CN219697658U - 一种矿用信息传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及矿山通信技术领域，提供了一种矿用信息传输系统。矿用信息传输系统包括地面控制设备、井下控制设备、广播设备和通讯设备，井下控制设备、广播设备以及通讯设备设置在井下；井下控制设备包括第一交互模块、第二交互模块和第三交互模块；地面控制设备与第一交互模块信号连接，广播设备与第二交互模块信号连接，通讯设备与第三交互模块信号连接，如此可以有助于解决矿山建设过程中硬件成本和施工成本高的问题，由于地面控制设备可以基于与井下控制设备之间的信号连接分别与广播设备和通讯设备之间的信号连接，如此可以实现通讯系统和广播系统的融合，从而可以有助于减少通讯系统和广播系统的重复建设，进而可以减小硬件成本和施工成本。

Description

一种矿用信息传输系统

技术领域

本申请涉及矿山通信技术领域，尤其是涉及一种矿用信息传输系统。

背景技术

为了使矿产开采满足安全生产的需求，矿山需要部署通讯系统和应急广播两套系统，相关技术中，通过单独建立通讯系统和应急广播系统来满足安全生产要求。

然而，相关技术中的通讯系统和应急广播系统是相互独立的，这就会导致在矿山建设过程中通讯系统和应急广播重复建设，进而导致硬件成本和施工成本高的问题。

实用新型内容

为了有助于解决矿山建设过程中硬件成本和施工成本高的问题，本申请实施例提供了一种矿用信息传输系统。

第一方面，本申请提供一种矿用信息传输系统，采用如下的技术方案：

一种矿用信息传输系统，所述系统包括：地面控制设备、井下控制设备、广播设备和通讯设备；所述井下控制设备、所述广播设备以及所述通讯设备设置在井下；

所述井下控制设备包括第一交互模块、第二交互模块和第三交互模块；所述地面控制设备通过所述第一交互模块与所述井下控制设备信号连接，所述广播设备通过所述第二交互模块与所述井下控制设备信号连接，所述通讯设备通过所述第三交互模块与所述井下控制设备信号连接；

通过所述地面控制设备与所述井下控制设备之间的信号连接以及所述井下控制设备与所述通讯设备之间的信号连接，所述通讯设备与所述地面控制设备之间的相互通讯；

所述广播设备用于输出广播信息。

通过采用上述技术方案，可以有助于解决矿山建设过程中硬件成本和施工成本高的问题，由于地面控制设备可以基于与井下控制设备之间的信号连接分别与广播设备和通讯设备之间的信号连接，如此可以实现通讯系统和广播系统的融合，从而可以有助于减少通讯系统和广播系统的重复建设，进而可以减小硬件成本和施工成本。

可选的，所述第一交互模块包括第一交互组件和第二交互组件，所述第一交互组件和所述第二交互组件分别独立进行信号传输，所述地面控制设备通过所述第一交互组件和所述第二交互组件中的至少一个交互组件与所述井下控制设备信号连接。

上述技术方案中，由于第一交互组件与第二交互组件独立进行信号传输，如此可以通过第一交互模块中交互组件的冗余设置提高地面控制设备与井下控制设备信号传输的稳定性，从而可以有助于提高应急广播与通讯的稳定性。

可选的，所述第一交互组件与所述第二交互组件的类型不同。

上述技术方案中，由于第一交互组件与第二交互组件的类型不同，此可以便于在使用一种交互方式交互存在困难的情况下，使用另一种交互方式进行交互，从而可以有助于进一步提高地面控制设备与井下控制设备之间信号传输的稳定性，进而可以进一步有助于提高应急广播与通讯的稳定性。

可选的，所述地面控制设备分别通过所述第一交互组件和所述第二交互组件与所述井下控制设备信号连接。

上述技术方案中，由于地面设备分别与第一交互组件和第二交互组件之间信号连接，如此可以实现地面控制设备与井下控制设备信号传输信道的冗余设置，从而可以确保地面控制设备与井下控制设备之间信号传输的稳定性。

可选的，所述系统还包括信号转换设备，所述信号转换设备设置在靠近所述地面控制设备的位置；

所述地面控制设备的信号输出端通过所述信号转换设备分别与所述第一交互组件和所述第二交互组件信号连接。

上述技术方案中，由于可以通过信号转换设备将地面控制设备的输出端分别与第一交互组件和第二交互组件信号连接，如此无需对传统的地面控制设备进行改动即可实现地面控制设备与第一交互组件和第二交互组件之间的信号连接，从而可以减小矿用信息传输系统的部署成本，同时便于矿用信息传输系统部署。

可选的，所述第一交互模块包括蜂窝移动通信组件。

由于井下控制设备部署在井下，距离地面控制设备较远，而蜂窝移动通信具有传输距离远的优点，因此上述技术方案中第一交互模块包括蜂窝移动通信组件，如此可以便于实现井下控制设备与地面控制设备的远距离无线通讯。

可选的，所述井下控制设备还包括数据处理模块，所述第一交互模块通过所述数据处理模块分别与所述第二交互模块和所述第三交互模块之间信号连接，以分别实现所述第一交互模块与所述第二交互模块和所述第三交互模块之间的信号连接。

上述技术方案中，第一交互模块可以通过数据处理模块分别与第二交互模块和第三交互模块之间的信号连接，如此可以有助于分别建立地面控制器与广播设备之间的应急广播信道和地面控制器与通讯设备之间的通讯信道，从而可以有助于确保应急广播与通讯之间的独立性，进而可以有助于对广播设备与通讯设备单独进行控制。

可选的，所述第三交互模块包括网络交互模块，所述通讯设备包括iP电话。

上述技术方案中，由于第三交互模块包括网络交互模块，通讯设备包括ip电话，如此可以便于基于矿用信息传输系统已有的网络传输链路进行通话，而无需部署专用的电话线路，如此可以有助于降低矿用信息传输系统的部署成本，同时便于矿用信息传输系统的部署。

可选的，所述第三交互模块包括无线通信组件，所述通讯设备包括移动通信终端。

上述技术方案中，第三交互模块包括无线通信组件，而通讯设备包括移动终端，如此可以有助于减小对通讯设备位置的要求，从而可以拓宽接入井下控制设备的通讯设备的范围，进而可以便于井下与地面之间的通讯。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 可以有助于解决矿山建设过程中硬件成本和施工成本高的问题，由于地面控制设备可以基于与井下控制设备之间的信号连接分别与广播设备和通讯设备之间的信号连接，如此可以实现通讯系统和广播系统的融合，从而可以有助于减少通讯系统和广播系统的重复建设，进而可以减小硬件成本和施工成本。

2. 由于广播设备与第二交互模块信号连接，通讯设备与第三交互模块信号连接，如此可以实现广播设备与通讯设备在井下通讯信道的独立性，从而有助于避免广播信号与通讯信号在井下传播过程中的干扰，同时也可以有助于对广播设备与通讯设备单独进行控制。

附图说明

图1是本申请实施例提供的第一个矿用信息传输系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的第一个井下控制设备的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的第二个井下控制设备的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的第二个矿用信息传输系统的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的第三个矿用信息传输系统的结构示意图。

附图标记说明：100、地面控制设备；200、井下控制设备；210第一交互模块；211、第一交互组件；212、第二交互组件；220、第二交互模块；230、第三交互模块；240、数据处理模块；300、广播设备；400、通讯设备；500、信号转换设备。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1至5及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种矿用信息传输系统，参考图1，矿用信息传输系统包括：地面控制设备100、井下控制设备200、广播设备300和通讯设备400，井下控制设备200、广播设备300以及通讯设备400设置在井下，地面控制设备100设置在井上。

地面控制设备100用于向井下的设备发送控制指令以及与井下的设备通讯。在一个示例中，地面控制设备100设置在地面控制室中，

井下控制设备200用于对部署在井下的信息传输设备（比如：广播设备300、通讯设备400等设备）进行控制，以辅助实现井下与地面之间的信息传输。

具体的，井下设备包括第一交互模块210、第二交互模块220和第三交互模块230；地面控制设备100通过第一交互模块210与井下控制设备200信号连接，广播设备300通过第二交互模块220与井下控制设备200信号连接，通讯设备400通过第三交互模块230与井下设备信号连接，如此可以实现井下与地面之间的信息传输。

其中，交互模块包括无线交互组件和/或有线交互组件，不同交互模块对应的交互组件的类型相同或不同。

无线交互组件，是指：通过无线的方式进行信号传输的组件，比如：蜂窝移动组件（支持：3G、4G、5G等通信协议），WiFi组件（支持：WiFi4、WiFi6等通信协议），ZigBee组件等组件，本实施例不对无线交互组件的类型作限定。

有线交互组件，是指，通过有线的方式进行信号传输的组件，比如：有线网络通信组件（包括：RJ45接口或者光纤接口）、串行通信组件（包括：UART接口）、USB组件等组件，本实施例不对有线交互组件的类型作限定。

在一个示例中，第一交互模块210包括蜂窝移动通信组件。由于井下控制设备200部署在井下，距离地面控制设备100较远，而蜂窝移动通信具有传输距离远的优点，因此第一交互模块210包括蜂窝移动通信组件可以便于实现井下控制设备200与地面控制设备100的远距离无线通讯。相应的，井下部署有蜂窝移动通信基站，如此可以提高蜂窝移动通信的稳定性。

在一个实例中，第一交互模块210包括5G通信组件，如此可以便于井下控制设备200与地面控制设备100之间进行高速度、低时延的数据交互，从而可以有助于确保通讯信号和应急广播信号的高效传递。

在一个示例中，井下控制设备200包括网关，如此可以通过网关实现不同交互模块之间的信息传递。

在一个实例中，井下控制设备200在通过第一交互模块210接收到数据信息的情况下，可以基于数据信息中的目标设备信息确定目标设备对应的交互模块，并通过目标设备对应的交互模块向目标设备发送数据信息，以供目标设备对数据信息进行处理。

其中，基于数据信息中的目标设备信息确定目标设备对应的交互模块的方式为现有的方式，比如：井下控制设备200中存储有目标设备信息与交互模块的对应表，如此井下控制设备200可以直接从对应表中查找目标设备对应的交互模块。

广播设备300，用于广播信息。在一个示例中，广播设备300将信息通过语音的形式进行广播，比如：广播设备300为喇叭。在另一个示例中，广播设备300将信息通过无线信号的方式进行广播，比如：广播设备300为无线信号发射器，如此在信号接收范围内的接收设备均可接收到广播设备300广播的信息。

在一个示例中，通过地面控制设备100与井下控制设备200之间的信号连接以及井下控制设备200与广播设备300之间的信号连接，广播设备300可以接收到地面控制设备100发送的广播信息，从而可以实现应急广播。

通讯设备400，用于实现井下与地面的通讯。具体的，通过地面控制设备100与井下控制设备200之间的信号连接以及井下控制设备200与通讯设备400之间的信号连接，通讯设备400可以与地面控制设备100之间相互通讯，从而实现井下与地面之间的通讯。

在一个示例中，第三交互模块230包括网络交互模块，通讯设备400包括ip电话，如此可以便于基于矿用信息传输系统已有的网络传输链路进行通话，而无需部署专用的电话线路，如此可以有助于降低矿用信息传输系统的部署成本，同时便于矿用信息传输系统的部署。

可选的，网络交互模块和ip电话均包括RJ45接口，此时网络交互模块与ip电话直接可通过网线信号连接。在实际实现时，网络交互模块与ip电话之间也可以通过其他方式信号连接，比如：通过WiFi连接，本实施例不对网络交互模块与ip电话之间的信号连接方式作限定。

在另一个实例中，第三交互模块230包括无线通信组件，通讯设备400包括移动终端，如此移动终端可以通过无线通信组件接入井下控制设备200，从而实现与地面控制设备100之间的通讯

可选的，移动终端可以为井下工作人员随身携带便携工作终端或者井下作业设备上的作业终端，如此可以便于井下工作人员与地面人员之间的通讯。

在一个示例中，第三交互模块230包括蜂窝移动通信组件，井下部署有移动蜂窝通信基站。

上述技术方案中，第三交互模块230包括无线通信组件，而通讯设备400包括移动终端，如此可以有助于减小对通讯设备400位置的要求，从而可以拓宽接入井下控制设备200的通讯设备400的范围，进而可以便于井下与地面之间的通讯。

在实际实现时，井下控制设备200还可以与其他设备信号连接，比如：与信息采集设备、报警设备信号连接，本实施例不对井下控制设备200的连接的设备类型作限定。

本申请实施例提供的一种矿用信息传输系统的实施原理为：矿用信息传输系统包括地面控制设备100、井下控制设备200、广播设备300和通讯设备400，井下控制设备200、广播设备300以及通讯设备400设置在井下；井下控制设备200包括第一交互模块210、第二交互模块220和第三交互模块230；地面控制设备100与第一交互模块210信号连接，广播设备300与第二交互模块220信号连接，通讯设备400与第三交互模块230信号连接，如此可以有助于解决矿山建设过程中硬件成本和施工成本高的问题，由于通过地面控制设备100与井下控制设备200之间的信号连接以及井下控制设备200与通讯设备400之间的信号连接，可以实现通讯设备400与地面控制设备100之间的相互通讯，而通过地面控制设备100与井下控制设备200之间的信号连接以及井下控制设备200与广播设备300之间的信号连接，可以使得广播设备300能够接收到地面控制设备100发送的信号，从而实现应急广播的功能，如此可以实现通讯系统和广播系统的融合，从而可以有助于减少通讯系统和广播系统的重复建设，进而可以减小硬件成本和施工成本。

另外，由于广播设备300与第二交互模块220信号连接，通讯设备400与第三交互模块230信号连接，如此可以实现广播设备300与通讯设备400在井下通讯信道的独立性，从而有助于避免广播信号与通讯信号在井下传播过程中的干扰，同时也可以有助于对广播设备300与通讯设备400单独进行控制。

在一些实施方式中，可选的，参考图2，井下控制设备200还包括数据处理模块240，第一交互模块210通过数据处理模块240分别与第二交互模块220和第三交互模块230之间信号连接，以分别实现第一交互模块210与第二交互模块220和第三交互模块230之间的信号连接。

其中，数据处理模块240为具有计算功能的模块，比如：中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、微控制器（Microcontroller Unit；MCU）、单片机等，本实施例不对数据处理模块240的类型作限定。

在一个实例中，数据处理模块240在接收到第一交互模块210传输的数据信息时，确定数据信息的类型，在数据信息的类型为广播信息的情况下，通过第二交互端口传输信息，在数据信息的类型为通讯信息的情况下，通过第三交互端口传输信息。

另外，数据处理模块240在接收到第二交互模块220或者第三交互模块230传输的数据信息的情况下，通过第一交互模块210继续传输数据信息。

上述技术方案中，第一交互模块210可以通过数据处理模块240分别与第二交互模块220和第三交互模块230之间的信号连接，如此可以有助于分别建立地面控制器与广播设备300之间的应急广播信道和地面控制器与通讯设备400之间的通讯信道，从而可以有助于确保应急广播与通讯之间的独立性，进而可以有助于对广播设备300与通讯设备400单独进行控制。

在一些实施方式中，可选的，参考图3，第一交互模块210包括第一交互组件211和第二交互组件212，第一交互组件211和第二交互组件212分别独立进行信号传输，地面控制设备100通过第一交互组件211和第二交互组件212中的至少一个交互组件与井下控制设备200信号传输。

在一个示例中，第一交互组件211与第二交互组件212不同时使用。比如：第二交互组件212为备用交互组件，当井下控制设备200检测到第一交互组件211与地面控制设备100的信号连接存在异常的情况下启用第二交互组件212。

在另一个示例中，第一交互组件211与第二交互组件212同时使用。比如：井下控制设备200同时通过第一交互组件211和第二交互组件212接收信息。

上述技术方案中，由于第一交互组件211与第二交互组件212独立进行信号传输，如此可以通过第一交互模块210中交互组件的冗余设置提高地面控制设备100与井下控制设备200信号传输的稳定性，从而可以有助于提高应急广播与通讯的稳定性。

在一个示例中，第一交互组件211与第二交互组件212的类型不同。比如：第一交互组件211为无线交互组件，第二交互组件212为有线交互组件。如此可以便于在使用一种交互方式交互存在困难的情况下，使用另一种交互方式进行交互，比如：在无线信号干扰大的情况下，使用有线交互组件进行交互，从而可以有助于进一步提高地面控制设备100与井下控制设备200之间信号传输的稳定性，进而可以进一步有助于提高应急广播与通讯的稳定性。

在实际实现时，第一交互组件211与第二交互组件212的类型也可以相同，如此可以有助于在一个交互组件出现硬件故障的情况下，及时切换至另一个交互组件进行信息交互，从而可以确保地面控制设备100与井下控制设备200之间信号传输的稳定性。

可选的，参考图4，地面控制设备100分别通过第一交互组件211和第二交互组件212与井下控制设备200信号连接。如此可以实现地面控制设备100与井下控制设备200信号传输信道的冗余设置，从而可以确保地面控制设备100与井下控制设备200之间信号传输的稳定性。

进一步的，参考图5，矿用信息传输系统还包括信号转换设备500，信号转换设备500设置在靠近地面控制设备100的位置，地面控制设备100的信号输出端通过信号转换设备500分别与第一交互组件211和第二交互组件212信号连接。

其中，信号转换设备500用于将地面控制设备100的输出信号转换为满足交互组件交互信息传输需求信号并向对应的交互组件发送。

在一个示例中，信号转换设备500具有信道选择功能，即可以选择向第一交互组件211传输信号或向第二交互组件212传输信号。

在另一个实例中，信号转换设备500同时向第一交互组件211和第二交互组件212发送信号。

在一个实例中，信号转换设备500包括网关和/或路由器。

上述技术方案中，由于可以通过信号转换设备500将地面控制设备100的输出端分别与第一交互组件211和第二交互组件212信号连接，如此无需对传统的地面控制设备100进行改动即可实现地面控制设备100与第一交互组件211和第二交互组件212之间的信号连接，从而可以减小矿用信息传输系统的部署成本，同时便于矿用信息传输系统部署。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其它等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (9)

1.一种矿用信息传输系统，其特征在于，所述系统包括：地面控制设备（100）、井下控制设备（200）、广播设备（300）和通讯设备（400）；所述井下控制设备（200）、所述广播设备（300）以及所述通讯设备（400）设置在井下；

所述井下控制设备（200）包括第一交互模块（210）、第二交互模块（220）和第三交互模块（230）；所述地面控制设备（100）通过所述第一交互模块（210）与所述井下控制设备（200）信号连接，所述广播设备（300）通过所述第二交互模块（220）与所述井下控制设备（200）信号连接，所述通讯设备（400）通过所述第三交互模块（230）与所述井下控制设备（200）信号连接；

通过所述地面控制设备（100）与所述井下控制设备（200）之间的信号连接以及所述井下控制设备（200）与所述通讯设备（400）之间的信号连接，所述通讯设备（400）与所述地面控制设备（100）之间的相互通讯；

所述广播设备（300）用于输出广播信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一交互模块（210）包括第一交互组件（211）和第二交互组件（212），所述第一交互组件（211）和所述第二交互组件（212）分别独立进行信号传输，所述地面控制设备（100）通过所述第一交互组件（211）和所述第二交互组件（212）中的至少一个交互组件与所述井下控制设备（200）信号连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一交互组件（211）与所述第二交互组件（212）的类型不同。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述地面控制设备（100）分别通过所述第一交互组件（211）和所述第二交互组件（212）与所述井下控制设备（200）信号连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括信号转换设备（500），所述信号转换设备（500）设置在靠近所述地面控制设备（100）的位置；

所述地面控制设备（100）的信号输出端通过所述信号转换设备（500）分别与所述第一交互组件（211）和所述第二交互组件（212）信号连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一交互模块（210）包括蜂窝移动通信组件。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下控制设备（200）还包括数据处理模块（240），所述第一交互模块（210）通过所述数据处理模块（240）分别与所述第二交互模块（220）和所述第三交互模块（230）之间信号连接，以分别实现所述第一交互模块（210）与所述第二交互模块（220）和所述第三交互模块（230）之间的信号连接。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三交互模块（230）包括网络交互模块，所述通讯设备（400）包括iP电话。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三交互模块（230）包括无线通信组件，所述通讯设备（400）包括移动通信终端。