CN202194689U - 煤矿井下预警信息寻呼系统 - Google Patents

Abstract

一种煤矿井下预警信息寻呼系统，它包括客户端子系统、服务器子系统和井下无线网络子系统，其中客户端子系统与服务器子系统相互通信连接，服务器子系统与井下无线网络子系统相互通信连接；所述的客户端子系统由至少一台PC机构成，每台PC机均通过通讯模块与服务器子系统相连接；所述的服务器子系统由一台或多台主控器构成，它负责与井下无线网络子系统进行通信，并为客户端提供信息服务；所述的井下无线网络子系统包括无线控制器以及与无线控制器相连接的至少一个无线子网，每个无线子网由无线中继器和至少一个无线终端构成。

Description

煤矿井下预警信息寻呼系统

技术领域

本实用新型涉及一种通信系统，具体地说是涉及一种应用在煤矿领域中的井下预警信息寻呼系统。

背景技术

针对煤矿下的特殊领域，目前市面上存在多种解决方案来解决煤矿井下与井上间的互相通讯、及井下人员定位显示。

一、无线小灵通技术的井下通讯与定位

无线中心控制器通过数字中继器与矿交换机组网，可组成井上、井下立体有线、无线调度通讯网。通过以设备来完成通讯与定位功能：井下防爆基站通过双绞线与无线中心控制器连接，接收信息与馈电；信号通过基站的射频发射波发射，与无线定位手机之间形成无线网络。

基站延伸器拥有4路ISDN再生功能。增强型定位终端，除了具一般的小灵通功能外，还具有定时上报定位信息、呼叫紧急信息号码、接收来自于上层的定位查询。定位器是具备电源指示，紧急呼叫按钮、间隔上报定位信息与接收上层的定位查询。

使用该技术的主要缺点：

（1）小灵通技术使用于井下已经被国家有关部门禁止；

（2）小灵通设备功能繁多，很难于使用于井下如开凿面等多燥声、多电磁等复杂环境。

（3）定位是基于定位卡、精度难于保证。

二、WIfi技术

利用WIfi无线本安基站建立无线井下WIfi无线网络，并通过线缆与井上有线网络相联接，完成井上、井下信息互通。再通过专用接收设备完成信息的接收、发送与显示。利用井下铺设的本安型无线基站完成基站定位，定位精度50米。

它的主要缺点是：

（1）通讯距离比短；由于井下电磁环境复杂、特别是采掘面，造成WIfi无线通讯可靠性降低，必需增大基站的布设密度，成本比较大功；

（2）每个Wifi基站所携带的终端数量有限，在井下人员密集环境下，基站负载加大、通讯不畅；

（3）Wifi无线通讯耗电量大，因此井下待机时间短，成本高。

三、RFid识别卡技术

在井下布满ＲＦＩＤ识别设备，并用线缆将这些识别器连接起来，并与井下上有线网络连接起来；当带有ＲＦＩＤ卡通过时，识别设备就将采集的识别卡信息传送到井上，并由此得到人员的位置信息。主要缺点：

（１）有线识别，功能单一；

（２）无法完成井下、井上信息互通；

（３）ＲＦＩＤ识别设备密度大，成本比较高。

四、ZigBee无线通讯技术

采用ZigBee无线通讯模块研发ZigBee无线通讯基站、通讯终端并与井上网络相连接、完成信息发送接收与定位。但ZigBee的通讯频率为２.４ＧＨＺ－２.５ＧＨＺ的微波段，很难在井下复杂的电磁环境下工作、并且通讯距离比较短，只有30-100米，将来成本比较高。目前还没有发现采用ZigBee技术的井下矿用设备。主要缺点：

（１）通讯距离短、成本高；

（２）通讯频率为高频段，很难适用于井下高瓦斯环境。

五、基于蓝牙无线通讯与定位

这种蓝牙井下无线定位系统，包括蓝牙基站、蓝牙移动站和监控主机；若干个蓝牙基站固定布置于矿井内，蓝牙基站之间通过有线和/或无线网络连接；蓝牙移动站采用现有带蓝牙芯片的模块，与蓝牙基站无线连接；蓝牙基站与监控主机之间通过有线网络连接。主要缺点：

（１）通讯距离极短,只有10多米，成本高；

（２）通讯频率为高频段，很难适用于井下高瓦斯环境。

发明内容

本实用新型的目的是建立一套通信系统，做到及时发现井下险情、及时处理险情以及及时疏散井下工人，从而最小化矿下作业生产事故所造成的生命和财产的损失。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型包括客户端子系统、服务器子系统和井下无线网络子系统，其中客户端子系统与服务器子系统相互通信连接，服务器子系统与井下无线网络子系统相互通信连接；

所述的客户端子系统由至少一台PC机构成，每台PC机均通过通讯模块与服务器子系统相连接；

所述的服务器子系统由一台或多台主控器构成，它负责与井下无线网络子系统进行通信，并为客户端提供信息服务；

所述的井下无线网络子系统包括无线控制器以及与无线控制器相连接的至少一个无线子网，每个无线子网由无线中继器和至少一个无线终端构成。

所述的无线终端是指配戴在矿下工人身上的无线信息收发机。

采用上述技术方案的本实用新型，以计算机、网络和无线通信技术为手段实现井上和井下的信息互通；井上指挥能够利用本系统快速的向井下工人传递信息，而井下工人也能在发现紧急情况时及时向井上反馈信息；并实现对井下工人的简单定位。从而可以及时发现井下险情、及时处理险情以及及时疏散井下工人，最小化地降低矿下作业生产事故所造成的生命和财产的损失。

附图说明

图1为本实用新型的总体框图。

图2为本实用新型的网络拓扑图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括客户端子系统、服务器子系统和井下无线网络子系统，其中客户端子系统与服务器子系统相互通信连接，服务器子系统与井下无线网络子系统相互通信连接。

如图2所示，上述的客户端子系统由至少一台PC机构成，每台PC机均通过通讯模块与服务器子系统相连接，使用服务器提供的电子地图监控、收发井下信息等功能。客户端子系统供终端用户使用，提供可视操作界面，接受用户输入并连接服务器进行处理后向用户呈现处理结果，为用户使用本系统提供人机接口。

上述的服务器子系统由一台工控机构成，它负责与井下无线网络子系统进行通信，接收井下无线网络发送的各种数据并更新自己的内存状态或通知已连接的客户端子系统；服务器负责与客户端子系统通信，验证客户端的登录请求，并为客户端子系统提供服务。

上述的井下无线网络子系统包括无线控制器以及与无线控制器相连接的至少一个无线子网，每个无线子网由无线中继器和至少一个无线终端构成，其中，无线子网通过无线控制器经由环网接入到井上的工业网中。井下无线网络子系统中存在多个井下无线子网，服务器必须负责与多个无线子网交互。

无线控制器的功能相当于路由器，用于实现工业环网和矿下无线子网间的数据转发。它的位置固定并以网线接入工业环网交换机，其负责调度连接本控制器的所有基站的通信和设备检测。设备是IP设备，通过TCP/IP协议与上位机通讯，负责接收上位机的指令或数据，并通过无线模块向矿下无线中继器AP或无线传呼机转发，接收无线中继器AP或无线传呼机的指令或数据并通过工业环网向上位机转发。

在矿下坑道中按需放置多个无线中继器AP以扩展无线信号覆盖范围并作为工人传呼机接入网络的接入点，为工人的传呼机提供无线接入服务以及数据转发。无线中继器AP可自动连接至无线控制器或其它无线中继器AP，可以级联的方式增加无线信号传输距离。每个无线中继器AP可以向下级分发双路485通讯线路，各路均可再连接后续无线基站，形成树状网络。

无线传呼机为配戴在井下工人身上的无线收发设备，用于预警信息的接收、显示/报警、输入和发送。可自动检测周围的无线中继器AP并与之相联。它具有自动漫游功能，即在离开某一无线中继器AP的信号覆盖范围后自动接入其它可用的无线中继器AP。当遇到非常紧急的事件时，可在逃跑途中长按紧急按钮将灾难信息上报至井上。软件平台提供刷机程序，可硬件级的修改终端设备ID，平台提供测试功能，可在井上对终端设备进行如下测试：对被检测设备进行ID呼叫，广播呼叫，区域呼叫，编组呼叫，以保证其声光警示的正常工作,对被检测设备进行信息发送，检查其信息接收及显示功能，接收被检测设备上传信息，测试其应急上传功能。

Claims (2)

1.一种煤矿井下预警信息寻呼系统，其特征在于：它包括客户端子系统、服务器子系统和井下无线网络子系统，其中客户端子系统与服务器子系统相互通信连接，服务器子系统与井下无线网络子系统相互通信连接；

所述的客户端子系统由至少一台PC机构成，每台PC机均通过通讯模块与服务器子系统相连接；

所述的服务器子系统由一台或多台主控器构成，它负责与井下无线网络子系统进行通信，并为客户端提供信息服务；

所述的井下无线网络子系统包括无线控制器以及与无线控制器相连接的至少一个无线子网，每个无线子网由无线中继器和至少一个无线终端构成。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下预警信息寻呼系统，其特征在于：所述的无线终端是指配戴在矿下工人身上的无线信息收发机。

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