CN202334927U

CN202334927U - 一种矿用无线基站

Info

Publication number: CN202334927U
Application number: CN2011203402605U
Authority: CN
Inventors: 马永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-09-13

Abstract

一种矿用无线基站由部分或者全透明壳体封装，内部包括电源模块，供电控制电路，电池，基站控制器，无线射频接口，LED指示灯，天线及其匹配电路等。基站具备网络协议栈，实现无线通讯。基站采用低功耗、本安设计，适合有限空间使用。基站采用部分透明壳体设计，带有LED指示灯，通过不同颜色指示不同现场状态，比如指引矿用空间内人员疏散。基站可以采用电池供电，也可以采用有线电源供电。在有线电源供电的时候，基站可以实现可充电电池自动充电；在有线电源系统故障时，基站可自动切换为电池供电。基站具备无线射频接口，实现无线通讯功能，可以和网络中的其他固定或者移动节点通信。基站设置具备安全保护模式，避免误操作修改基站配置信息。

Description

一种矿用无线基站

技术领域

无线通信设备领域，特别是矿用无线基站设备领域

背景技术

在移动通信系统中，基站是连接其固定部分与移动部分，通过无线通信与移动台相连的设备。基站之间的通信可能是有线通信、或者是无线通信。固定基站之间形成一套骨架网络。终端节点可能是移动节点或者固定节点，这些节点利用无线网络技术实现人员定位、数据通讯、语音通讯，甚至声音和图像传输功能。在很多特定应用环境中，无线通讯基站可能采用紫蜂、蓝牙、WiFi等技术，其中紫蜂技术作为无线传感领域的新兴标准，在工业界的各个行业都有实际的应用。

在矿山隧道等应用领域，无线网络中的基站包括通信功能、路由功能，以及指示功能。指示功能是指信号灯对人员进行导引，也就是信号灯通过不同的颜色或者闪烁信息提醒工作人员当前的工作环境：在发生险情时，可以引导工作人员从安全通道撤离；在正常工作条件下，也可以作为人员与控制中心沟通的一种手段。

本发明中的基站就是为了这种应用而设计的。

发明内容

本发明中的矿用无线基站包括透明壳体和基站底座两部分，透明壳体内装配指示灯，通过不同颜色的灯光，显示系统信息。指示灯可以选用LED灯，或者其他发光元件。指示灯可能是内置多种颜色的单个器件，或者是多个不同颜色的分立指示灯。指示灯除了常亮显示外，也可以闪烁。闪烁的频率也可以不同。通过对指示灯的颜色及闪烁的控制，可以传递信息给周围的工作人员。特别是在紧急情况下，可以通过指示灯发送疏散命令给工作人员并且引导安全疏散路径。

基站的通信接口采用无线方式，无线收发单元至少包括下面这些组成部分：天线、发送和接收模块、通信处理接口。基站通过无线射频接口与网络的终端设备进行通信；通过无线射频或者有线接口，与其他基站进行通信。

基站采用电池供电、有线电源供电或者二者同时供电。在同时供电情况下，基站优先从有线电源取电。如果有线电源发生故障，基站能够自动切换到电池供电。

基站作为无线通信网络的一部分，具备网络协议栈，实现自组织路由和无线数据通讯功能，无线接口协议栈还包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台等。

基站通过无线接口，实现与系统覆盖范围内的无线移动设备信息交互，实现定位跟踪、环境监测、短信息服务、和语音视频监控等功能。

基站的防爆设计形式为本质安全防爆，可应用于易燃易爆环境，特别是煤矿等地下矿井。

基站配置信息可以本地设置或者远程设置，方式包括无线、有线等。远程配置采取安全保护措施，可避免误操作修改基站配置信息。基站可以自组织组网，或者人工配置组网信息。

矿用无线基站的组成框架图如图1所示，包括基站底座单元100，透明壳体单元200，以及外部的现场总线单元300和本安电源单元400。其中，基站底座单元100包括基站电源供电电路，包含与本安电源单元相连的电源模块110，供电控制电路130，电池单元120，控制器160。另外，控制器单元160，通过总线收发接口150采集现场总线的数据，并结合无线射频接口140采集的无线信号数据，判断系统运行情况，并控制在基站透明壳体200内的LED指示灯。另外，无线基站的天线及其匹配电路210可以放在透明壳体100中，也可以放在系统其它部位。

值得指出的是，基站的供电方式可能是全电池、或者全有线电源、或者是混合模式。在全电池供电的情况下，系统框架图中的电源部分可能不再放置有线电源的模块110及其他部分。在全有线电源供电情况下，系统框架图中的电源部分可能不再放置电池部分模块，比如电池单元120。

基站电池120可以是非充电电池，或是充电电池。如果是充电电池，那么基站系统通过供电控制电路130可以根据控制器的配置信息，实现本安电源400为基站电池部分120的自动充电。通过供电控制电路130，可以实现本安电源400供电失败的情况下，基站系统实现电池自动供电，保证系统的不间断正常运转。电源供电方式可以通过现场总线、或无线射频控制命令修改。

现场总线收发接口150可以连接现场总线网络，实现基站的数据路由转发，完成大规模数据上传；也可以连接现场总线设备，实现数据读取和设备控制。

无线射频接口单元140通过天线及其匹配电路实现移动人员与物品的无线实时定位；以及信息的上传下达。也就是说，基站系统可以接收移动无线通讯设备的信息，通过总线路由或无线路由，实现现场信息的实时上传。同时，无线基站可以将上位的控制信息发送给移动无线通讯设备。

基站运行的配置信息，包括电源供电模式、基站路由方式、基站自身信息等，可以配置远程修改，也可以非配置模式远程设置无效。配置模式需要打开基站通过开关设置。

附图说明

图1是无线基站的组成框架图

具体实施方式

下面就通过一个实际例子来描述本发明中的无线通信基站的具体实施方式。无线基站的壳体由两部分构成，上半部分采用透明灯罩设计，下半部分采用不透明壳体。上下两个部分密封连接。

电路板位于上下壳体之间，面向透明灯罩的电路板面放置了不同颜色的LED指示灯，无线射频电路的鞭式天线也放置在透明灯罩这一侧。电池被放置在不透明壳体这一侧。面向不透明壳体的电路板有电池触点，在壳体合起来的时候，电池被触点接通。

无线网络采用基于IEEE802.15.4的私有通信协议。通信协议包含了自组网功能、自动路由查找和修复功能、跟踪定位功能、高效通信的数据汇聚功能等。

电源设计采用电池和本安有线电源混合供电模式。在有线电源存在的情况下，电路由该电源供电，电池充电；在有线电源发生故障的情况下，电路自动切换到电池供电。电池容量可以保证基站工作至少48小时。

基站的指示灯通过无线通信的信息来控制。如果控制中心发送紧急疏散命令，红色的LED被点亮并且开始闪烁。工作人员在看到此信号后，立即开始紧急撤离程序。绿色的LED表示系统工作正常。在黑暗的巷道环境中，指示灯可以保证直线距离100米范围内的工作人员在无障碍情况下肉眼可以看到。

该实现方式中没有包含有线通信的接口。因此基站之间的通信也是通过无线通信完成的。

Claims

1.一种无线基站，其特征为：

包括透明壳体和基站底座两部分，透明壳体内装配指示灯，显示系统信息；

通信接口采用无线方式，无线收发单元至少包括下面这些组成部分：天线、发送和接收模块、通信处理接口；

通过无线射频接口，与网络的终端设备进行通信；通过无线射频或者有线接口，与其他基站进行通信；

采用电池供电、有线电源供电或者二者同时供电。

2.根据权利要求1所述的无线基站，其特征在于透明壳体内的指示灯是LED类型。

3.根据权利要求1所述的无线基站，其特征在于基站在电池和有线电源同时供电时，从有线电源取电；在有线电源发生异常时，自动切换到电池供电。