵住金属件（101），所述护套套装在振动传导柱（231）表面；

金属件（101）是连接井下与地面的金属轨道或金属管道，每隔设定距离，在金属件（101）的表面设置用于紧急通信的凹槽（1011）。

2.根据权利要求1所述的一种便携式井下无线通信装置，其特征在于：无线通信模块（1）是ZigBee无线通信终端，无线通信模块（1）包括ZigBee无线收发模块（11）、音视频模块（12）和通信控制模块（13），所述ZigBee无线收发模块（11）与设置在井下节点的通信基站（100）无线通信连接，所述音视频模块（12）与ZigBee无线收发模块（11）通信连接，将通信的数据处理转化为音视频信号并播放，所述通信控制模块（13）分别与ZigBee无线收发模块（11）和音视频模块（12）通信连接，分别控制ZigBee无线收发模块（11）和音视频模块（12）的执行动作。

3.根据权利要求2所述的一种便携式井下无线通信装置，其特征在于：还包括电池组（5），所述电池组（5）分别为各电器件供电。

4.一种便携式井下无线通信方法，其特征在于：采用权利要求3所述的一种便携式井下无线通信装置进行井下紧急通信，包括以下步骤：

步骤1，当井下人员发现出现突发情况时，若ZigBee无线收发模块（11）正常通信，通过ZigBee无线收发模块（11）将被困信息发送给地面控制中心（10）；

步骤2，若井下人员通过ZigBee无线收发模块（11）无法实现无线通信，则通过紧急通信模块（2）进行紧急通信；

按下开关录音按键（2111），进行语音录入紧急通信信息，录入的紧急通信信息包括被困人员姓名和被困地点，收音麦克风（212）收集语音信息并传输给语音识别芯片（213），语音识别芯片（213）将语音信息转化为数字信号并传输给录入主控芯片（215），录入主控芯片（215）控制信息显示器（216）显示录入的紧急通信信息，井下人员确认后按下确认发送信息按键（2112），同时取下护套，将振动传导柱（231）抵在金属件（101）的凹槽（1011）处；

步骤3，振动控制芯片（222）控制振动马达（221）重复发生携带紧急通信信息的机械波；

步骤4，地面工作人员在发现ZigBee无线收发模块（11）无法实现无线通信时，开始在金属件（101）位于地面的端部进行机械波监测，并基于监测的结果进行翻译，翻译基于紧急通信内容编译数据库（102）实现，翻译结果显示在地面控制中心（10）的显示屏，实现紧急通信。