CN212992327U - 一种井下危险作业场所可见光无线通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种井下危险作业场所可见光无线通信系统，其特征在于，包括井下可见光收发装置、多组光电转换装置、多个网络数据交换终端及计算机服务器主控端,井下可见光收发装置由集成在LED灯的壳体内的可见光信号通信发射单元和可见光信号通信接收单元组成，光电转换装置为一组间隔设置在井下顶的固定式可见光信号接收装置和可见光信号发射装置，光电转换装置与网络数据交换终端通信相连，并通过无线信道与可见光通信接收单元和可见光通信发射单元连接；网络数据交换终端的数据输入端通过通信电缆与计算机服务器主控端的数据接口通信相连。其优点是：布设快捷，维护方便；功耗要求低，准确获取光源的位置信息。
Description
技术领域
本实用新型属于无线通信技术领域，具体涉及一种井下危险作业场所可见光无线通信系统。
背景技术
矿山由于受地质赋存条件的限制，井下巷道分布多、作业地点非常分散，采用多中段、多采场同时作业，采矿、掘进、运搬、运输多工序、多地点立体交叉作业，井下的通信保障尤为重要。尤其是在安全条件相对较差，危险性较大的采场、掘进等作业场所由于生产周期短、移动性大，矿井作业中通常要实现矿井内设备、人员之间相互通信，以及与井上控制中心通信。现有的井下通信装置主要以有线通信通信为主。有线通信方式以光缆、光纤为通信介质，有线通信方式以光缆、光纤为通信介质，其中双绞线光纤较为普及，主要采用的通信技术为CAN总线技术、工业以太网通信技术等；例如在井下提升机房、变电站、水泵房等长期固定的作业地点一般都有电话，需要为通信架设专用通信线路，布设和维护成本较高；且受矿井地理环境影响，在出现故障时容易造成整个通信网络瘫痪。
发明内容
本实用新型的目的主要是为了解决上述技术问题，提供一种只要在有可见光的地方就可以实现通信，覆盖范围广，具有高可靠性和安全性的井下危险作业场所可见光无线通信系统。
本实用新型的一种井下危险作业场所可见光无线通信系统，其特征在于：该系统包括井下可见光收发装置、多组光电转换装置、多个网络数据交换终端及计算机服务器主控端,
所述的井下可见光收发装置由集成在LED灯的壳体内的可见光信号通信发射单元和可见光信号通信接收单元所组成，
所述的光电转换装置为一组间隔设置在井下顶的固定式可见光信号接收装置和可见光信号发射装置，
所述可见光信号发射装置和可见光信号接收装置分别与网络数据交换终端通信相连，并通过无线信道与可见光通信接收单元和可见光通信发射单元连接；所述网络数据交换终端的数据输入端通过通信电缆与计算机服务器主控端的数据接口通信相连。
优选地，所述的可见光发射装置包括与网络数据交换终端连接的发射端网络接口电路、信号调制电路A、驱动电路A和多个LED光源；
所述的可见光接收装置包括光电检测器、驱动电路B、信号调制电路B和接收端网络接口电路。
优选地，所述信号调制电路A用以将所述发射端网络接口电路传输而来的数据流进行编码、解码和校验，处理后转化为数字电信号，并传输至所述驱动电路A，所述驱动电路A用以依据所述数字电信号驱动所述LED光源发光，发出光信号。
优选地，所述光电检测器用以响应可见光信号发射单元的光信号，并生成相应的电流信号，抑制背景杂散光的干扰，对电流信号进行整形和去噪声，并传至所述驱动电路B，所述驱动电路B用以根据接收到的电流信号得到相应的模拟信号，并传至所述信号调制电路B，所述信号调制电路B用以对接收到的信号进行调制、编码以及解调和校验，得到数据流，并通过所述接收端网络接口电路传输给外部通信设备。
本实用新型的优点是：
本实用新型提供的用于井下的可见光无线通信系统，布设和维护成本低廉，相对于传统通信方案，布设快捷，维护方便；井下LED光源及收发装置对功耗要求低，准确获取光源的位置信息，可以对拍摄到的闪烁信息进行解码，得到对应的编码信息；同时能方便进行通信，具有很好的推广前景及实用价值。
附图说明
图1为本实用新型的可见光通信系统组成框图。
图2为本实用新型中可见光信号发射装置的电路结构示意图。
图3为本实用新型中可见光信号接收装置的电路结构示意图。
图4为本实用新型在一种应用场景下的应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型具体实施方式加以详细的说明。
如图1-图4所示，本实用新型的一种井下危险作业场所可见光无线通信系统，其特征在于：该系统包括井下可见光收发装置、多组光电转换装置、多个网络数据交换终端及计算机服务器主控端,
所述的井下可见光收发装置由集成在LED灯的壳体内的可见光信号通信发射单元和可见光信号通信接收单元所组成，
所述的光电转换装置为一组间隔设置在井下顶的固定式可见光信号接收装置和可见光信号发射装置，
所述可见光信号发射装置和可见光信号接收装置分别与网络数据交换终端通信相连，并通过无线信道与可见光通信接收单元和可见光通信发射单元连接；所述网络数据交换终端的数据输入端通过通信电缆与计算机服务器主控端的数据接口通信相连。
本实用新型所述的可见光发射装置包括与网络数据交换终端连接的发射端网络接口电路、信号调制电路A、驱动电路A和多个LED光源。
本实用新型所述的可见光接收装置包括光电检测器、驱动电路B、信号调制电路B和接收端网络接口电路。
本实用新型所述信号调制电路A用以将所述发射端网络接口电路传输而来的数据流进行编码、解码和校验，处理后转化为数字电信号，并传输至所述驱动电路A，所述驱动电路A用以依据所述数字电信号驱动所述LED光源发光，发出光信号。
所述光电检测器用以响应可见光信号发射装置的光信号，并生成相应的电流信号，抑制背景杂散光的干扰，对电流信号进行整形和去噪声，并传至所述驱动电路B，所述驱动电路B用以根据接收到的电流信号得到相应的模拟信号，并传至所述信号调制电路B，所述信号调制电路B用以对接收到的信号进行调制、编码以及解调和校验，得到数据流，并通过所述接收端网络接口电路传输给外部通信设备。
本实用新型所述井下可见光收发装置为多个，设置在井下顶部墙体上，形成多个小型数据通信基站。多个LED光源进行光无线通信，系统采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式为二进制编码。二进制编码通过光学链路一次只能发送一个比特，但比特流的传送以组的形式发送,而不是一次一个，因此可采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
本实用新型实现简单、无电磁干扰，面本低，可应用于井下危险作业场所复杂的生产环境。
Claims (4)
1.一种井下危险作业场所可见光无线通信系统，其特征在于：该系统包括井下可见光收发装置、多组光电转换装置、多个网络数据交换终端及计算机服务器主控端,
所述的井下可见光收发装置由集成在LED灯的壳体内的可见光信号通信发射单元和可见光信号通信接收单元所组成，
所述的光电转换装置为一组间隔设置在井下顶的固定式可见光信号接收装置和可见光信号发射装置，
所述可见光信号发射装置和可见光信号接收装置分别与网络数据交换终端通信相连，并通过无线信道与可见光通信接收单元和可见光通信发射单元连接；所述网络数据交换终端的数据输入端通过通信电缆与计算机服务器主控端的数据接口通信相连。
2.根据权利要求1所述的井下危险作业场所可见光无线通信系统，其特征在于：所述的可见光发射装置包括与网络数据交换终端连接的发射端网络接口电路、信号调制电路A、驱动电路A和多个LED光源；
所述的可见光接收装置包括光电检测器、驱动电路B、信号调制电路B和接收端网络接口电路。
3.根据权利要求2所述的井下危险作业场所可见光无线通信系统，其特征在于：所述信号调制电路A用以将所述发射端网络接口电路传输而来的数据流进行编码、解码和校验，处理后转化为数字电信号，并传输至所述驱动电路A，所述驱动电路A用以依据所述数字电信号驱动所述LED光源发光，发出光信号。
4.根据权利要求2所述的井下危险作业场所可见光无线通信系统，其特征在于：所述光电检测器用以响应可见光信号发射单元的光信号，并生成相应的电流信号，抑制背景杂散光的干扰，对电流信号进行整形和去噪声，并传至所述驱动电路B，所述驱动电路B用以根据接收到的电流信号得到相应的模拟信号，并传至所述信号调制电路B，所述信号调制电路B用以对接收到的信号进行调制、编码以及解调和校验，得到数据流，并通过所述接收端网络接口电路传输给外部通信设备。
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| CN202022349913.8U CN212992327U (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 一种井下危险作业场所可见光无线通信系统 |
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2020
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