CN205693900U - 一种隧道矿井无线定位通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道矿井无线定位通信系统，包括多功能无线终端、无线信号中转基站和地面工作站，多功能无线终端与无线信号中转基站无线连接，无线信号中转基站与地面工作站有线或者无线连接；多个无线信号中转基站分别布设在隧道矿井的指定位置；多功能无线终端配置有标识用户身份的身份识别卡及与其它设备进行通信的无线通信模块；多功能无线终端还配置有定位信号传输模块，用于生成与发送定位信号；无线信号中转基站包括无线接收器和无线发射器；地面工作站包括定位服务器，用于接收无线信号中转基站传输的定位信号，并根据该定位信号判断多功能无线终端的位置。本实用新型提高了通信的灵活性、可靠性和人员的安全性。

Description

一种隧道矿井无线定位通信系统

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，尤其是涉及一种隧道矿井无线定位通信系统。

背景技术

目前国内大多数矿产行业使用的通信设备还比较单一，通信技术手段较为落后。国内大多数煤矿的主要通信系统还是采用固定交换设备，存在通信终端数量少，终端间距远，布设电缆成本高等缺点。而使用的调度系统、行政交换机主要是民用级的产品，可靠性较差，维护成本高，业务也仅限于语音通信类型。

同时在生产调度、应急救援和安全监控过程中，为了保障人员安全，需要确定人员的实时位置，目前的无线通信设备无法实现隧道矿井内定位人员的位置。

针对上述隧道矿井内有线通信的可靠性差，成本高，且无线通信设备在隧道矿井内无法实现人员定位的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种隧道矿井无线定位通信系统，以提高通信的灵活性、可靠性和人员的安全性。

本实用新型实施例提供了一种隧道矿井无线定位通信系统，包括多功能无线终端、无线信号中转基站和地面工作站，多功能无线终端与无线信号中转基站无线连接，无线信号中转基站与地面工作站有线或者无线连接；多个无线信号中转基站分别布设在隧道矿井的指定位置；多功能无线终端配置有标识用户身份的身份识别卡，还配置有和其它设备进行通信的无线通信模块；上述通信包括：数据通信、语音通信和/或视频通信；多功能无线终端还配置有定位信号传输模块，用于生成与发送定位信号；无线信号中转基站包括无线接收器和无线发射器，用于传输多功能无线终端与地面工作站间的通信信号或定位信号，以及传输多功能无线终端与其它多功能无线终端间的通信信号；地面工作站包括定位服务器，用于接收无线信号中转基站传输的定位信号，并根据该定位信号判断多功能无线终端的位置。

本实用新型实施例提供了第一种可能的实施方式，其中，该多功能无线终端还包括生命探测传感器，该生命探测传感器用于探测人体红外信号和/或音频信号。

本实用新型实施例提供了第二种可能的实施方式，其中，该地面工作站还包括电子地图，在电子地图上显示多功能无线终端的位置。

本实用新型实施例提供了第三种可能的实施方式，其中，该无线信号中转基站还设置有Wi-Fi接口、光纤接口、以太网接口或USB数据接口。

本实用新型实施例提供了第四种可能的实施方式，其中，该多功能无线终端还包括温度传感器。

本实用新型实施例提供了第五种可能的实施方式，其中，该多功能无线终端还包括危险气体传感器。

本实用新型实施例提供了第六种可能的实施方式，其中，该地面工作站还包括探测模块，该探测模块用于控制启动生命探测传感器。

本实用新型实施例提供了第七种可能的实施方式，其中，该多功能无线终端还包括声光报警器。

本实用新型实施例提供了第八种可能的实施方式，其中，该地面工作站通过光纤与无线信号中转基站相连接。

本实用新型实施例提供了第九种可能的实施方式，其中，该无线信号中转基站包括地面无线信号中转基站和地下无线信号中转基站。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型提供了一种隧道矿井无线定位通信系统，通过多个布设于隧道矿井中的无线信号中转基站实现多功能无线终端与无线信号中转基站之间的无线通信，提高了通信的可靠性、灵活性、降低了成本，同时通过多功能无线终端的定位信号传输模块用于生成与发送定位信号，实现终端定位，有利于在生产调度、应急救援和安全监控中对人员的管理及保障人员安全。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种隧道矿井无线定位通信系统的结构框图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的多功能无线终端的结构框图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的无线信号中转基站的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到相关技术中的隧道矿井内有线通信的可靠性差，成本高，且无线通信设备在隧道矿井内无法实现人员定位的问题。基于此，本实用新型实施例提供了一种隧道矿井无线定位通信系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

本实用新型实施例提供了一种隧道矿井无线定位通信系统，如图1所示，包括多功能无线终端10、无线信号中转基站20和地面工作站30。

其中多功能无线终端10与无线信号中转基站20无线连接，无线信号中转基站20与地面工作站30有线或者无线连接。例如地面工作站通过光纤与无线信号中转基站相连接。上述无线连接方式，相对于有线通信采用的固定交换设备存在的通讯终端数量少，终端间距远，布设电缆成本高等缺点，具有较高的灵活性及可靠性，同时部署方便、成本低。

多个无线信号中转基站分别布设在隧道矿井的指定位置，实现对隧道矿井的全面覆盖。

多功能无线终端还配置有身份识别卡，其中保存着能标识用户身份的信息。多功能无线终端还配置有和其它设备进行通信的无线通信模块，通信方式包括：数据通信、语音通信和/或视频通信。

多功能无线终端还配置有定位信号传输模块，用于生成与发送定位信号。该定位信号可以周期性发送也可以按照固定的时刻发送。

无线信号中转基站包括无线接收器和无线发射器，用于传输多功能无线终端与地面工作站间的通信信号或定位信号，以及传输多功能无线终端与其它多功能无线终端间的通信信号。

地面工作站包括定位服务器，用于接收无线信号中转基站传输的定位信号，并根据该定位信号判断多功能无线终端的位置。该定位功能能够随时跟踪监控各种资产和人员，并准确寻找到目标对象，实现对资产和人员的实时定位和监控管理，为实现生产调度、应急救援与安全监控与督察提供了良好的应用基础。

其中，多功能无线终端还包括生命探测传感器，该生命探测传感器用于探测人体红外信号和/或音频信号，由于人体的温度不同于周围环境温度及人发出的声音的频率不同于环境噪声，生命探测传感器可以由此分辨出人体的红外信号和音频信号，从而确定终端附近是否存在有生命的人体。

其中，为了实现在生产调度、应急救援和安全监控中有效监视人员的位置，在地面工作站中还配置有电子地图，在该电子地图上能够实时显示多个多功能无线终端的位置。

无线信号中转基站还设置有Wi-Fi接口、光纤接口、以太网接口或USB数据接口，便于实现数据、视频、语音通过一个通道传输。

多功能无线终端还包括温度传感器，用于监测环境温度；多功能无线终端还包括危险气体传感器，用于监测危险气体，例如瓦斯浓度。多功能无线终端还包括声光报警器，在温度、危险气体出现异常或者接收到警报信息时通过声光向用户报警。

地面工作站还可以包括探测模块，该探测模块用于控制启动生命探测传感器。当事故发生时，地面工作站的管理人员可以启动探测模块，向生命探测传感器发出探测指令，多功能无线终端将探测的生命信息及定位信息同时通过无线信号中转基站发送到地面工作站，给救援提供可靠的信息，方便采取有效的救援措施。

其中，无线信号中转基站包括地面无线信号中转基站和地下无线信号中转基站。

本实用新型提供了一种隧道矿井无线定位通信系统，多功能无线终端与无线信号中转基站之间使用无线通信方式，提高了通信的可靠性、灵活性、降低了成本，同时通过多功能无线终端可以发送定位信号，从而实现终端定位，有利于保障人员安全。

实施例2

本实用新型实施例提供了一种隧道矿井无线定位通信系统，包括多功能无线终端、无线信号中转基站和地面工作站。本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，与实施例1相同的部分在此不再一一赘述。本实施例该多功能无线终端以无线对讲手机为例，如图2所示，包括身份识别卡217、液晶显示屏218、拨号键盘219、以太网接口220、USB数据接口221、崁入式微处理器EMCU 222、语音对讲模块223、扬声器224、麦克风225、无线数传模块226、收发天线227、定位信号传输模块228、生命探测传感器229、矿用充电电池230。该无线对讲手机具有数据通信、视频通信、语音通信、定时发出定位信号、生命探测等功能。

本实施例的无线信号中转基站如图3所示，包括无线接收器301、接收天线302、无线Wi-Fi接口303、光纤接口304、以太网接口305、USB数据接口306、系统通讯模块307、网络通讯模块308、崁入式微处理器EMCU30 9、地址编码处理器310、无线发射器311、发射天线312、定位数据处理器313、智能充电器314、供电转换电路315、矿用充电电池316。

该无线信号中转基站具有信号接收并放大转发功能，多个无线信号中转基站布设于隧道矿井的指定位置，以覆盖隧道矿井的所有区域为宜。

当接收天线302接收到多功能无线对讲手机的语音信号或定位信号时，将其送到无线接收器301并经放大处理以后送至网络通讯模块308进行解码，再送至崁入式微处理器EMCU309进行量化分析处理以后送出给地址编码处理器310中添加该级无线信号中转基站地址和时间标签，之后送至无线发射器311进行放大，信号经放大以后再发送给相邻的下一级无线信号中转基站再进行放大、调制和添加地址与时间标签的过程，从而使隧道矿井的各个通道和工作区均能进行无线通信。

当用户需要进行通话时，通过拨号键盘219输入目标对象使用的无线对讲手机对应的身份识别卡的号码，即发出与该对象进行通话的请求信号，覆盖此用户的无线对讲手机的无线信号中转基站将接收到的呼叫信号加以地址和时间标签后发送给其他无线信号中转基站，最终将呼叫请求传送给地面工作站的管理主机，由管理主机接根据身份识别卡接通目标对象的无线对讲手机进行通话。

无线对讲手机和无线信号中转基站设有无线Wi-Fi接口303、光纤接口304、以太网接口305和USB数据接口306，能够实现数据、视频、语音通过一个通道传输，实现语音、视频、数据的三网合一。为矿业的移动语音通讯、数字视频监控/会议等应用提供便捷的功能支撑与网络连接，方便部署、治理。

无线对讲手机配置有定位信号传输模块228，用于生成与发送定位信号。该定位信号可以是周期性发送也可以按照固定的时刻发送，覆盖该无线对讲手机的最近的无线信号中转基站接收到该定位信号后添加地址和时间标签，标签完成以后经各级无线信号中转基站将信号输送到地面工作站的定位服务器，并由该定位服务器进行分析处理。定位服务器根据上述标签和定位信号的强弱或信号到达时差判断出无线对讲手机所处的位置，并通过地面工作站中的电子地图显示其具体位置。能够随时跟踪监控各种资产和人员，并准确寻找到目标对象，实现对资产和人员的实时定位和监控管理。

无线对讲手机还具有生命探测传感器229，该生命探测传感器用于探测人体红外信号和/或音频信号，由于人体的温度不同于周围环境温度及人发出的声音的频率不同于环境噪声，生命探测传感器可以由此分辨出人体的红外信号和音频信号，从而确定终端附近是否存在有生命的人体。地面工作站包括探测模块，该探测模块用于控制启动生命探测传感器。当事故发生时，地面工作站的管理人员可以启动探测模块，向生命探测传感器发出探测指令，多功能无线终端将探测的生命信息及定位信息同时通过无线信号中转基站发送到地面工作站，给救援提供可靠的信息，方便采取有效的救援措施。

本实施例提供的隧道矿井无线定位通信系统为新一代高性能专用无线指挥调度设备，是在综合国内外众多调度机优点的基础上，遵照通信行业相关标准(YD)，以及大量电力行业标准(DL)，融合局用交换机设计理念与集团电话功能为一体，集成先进的计算机软件技术、电子技术和通信网络技术，采用最先进的生产检验工艺，开发生产的新一代无线数字程控调度系统。不仅具有数字程控调度机的丰富调度功能，还具有十分强大的数字程控交换机的管理与办公功能，系统设计既立足国情，又在技术创新上独具优势，是石油、化工、矿山、冶炼、交通、电力、军事、公安、部队、煤矿等专网和大中型企事业单位理想的新型指挥调度设备。

综上所述，本实用新型提供了一种隧道矿井无线定位通信系统，多功能无线终端与无线信号中转基站之间使用无线通信方式，提高了通信的可靠性、灵活性、降低了成本，同时通过多功能无线终端可以发送定位信号，从而实现终端定位，能够随时跟踪监控各种资产和人员，并准确寻找到目标对象，实现对资产和人员的实时定位和监控管理，有利于在生产调度、应急救援和安全监控中保障人员安全。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，包括多功能无线终端、无线信号中转基站和地面工作站，所述多功能无线终端与所述无线信号中转基站无线连接，所述无线信号中转基站与所述地面工作站有线或者无线连接；

多个所述无线信号中转基站分别布设在隧道矿井的指定位置；

所述多功能无线终端配置有标识用户身份的身份识别卡，还配置有和其它设备进行通信的无线通信模块；所述通信包括：数据通信、语音通信和/或视频通信；

所述多功能无线终端还配置有定位信号传输模块，用于生成与发送定位信号；

所述无线信号中转基站包括无线接收器和无线发射器，用于传输所述多功能无线终端与所述地面工作站间的通信信号或定位信号，以及传输所述多功能无线终端与其它多功能无线终端间的通信信号；

所述地面工作站包括定位服务器，用于接收所述无线信号中转基站传输的所述定位信号，并根据所述定位信号判断所述多功能无线终端的位置。

2.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述多功能无线终端还包括生命探测传感器，所述生命探测传感器用于探测人体红外信号和/或音频信号。

3.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述地面工作站还包括电子地图，在所述电子地图上显示所述多功能无线终端的位置。

4.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述无线信号中转基站还设置有Wi-Fi接口、光纤接口、以太网接口或USB数据接口。

5.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述多功能无线终端还包括温度传感器。

6.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述多功能无线终端还包括危险气体传感器。

7.根据权利要求2所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述地面工作站还包括探测模块，所述探测模块用于控制启动所述生命探测传感器。

8.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述多功能无线终端还包括声光报警器。

9.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述地面工作站通过光纤与所述无线信号中转基站相连接。

10.根据权利要求1所述的隧道矿井无线定位通信系统，其特征在于，所述无线信号中转基站包括地面无线信号中转基站和地下无线信号中转基站。