CN211792055U - 一种透地应急通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种透地应急通信系统，其包括：多个手持终端设备、地下信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、地上信号接收及发射终端、地面救援指挥服务器。手持终端设备用以采集手持终端设备所在坍塌区域的状态数据，并依次通过地下信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、地上信号接收及发射终端，将采集的状态数据，并上传至相应的地面救援指挥服务器。地面救援指挥服务器至少为一个，可以向各手持终端设备提供相应的激励信息。通过上述方案，在巷道坍塌事故发生，可以提供及时、安全、可靠的通信服务，从而进一步提高救援效率。

Description

一种透地应急通信系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种透地应急通信系统。

背景技术

目前，受工作性质和技术水平的限制，一些地下作业如地下资源开采、地铁和隧道施工等，工作人员需要远离地面深入地下完成一些操作任务。由于地下空间狭小、地质材料复杂，常常遇到巷道坍塌等重大安全事故，给生命安全和财产带来巨大损失。

巷道坍塌事故一旦发生，被困人员的定位、搜索、情绪安抚等都需要良好的通信系统作为保障。然而，一旦坍塌事故发生，常规的通信设备和电力往往遭到破坏，造成事故周边地区通信瘫痪，救援人员无法与井下被困人员或地面指挥中心建立实时、准确的联系，给被困人员的救援带来了极大的困难。

基于此，如何建立一种应急专用的透地通信系统成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种透地应急通信系统，用于解决现有技术的如下技术问题：在地下作业的巷道发生坍塌事故的情况下，事故周边地区通信瘫痪，造成救援困难的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种透地应急通信系统，其包括：

多个手持终端设备，用以采集所述手持终端设备所在坍塌区域的状态数据，并将所述状态数据发送至地下信号接收及发射终端；

所述地下信号接收及发射终端，分别与各所述手持终端设备通过无线网络连接；

地下信号接收及发射中继，通过低频无线通信与所述地下信号接收及发射终端连接；

地上信号接收及发射终端，通过低频无线通信，与所述地下信号接收及发射中继建立连接，用于接收所述地下信号接收及发射终端通过所述地下信号接收及发射中继发送的所述状态数据，并上传至相应的地面救援指挥服务器；

所述地面救援指挥服务器至少为一个，并依次通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，与相应的各所述手持终端设备通信，以向各所述手持终端设备提供相应的激励信息。

在本申请的一些实施例中，所述系统还包括：地面实时监控设备；

所述地面实时监控设备与所述地面救援指挥服务器相连接，用于读取并展示所述地面救援指挥服务器中的状态数据。

在本申请的一些实施例中，所述系统还包括：远程实时监控设备；

所述远程实时监控设备与所述地面救援指挥服务器相连接，用于读取并展示所述地面救援指挥服务器中的状态数据。

在本申请的一些实施例中，所述系统还包括：地面远程救援指挥服务器，与各个所述地面救援指挥服务器通过无线通信相连接，用于向各个所述地面救援指挥服务器提供相应的救援方案。

在本申请的一些实施例中，所述系统还包括：粉尘浓度传感器；

所述粉尘浓度传感器与相应的手持终端设备之间可拆卸连接，用于采集所述粉尘浓度传感器所在坍塌区域的粉尘浓度数据，并将所述粉尘浓度数据上传至相应的手持终端设备。

在本申请的一些实施例中，所述系统还包括：温度传感器；

所述温度传感器与相应的手持终端设备可拆卸连接，用于采集所述温度传感器所在坍塌区域的温度数据，并将所述温度数据上传至所述手持终端设备。

在本申请的一些实施例中，所述手持终端设备包括：

甲烷传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的甲烷浓度，分别与所述手持终端设备的显示屏以及无线通信模块连接，并将所述甲烷浓度上传至所述显示屏以及所述无线通信模块；

一氧化碳传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的一氧化碳浓度，分别与所述手持终端设备的显示屏以及无线通信模块连接，并将所述一氧化碳浓度上传至所述显示屏以及所述无线通信模块；

氧气传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的氧气浓度，分别与所述手持终端设备的显示屏以及无线通信模块连接，并将所述氧气浓度上传至所述显示屏以及所述无线通信模块；

所述显示屏用于向所述手持终端设备对应的被困人员，展示所述甲烷浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度；

所述无线通信模块用于将所述甲烷浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度，依次通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，上传至所述地面救援指挥服务器。

在本申请的一些实施例中，所述手持终端设备还包括：

音频传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的音频数据，分别与所述手持终端设备的无线通信模块连接，并将所述音频数据上传至所述无线通信模块；

视频传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的视频数据，分别与所述手持终端设备的无线通信模块连接，并将所述视频数据上传至所述无线通信模块；

所述无线通信模块用于将所述音频数据、所述视频数据，依次通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，上传至所述地面救援指挥服务器。

在本申请的一些实施例中，所述手持终端设备还包括：定位器；

所述定位器用于采集所述手持终端设备的位置信息，并将所述位置数据上传至所述无线通信模块，以使所述无线通信模块以此通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，上传至所述地面救援指挥服务器。

在本申请的一些实施例中，所述无线网络包括但不限于3G、4G、5G、wifi。

本申请实施例提供了一种透地应急通信系统，通过多个手持终端设备采集坍塌区域的状态数据，并通过该系统的地下信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、地上信号接收及发射终端，实现手持终端设备与地面救援指挥服务器之间的通信。在巷道坍塌事故发生，提供及时、安全、可靠的通信服务，从而进一步提高救援效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种透地通信应急系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种手持终端与粉尘浓度传感器以及温度传感器的连接结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种手持终端设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种地下信号接收机发射终端的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种地下信号接收机发射中继的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种地上信号接收机发射终端的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种地面实时监控设备的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

图1为本申请实施例一种地透应急通信系统的结构示意图。如图1所示，本申请提供的地透应急通信系统包括：多个手持终端设备110、地下信号接收及发射终端120、地下信号接收及发射中继130、地上信号接收及发射终端140、地面救援指挥服务器150、地面实时监控设备160、远程实时监控设备170、地面远程救援指挥服务器180、粉尘浓度传感器(图1中未示出)、温度传感器(图1中未示出)。

其中，多个手持终端设备110可以分别采集各手持终端设备110所在坍塌区域的状态数据，并将状态数据发送至地下信号接收及发射终端120。地下信号接收及发射终端120分别与各所述手持终端设备110通过无线网络连接。地下信号接收及发射中继130通过低频无线通信与地下信号接收及发射终端120连接。地上信号接收及发射终端140通过低频无线通信，与地下信号接收及发射中继130建立连接，用于接收地下信号接收及发射终端120通过所述地下信号接收及发射中继130发送的状态数据，并上传至相应的地面救援指挥服务器150。

需要说明的是，无线通信的信号发射频率可以根据现场需求进行调节，以适应不同透地深度。

本申请的一些实施例中，地下信号接收及发射终端120可以直接与地面信号接收及发射终端140通过无线通信进行连接。

地面救援指挥服务器150至少为一个，并依次通过地上信号接收及发射终端120、地下信号接收及发射中继130、地下信号接收及发射终端140，与相应的各手持终端设备通信110，以向各手持终端设备提供相应的激励信息。

需要说明的是，上述激励信息可以包括激励被困人员不放弃的相关视频或音频数据、自我保护方案等等。

在本申请的一些实施例中，可以根据巷道坍塌事故的范围大小，来确定地面救援指挥服务器150的数量。每个地面救援指挥服务器150对应一定范围内的手持终端设备。通过该方式，可以有效的对大范围的巷道坍塌事故进行救援，提高救援速度。

地面实时监控设备160与地面救援指挥服务器150相连接，用于读取并展示地面救援指挥服务器150中的状态数据。通过该方式，地面救援指挥人员可以更加直观的了解事故现场情况，提高救援效率。

远程实时监控设备170与地面救援指挥服务器150相连接，用于读取并展示地面救援指挥服务器150中的状态数据。

地面远程救援指挥服务器180，与各个地面救援指挥服务器150通过无线通信相连接，用于向各个地面救援指挥服务器150提供相应的救援方案。在大范围的巷道坍塌事故发生时，可以具有一个远程救援指挥服务器，作为各地面救援指挥服务器的上级服务器，统一上报的状态数据。

在本申请的一些实施例中，该系统还可以包括：救援终端设备190。与上述手持终端110可以实现相同的设备，只不过该救援终端设备对应地下救援人员，如图1所示。

在本申请的一些实施例中，上述无线网络包括但不限于3G、4G、5G、wifi。

如图2所示，粉尘浓度传感器210与相应的手持终端设备110之间可以通过可拆卸连接的方式连接，用于采集粉尘浓度传感器210所在坍塌区域的粉尘浓度数据，并将粉尘浓度数据上传至相应的手持终端设备110。温度传感器220与相应的手持终端设备110可拆卸连接，用于采集所述温度传感器所在坍塌区域的温度数据，并将所述温度数据上传至所述手持终端设备。如图2所示，在手持终端设备的一侧设置一安装板111，将粉尘浓度传感器210、温度传感器220安装于该安装板111上。

图2为本申请实施例提供的一种手持终端设备的结构示意图。如图3所示，手机终端设备包括：甲烷传感器310、一氧化碳传感器320、氧气传感器330、音频传感器340、视频传感器350、显示屏360、无线通信模块370、定位器380。

其中，甲烷传感器310可以采集手持终端设备所在坍塌区域的甲烷浓度，分别与手持终端设备的显示屏360以及无线通信模块370连接，并将甲烷浓度上传至显示屏360以及无线通信模块370。

一氧化碳传感器320可以采集手持终端设备所在坍塌区域的一氧化碳浓度，分别与手持终端设备的显示屏360以及无线通信模块370连接，并将一氧化碳浓度上传至显示屏360以及无线通信模块370。

氧气传感器330可以采集手持终端设备所在坍塌区域的氧气浓度，分别与手持终端设备的显示屏360以及无线通信模块370连接，并将氧气浓度上传至显示屏360以及无线通信模块370。

音频传感器340可以采集手持终端设备所在坍塌区域的音频数据，分别与手持终端设备的无线通信模块370连接，并将音频数据上传至无线通信模块370。

视频传感器350可以采集手持终端设备所在坍塌区域的视频数据，分别与手持终端设备的无线通信模块370连接，并将视频数据上传至无线通信模块370。

定位器380可以采集手持终端设备的位置信息，并将位置数据上传至所述无线通信模块370。通过该定位器可以实时获悉被困人员的位置信息，从而大大较少搜救时间，提高搜救效率。

显示屏360可以向手持终端设备对应的被困人员，显示所述甲烷浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度。

无线通信模块370可以将上述甲烷浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、音频数据、视频数据、位置数据，依次通过地上信号接收及发射终端120、地下信号接收及发射中继130、所述地下信号接收及发射终端140，上传至地面救援指挥服务器150进行存储。

需要说明的是，显示屏360还可以向相应的被困人员展示上述粉尘浓度以及温度数据。无线通信模块370还可以将上述粉尘浓度以及温度数据，上传至地面救援指挥服务器150进行存储。

由上述可知，上述状态数据包括但不限于甲烷浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、音频数据、视频数据等等。

图4为本申请实施例一种地下信号接收机发射终端的结构示意图。如图4所示，地下信号接收机发射终端400可以包括第一不间断电源模块410、第一无线信号接收模块420、第一无线信号发射模块430。其中，第一不间断电源模块410分别连接上述第一无线信号接收模块420、第一无线信号发射模块430，第一无线信号接收模块420与第一无线信号发射模块430相连接。

正常情况下，地下信号接收机发射终端400由外接电源供电。在异常情况下，也就是说外接电源无法为地下信号接收机发射终端400供电的情况下，地下信号接收机发射终端400的第一不间断电源模块410自动启动，为地下信号接收机发射终端400提供电能。通过该方法，可以在地下电力中断的情况下，可以提供较长时间不间断的供电服务，以保证营救顺利开展。第一无线信号接收模块420接收手持终端设备110上传的状态数据，并将状态数据通过第一无线信号发送模块430，发送至地下信号接收及发射中继。

图5为本申请实施例提供的一种地下信号接收机发射中继的结构示意图。如图5所示，地下信号接收及发射中继500可以包括：第二不间断电源模块510、第二无线信号接收模块520、信号放大模块530、第二无线信号发射模块540、第一网络通信接口550。其中，第二不间断电源模块510分别连接上述第二无线信号接收模块520、信号放大模块530、第二无线信号发射模块540、第一网络通信接口550。上述第二无线信号接收模块520、信号放大模块530、第二无线信号发射模块540、第一网络通信接口550依次连接。

基于地下信号接收及发射终端相同或相似的原理，正常情况下，地下信号接收及发射中继500由外接电源供电。在异常情况下，也就是说外接电源无法为地下信号接收及发射终端500供电的情况下，地下信号接收及发射中继500的第二不间断电源模块510自动启动，为地下信号接收及发射中继500提供电能。通过该方法，可以在地下电力中断的情况下，可以提供较长时间不间断的供电服务，以保证营救顺利开展。

第二无线通信接收模块520接收来自地下信号接收及发送终端120的状态数据，并通过信号放大器530、第二无线信号发射模块540、第一网络通信接口550，将状态数据上传至地面信号接收及发送终端130。

图6为本申请实施例提供的一种地上信号接收及发射终端的结构示意图。如图6所示，地上信号接收及发射终端600可以包括：第三无线信号接收模块610、第四无线信号发射模块620、第二网络通信接口630。

其中，第三无线信号接收模块610接收来自地下信号接收及发射中继130传输的状态数据。第三无线信号发射模块620将状态数据上传至上述地面救援指挥服务器150。

图7为本申请实施例提供的一种地面实时监控设备的结构示意图.如图7所示，地面实时监控设备700可以包括：显示面板710、监控音频传感器720、监控视频传感器730、第三网络通信接口740。显示面板710用于向地面指挥救援人员展示状态数据，为地面救援指挥人员提供友好的人机交互界面。监控音频传感器720和监控视频传感器730采集相关的音频和视频数据，通过第三网络通信接口740发送给地上信号接收及发射终端。

需要说明的是，上述第一网络通信接口550、上述第二网络通信接口630以及第三网络通信接口740的接口标准包括但不限于RJ-45、ATM、光纤等。

本申请实施例提供了一种透地应急通信系统，通过多个手持终端设备采集坍塌区域的状态数据，并通过该系统的地下信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、地上信号接收及发射终端，实现手持终端设备与地面救援指挥服务器之间的通信。在巷道坍塌事故发生，提供及时、安全、可靠的通信服务，从而进一步提高救援效率。

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

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种透地应急通信系统，其特征在于，所述系统包括：

多个手持终端设备，用以采集所述手持终端设备所在坍塌区域的状态数据，并将所述状态数据发送至地下信号接收及发射终端；

所述地下信号接收及发射终端，分别与各所述手持终端设备通过无线网络连接；

地下信号接收及发射中继，通过低频无线通信与所述地下信号接收及发射终端连接；

地上信号接收及发射终端，通过低频无线通信，与所述地下信号接收及发射中继建立连接，用于接收所述地下信号接收及发射终端通过所述地下信号接收及发射中继发送的所述状态数据，并上传至相应的地面救援指挥服务器；

所述地面救援指挥服务器至少为一个，并依次通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，与相应的各所述手持终端设备通信，以向各所述手持终端设备提供相应的激励信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：地面实时监控设备；

所述地面实时监控设备与所述地面救援指挥服务器相连接，用于读取并展示所述地面救援指挥服务器中的状态数据。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：远程实时监控设备；

所述远程实时监控设备与所述地面救援指挥服务器相连接，用于读取并展示所述地面救援指挥服务器中的状态数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：地面远程救援指挥服务器，与各个所述地面救援指挥服务器通过无线通信相连接，用于向各个所述地面救援指挥服务器提供相应的救援方案。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：粉尘浓度传感器；

所述粉尘浓度传感器与相应的手持终端设备之间可拆卸连接，用于采集所述粉尘浓度传感器所在坍塌区域的粉尘浓度数据，并将所述粉尘浓度数据上传至相应的手持终端设备。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：温度传感器；

所述温度传感器与相应的手持终端设备可拆卸连接，用于采集所述温度传感器所在坍塌区域的温度数据，并将所述温度数据上传至所述手持终端设备。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手持终端设备包括：

甲烷传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的甲烷浓度，分别与所述手持终端设备的显示屏以及无线通信模块连接，并将所述甲烷浓度上传至所述显示屏以及所述无线通信模块；

一氧化碳传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的一氧化碳浓度，分别与所述手持终端设备的显示屏以及无线通信模块连接，并将所述一氧化碳浓度上传至所述显示屏以及所述无线通信模块；

氧气传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的氧气浓度，分别与所述手持终端设备的显示屏以及无线通信模块连接，并将所述氧气浓度上传至所述显示屏以及所述无线通信模块；

所述显示屏用于向所述手持终端设备对应的被困人员，展示所述甲烷浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度；

所述无线通信模块用于将所述甲烷浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度，依次通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，上传至所述地面救援指挥服务器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述手持终端设备还包括：

音频传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的音频数据，分别与所述手持终端设备的无线通信模块连接，并将所述音频数据上传至所述无线通信模块；

视频传感器，用于采集所述手持终端设备所在坍塌区域的视频数据，分别与所述手持终端设备的无线通信模块连接，并将所述视频数据上传至所述无线通信模块；

所述无线通信模块用于将所述音频数据、所述视频数据，依次通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，上传至所述地面救援指挥服务器。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述手持终端设备还包括：定位器；

所述定位器用于采集所述手持终端设备的位置信息，并将所述位置数据上传至所述无线通信模块，以使所述无线通信模块以此通过所述地上信号接收及发射终端、地下信号接收及发射中继、所述地下信号接收及发射终端，上传至所述地面救援指挥服务器。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线网络包括但不限于3G、4G、5G、wifi。

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