CN210899629U - 矿山井下无线通信数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种矿山井下无线通信数据传输系统。该系统包括：至少一台核心交换机、多台接入交换机、多个LTE基站及多个终端设备；其中：核心交换机和接入交换机组成光纤环网；核心交换机用于将对终端设备的定位请求信息，通过接入交换机发送给LTE基站，以及接收LTE基站返回的终端设备的定位数据信息；LTE基站用于根据接收到定位请求信息，向其连接范围内的终端设备发送定位请求消息，接收终端设备返回的定位响应消息，并将根据定位响应消息确定的定位数据信息发送给核心交换机；终端设备用于接收与其连接的LTE基站发送的定位请求消息，并向LTE基站发送定位响应消息。该系统能够提高数据的传输速率，减少井下无线通信系统的建设成本。

Description

矿山井下无线通信数据传输系统

技术领域

本实用新型涉及矿井通信领域，具体而言，涉及一种矿山井下无线通信数据传输系统。

背景技术

目前矿井井下人员及无轨移动设备的定位系统主要是采用基于Zigbee信号来接收井下人员及无轨移动设备定位数据，井下无人驾驶电机车控制系统主要采用基于WIFI信号接收设备来传输机车控制信号及视频信号。这样导致矿山井下必须配备两套独立的无线通信基站来实现数据的传输，导致矿山井下设备及线路重复投资建设。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型提供一种矿山井下无线通信数据传输系统，能够提高数据的传输速率，减少井下无线通信系统的建设成本。

本实用新型的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本实用新型的实践而习得。

根据本实用新型的一方面，提供一种矿山井下无线通信数据传输系统，其特征在于，包括：至少一台核心交换机、多台接入交换机、多个LTE基站及多个终端设备；其中：所述至少一台核心交换机和所述多台接入交换机组成光纤环网，以相互进行通信；所述核心交换机用于将对所述多个终端设备的至少其中之一的定位请求信息，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述多个LTE基站的至少其中之一，以及接收所述多个LTE基站的至少其中之一通过所述多台接入交换机的至少其中之一返回的所述多个终端设备的至少其中之一的定位数据信息；所述LTE基站用于根据接收到的所述核心交换机发送的对所述多个终端设备的至少其中之一的所述定位请求信息，基于LTE无线通信技术向其连接范围内的终端设备发送定位请求消息，接收所述终端设备返回的定位响应消息，并将根据所述定位响应消息确定的所述定位数据信息，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述核心交换机；所述终端设备用于接收与其连接的所述LTE基站发送的所述定位请求消息，并向所述LTE基站发送所述定位响应消息。

根据本实用新型的一实施方式，上述系统还包括：服务器，与所述至少一台核心交换机连接；用于向所述核心交换机发送对所述多个终端设备的至少其中之一的定位请求信息，接收所述核心交换机返回的所述多个终端设备的至少其中之一的定位数据信息，根据所述定位数据信息，分别确定所述多个终端设备的至少其中之一的位置信息。

根据本实用新型的一实施方式，所述服务器还用于将所述多个终端设备的至少其中之一的位置信息通过所述核心交换机及所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述多个基站的至少其中之一；所述基站还用于将所述多个终端设备的至少其中之一的位置信息基于LTE无线通信技术发送给其连接范围内的终端设备。

根据本实用新型的一实施方式，所述终端设备被配置于井下电机车上，所述定位请求信息还包括：对所述电机车的数据请求信息。

根据本实用新型的一实施方式，所述定位响应消息包括：所述电机车的运行数据及所述电机车的视频监控信号数据；所述基站还用于将所述电机车的运行数据及所述电机车的视频监控信号数据，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述核心交换机；所述核心交换机再将所述电机车的运行数据及所述电机车的视频监控信号数据发送给所述服务器。

根据本实用新型的一实施方式，所述终端设备由下井人员配备，所述定位请求信息还包括：对所述人员的数据请求信息。

根据本实用新型的一实施方式，所述定位响应消息包括：所述下井人员的语音实时数据；所述基站还用于将所述下井人员的语音实时数据，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述核心交换机；所述核心交换机再将所述下井人员的语音实时数据发送给所述服务器。

根据本实用新型的一实施方式，上述系统还包括至少一台备份交换机，所述备份交换机和所述核心交换机互为冗余备份。

根据本实用新型的一实施方式，所述多个LTE基站被配置为定向天线。

根据本实用新型的一实施方式，所述至少一台核心交换机及所述多台接入交换机均采用工业交换机。

根据本实用新型的矿山井下无线通信数据传输系统，基于LTE无线通信技术实现矿山井下无线通信数据的传输，减少重复投资及安装建设工作，将井下人员及无轨移动设备的定位数据、有轨电机车的机车数据、有轨电机车的视频数据有机地结合为一个整体。该系统通过一套无线通信基站实现无线通信数据的传输，能够提高数据的传输速率，减少井下无线通信系统的建设成本，增强系统的可维护性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种矿山井下无线通信数据传输系统的结构示意图。

图2是根据一示例示出的如图1所示的核心交换机、接入交换机、LTE基站及终端设备之间的交互流程图。

图3是根据一示例性实施方式示出的另一种矿山井下无线通信数据传输系统的结构示意图。

图4是根据一示例示出的如图3所示的服务器、核心交换机、接入交换机、LTE基站及终端设备之间的交互流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种矿山井下无线通信数据传输系统的结构示意图。

如图1所示，矿山井下无线通信数据传输系统1包括：核心交换机11、接入交换机12、LTE基站13及终端设备14。其中，核心交换机11与接入交换机12组成光纤环网，以相互通信。本领域技术人员可以理解的是，在光纤环网中，核心交换机11与多台接入交换机12以环性方式连接，对于未相邻的两台交换机，在相互传输数据时需要通过中间的交换机进行转发。接入交换机12与LTE基站13通信连接，LTE基站13与终端设备14通信连接。需要说明的是，该系统中至少包括一台核心交换机11、多台接入交换机12、多个LTE基站13及多个终端设备14。

在一些实施例中，上述系统1还包括至少一台备份交换机，备份交换机和核心交换机11互为冗余备份，当核心交换机11发生故障时，备份交换机代替核心交换机11工作，实现链路冗余备份，事故零切换。

当网络出现异常时，光纤冗余环网会闭合断路线路，自动开启冗余线路，恢复数据通信，这样在提高网络可靠性的同时还可以减少布线成本。本实用新型采用环网拓扑结构，使网络在保障了链路冗余、设备冗余、电源冗余的高可靠性要求之外，还有效的为现场通信提供了负载均衡能力，减轻了骨干网络的负荷及布线成本，为网络突发流量等极端状况提供了有效的防护措施。

图2是根据一示例性实施例示出的如图1所示的核心交换机、接入交换机、LTE基站及终端设备之间的交互流程图。

核心交换机11用于将对多个终端设备的至少其中之一的定位请求信息，通过多台接入交换机12的至少其中之一发送给多个LTE基站的至少其中之一，以及接收多个LTE基站13的至少其中之一通过多台接入交换机12的至少其中之一返回的多个终端设备14的至少其中之一的定位数据信息。

在一些实施例中，至少一台核心交换机11及多台接入交换机12均采用工业交换机。工业交换机采用宽温宽湿度设计，不含散热风扇，双电源供电。

LTE基站13用于根据接收到的核心交换机11发送的对多个终端设备14的至少其中之一的定位请求信息，基于LTE无线通信技术向其连接范围内的终端设备14发送定位请求消息，接收终端设备14返回的定位响应消息，并将根据定位响应消息确定的定位数据信息，通过多台接入交换机12的至少其中之一发送给核心交换机11。

多个LTE基站13例如可以按照井下运输中段的巷道的情况布置。

在一些实施例中，多个LTE基站13被配置为定向天线，从而提高数据传输的准确性。

终端设备14用于接收与其连接的LTE基站13发送的定位请求消息，并向LTE基站13发送定位响应消息。

根据本实用新型的矿山井下无线通信数据传输系统，基于LTE无线通信技术实现矿山井下无线通信数据的传输，减少重复投资及安装建设工作，将井下人员及无轨移动设备的定位数据、有轨电机车的机车数据、有轨电机车的视频数据有机地结合为一个整体。该系统通过一套无线通信基站实现无线通信数据的传输，能够提高数据的传输速率，减少井下无线通信系统的建设成本，增强系统的可维护性。

应清楚地理解，本实用新型描述了如何形成和使用特定示例，但本实用新型的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本实用新型公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施方式。

图3是根据一示例性实施方式示出的另一种矿山井下无线通信数据传输系统的结构示意图。

如图3所示，矿山井下无线通信数据传输系统2包括：服务器21、核心交换机11、接入交换机12、LTE基站13及终端设备14。其中，服务器21与核心交换机11通信连接，其中，核心交换机11与接入交换机12组成光纤环网，以相互通信，接入交换机12与LTE基站13通信连接，LTE基站13与终端设备14通信连接。需要说明的是，该系统中至少包括一台核心交换机11、多台接入交换机12、多个LTE基站13及多个终端设备14。此外，其中服务器21以单台服务器为例，但也可以是分布式集群服务器。

图4是根据一示例示出的如图3所示的服务器、核心交换机、接入交换机、LTE基站及终端设备之间的交互流程图。其中：服务器21与至少一台核心交换机11连接；用于向核心交换机11发送对多个终端设备14的至少其中之一的定位请求信息，接收核心交换机11返回的多个终端设备14的至少其中之一的定位数据信息，根据定位数据信息，分别确定多个终端设备14的至少其中之一的位置信息。

在一些实施例中，服务器21还用于将多个终端设备14的至少其中之一的位置信息通过核心交换机11及多台接入交换机12的至少其中之一发送给多个LTE基站13的至少其中之一；LTE基站13还用于将多个终端设备14的至少其中之一的位置信息基于LTE无线通信技术发送给其连接范围内的终端设备14。

在一些实施例中，终端设备14被配置于井下电机车上，定位请求信息还包括：对电机车的数据请求信息。

在一些实施例中，定位响应消息包括：电机车的运行数据及电机车的视频监控信号数据；基站13还用于将电机车的运行数据及电机车的视频监控信号数据，通过多台接入交换机12的至少其中之一发送给核心交换机11；核心交换机11再将电机车的运行数据及电机车的视频监控信号数据发送给服务器21。

在一些实施例中，终端设备14由下井人员配备，定位请求信息还包括：对人员的数据请求信息。

在一些实施例中，定位响应消息包括：下井人员的语音实时数据；基站还用于将下井人员的语音实时数据，通过多台接入交换机12的至少其中之一发送给核心交换机11；核心交换机11再将下井人员的语音实时数据发送给服务器21。

根据本实用新型的矿山井下无线通信数据传输系统，基于LTE无线通信技术实现矿山井下无线通信数据的传输，减少重复投资及安装建设工作，将井下人员及无轨移动设备的定位数据、有轨电机车的机车数据、有轨电机车的视频数据有机地结合为一个整体。该系统通过一套无线通信基站实现无线通信数据的传输，能够提高数据的传输速率，减少井下无线通信系统的建设成本，增强系统的可维护性。

应清楚地理解，本实用新型描述了如何形成和使用特定示例，但本实用新型的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本实用新型公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施方式。

以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应可理解的是，本实用新型不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种矿山井下无线通信数据传输系统，其特征在于，包括：至少一台核心交换机、多台接入交换机、多个LTE基站及多个终端设备；其中：

所述至少一台核心交换机和所述多台接入交换机以环形方式连接，组成光纤环网，以相互进行通信；所述至少一台接入交换机与所述LTE基站通信连接；所述LTE基站与所述终端设备通信连接；

所述核心交换机用于将对所述多个终端设备的至少其中之一的定位请求信息，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述多个LTE基站的至少其中之一，以及接收所述多个LTE基站的至少其中之一通过所述多台接入交换机的至少其中之一返回的所述多个终端设备的至少其中之一的定位数据信息；

所述LTE基站用于根据接收到的所述核心交换机发送的对所述多个终端设备的至少其中之一的所述定位请求信息，基于LTE无线通信技术向其连接范围内的终端设备发送定位请求消息，接收所述终端设备返回的定位响应消息，并将根据所述定位响应消息确定的所述定位数据信息，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述核心交换机；

所述终端设备用于接收与其连接的所述LTE基站发送的所述定位请求消息，并向所述LTE基站发送所述定位响应消息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：服务器，与所述至少一台核心交换机连接；用于向所述核心交换机发送对所述多个终端设备的至少其中之一的定位请求信息，接收所述核心交换机返回的所述多个终端设备的至少其中之一的定位数据信息，根据所述定位数据信息，分别确定所述多个终端设备的至少其中之一的位置信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述服务器还用于将所述多个终端设备的至少其中之一的位置信息通过所述核心交换机及所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述多个基站的至少其中之一；所述基站还用于将所述多个终端设备的至少其中之一的位置信息基于LTE无线通信技术发送给其连接范围内的终端设备。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述终端设备被配置于井下电机车上，所述定位请求信息还包括：对所述电机车的数据请求信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述定位响应消息包括：所述电机车的运行数据及所述电机车的视频监控信号数据；所述基站还用于将所述电机车的运行数据及所述电机车的视频监控信号数据，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述核心交换机；所述核心交换机再将所述电机车的运行数据及所述电机车的视频监控信号数据发送给所述服务器。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述终端设备由下井人员配备，所述定位请求信息还包括：对所述人员的数据请求信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述定位响应消息包括：所述下井人员的语音实时数据；所述基站还用于将所述下井人员的语音实时数据，通过所述多台接入交换机的至少其中之一发送给所述核心交换机；所述核心交换机再将所述下井人员的语音实时数据发送给所述服务器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括至少一台备份交换机，所述备份交换机和所述核心交换机互为冗余备份。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个LTE基站被配置为定向天线。

10.根据权利要求1-9任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一台核心交换机及所述多台接入交换机均采用工业交换机。

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