SU1511390A1 - Способ беспроводной передачи телеметрической информации в подземных горных выработках - Google Patents

Способ беспроводной передачи телеметрической информации в подземных горных выработках Download PDF

Info

Publication number
SU1511390A1
SU1511390A1 SU874311366A SU4311366A SU1511390A1 SU 1511390 A1 SU1511390 A1 SU 1511390A1 SU 874311366 A SU874311366 A SU 874311366A SU 4311366 A SU4311366 A SU 4311366A SU 1511390 A1 SU1511390 A1 SU 1511390A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radio
signals
receivers
interference
radio receivers
Prior art date
Application number
SU874311366A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Манукович Манукян
Владимир Феоктистович Петров
Вячеслав Михайлович Митронин
Анатолий Иванович Россиев
Original Assignee
Московский Горный Институт
Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Горный Институт, Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" filed Critical Московский Горный Институт
Priority to SU874311366A priority Critical patent/SU1511390A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1511390A1 publication Critical patent/SU1511390A1/ru

Links

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и позвол ет повысить надежность передачи телеметрической информации о деформации массива горных пород за счет снижени  вли ни  индустриальных помех. Осуществл етс  излучение в пространство выработки /В/ сигналов радиопередатчиков, расположенных в подлежащей контролю области В. Эти сигналы принимаютс  радиоприемниками /РП/ 1-11, сформированными в группы /Г/ 1-2-3, 4-5, 6-7, 7-8, 9-10, 10-11, 7-10. Путем регулировани  уровн  срабатывани  пороговых устройств РП 1-11 и выбора их местоположени  относительно друг друга формируют общие зоны уверенного приема сигналов о деформации горных пород, охватывающие подлежащие контролю области В и непересекающиес  между собой зоны вли ни  помех в каждой Г. Осуществл ют прием всеми РП сигналов о деформации горных пород в каждой Г. Регистрируют в каждой Г только те сигналы, которые одновременно прин ты большинством РП, вход щих в Г. Анализ прин тых сигналов осуществл етс  в блоке 12 выносного приема, который имеет проводную св зь с РП 1-11, а регистраци  проводитс  в регистраторе 13. Применение способа позвол ет удешевить радиотелеметрическую аппаратуру при осуществлении беспроводного контрол  состо ни  подземной горной В. 7 ил.

Description

315
Изобретение относитс  к горной промьшшенности и может быть использовано в системах контрол  состо ни  массива горных пород.
Цель изобретени  -.повышение надежности передачи телеметрической информации в подземных горных выработках за счет снижени  вли ни  индустриальных электромагнитных помех.
На фиг. 1 показано размещение группы радиоприемников в подземной горной выработке; на фиг, 2 - формирование общей зоны уверенного приема группой из трех радиоприемников; на фиг. 3 - структурна  схема измерительного устройства с радиопередатчиком; на фиг. 4 - структурна  схема радиоприемного устройства; на фиг.5 - 7 - фрагменты функциональных схем блоков выносного приема.
Способ беспроводной передачи телеметрической- информации в подземной горной выработке заключаетс  в следующем .
В горной выработке размещают группы радиоприемников (РП), в каждой из которых, например, по 2 или 3 РП. На фиг. 1 показаны семь групп, образованных с помощью одиннадцати РП. I группа образована 1,2 и 3 РП, II. группа - 4 и 5 РП, III группа - 7 и 6 РП, IV группа - 7 и 8 РП, V группа - 9 и 10,,РП, VI группа - 10 и 11 РП и VII группа - 7 и 10 РП. РП 7 и 10 вход т одновременно в три группы. РП V входит в группы III, IV и VII, а РП 10 - в группы V, VI и VII (местоположение радиоприемников на чертеже условно обозначено крестиками).
В области.вьфаботки, подлежащей контролю (неза Штрихованна  косой штриховкой внутренн   часть на фиг.1 I устанавливают автономные и измерительные устройства (места установки измерительных устройств на фиг. 1 не показаны). Б состав измерительных устройств входит преобразователь контролируемого параметра, например преобразователь деформаций массива горных пород в электрический сигнал, и радиопередатчик.
Путем регулировани  уровн  сраба- тьшани  пороговых устройств радиопри BMiniKOB 1-11 и выбора их местоположени  относительно друг друга формируют общие зоны уверенного приема полезных сигналов, охватывающие области , подлежащие контролю, и непересе0
кающиес  между собой зоны вли ни  помех (ЗБП) в каждой группе.
Обща  зона уверенного приема группы РП представл ет собой общую часть зон уверенного приема каждого из РП, вход щих в зону группы. Например, на фиг. 2 дл  группы I, включающей три РП 1, 2 и 3, зоны уверенного приема
дл  каждого из радиоприемников ограничены отрезками окружностей, проведенных радиусами R,, R и R, соответственно , а их зоны вли ни  помех ограничены отрезками окружностей с.
радиусами т, г и г соответственно . Обща  зона уверенного приема, получающа с  дл  данной группы, обозначена на фиг. 2 перекрещивающейс  штриховкой.
Радиусы зон уверенного приема определ ютс  мощностью полезного сигнала , излучаемого радиопередатчиками, и установленными уровн ми срабатывани  пороговых устройств РП. Радиу.сы
зон вли ни  помех определ ютс  мощностью сигналов помехи, излучаемой оборудованием, работающим вблизи РП, и уровн ми срабатывани  пороговых устройств РП.
Определение зоны уверенного приема и зоны вли ни  помех дл  каждого РП осуществл ют экспериментальным или расчетным путем. Дл  определени  зоны уверенного приема экспериментальным наиболее целесообразно использовать имитатор полезного сигнала , представл ющий собой, например, радиопередающее устройство, излучающее электромагнитный сигнал, аналогичный полезному сигналу, мощность которого немного йеньше мощности полезного сигнала. Наход сь вблизи от.
места расположени  выносного радио- приемника включают имитатор и убеждаютс , что его сигнал уверенно принимаетс  радиоприемником, т.е. превышаетс  установленный уровень срабатывани  порогового устройства. Дл  сигнализации об этом можно использовать световые или звуковые сигнализаторы, включающиес  при -срабатывании порогового устройства.
По мере удалени  имитатор полезного сигнала от места расположени  выносного радиоприемника в различных направлени х фиксируют момент исчезновени  уверенной св зи имитатора с данным радиоприемником и таким образом определ ют границу зоны уверен
515
ного приема. определени  общей зоны уверенного приема нескольких радиоприемников, образующих одну группу , определ ют зоны уверенного прие- ма ка5вдого выносного радиоприемника и вьщел ют общую часть, при расположении в которой сигнал имитатора уверенно принимаетс  всеми радиоприемниками . Величина общей зоны уверенного приема группы радиоприемников всегда меньше или равна зоне уверенного приема одного радиоприемника.
Дл  определени  зоны вли ни  помех экспериментальным путем необходим имитатор помех, который представл ет собой, например, радиопередающее устройство , излучающее широкополосный электромагнитный сигнал, мощность которого равна мощности сигнала от наиболее опасного источника помех, В качестве задающего генератора такого радиопередатчика может быть использован генератор коротких пр моугольных радиоимпульсов с частотой заполнени , равной несущей частоте радиопередатчика полезных сигналов и длительностью , меньшей длительности, полезных сигналов. Причем моменты по влени  радиоимпульсов во времени и их длительности измен ютс  случайнь1м образом . Име  в наличии подобный имитатор помех и производ  такие же манипул ции , как и при определении зоны уверенного приема, можно определить зону вли ни  помех дл  каждого из выносных радиоприемников, вход щих в группу.
Требуемое количество групп радиоприемников определ етс  размерами области , подлежащей контролю. Так, если в результате формировани  непересекающихс  ЗВП в пределах одной группы радиоприемников их обща  зона уверенного приема не охватит полностью область, подлежащую контролю, то необходимо использовать большее число групп выносных РП, распределенных по пространству выработки так, чтобы обеспечивалось полное перекрытие области , подлежащей контрою, их общими зонами уверенного приема.
Дл  определени  зоны уверенного приема и зоны вли ни  помех расчетным путем необходимо знание погонного коэффициента затухани  дл  электромагнитных колебаний в подземной вы- %)аботке в выбранном диапазоне частот.
13906
После фор шровани  зон уверенного приема осуществл ют прием сигналов от радиопередатчиков измерительных устройств всеми радиоприемниками в каждой группе. При этом в каждой группе регистрации подвергаетс  только та информаци , котора  одновременно прин та большинством радиоприемд НИКОВ, вход щих В группу. Анализ прин тых сигналов осуществл етс  в бло- ке 12 выносного приема (ВВП), который имеет проводную св зь со всеми радиоприемниками, а регистраци  сиг
5 налее - в регистраторе 13,
Наиболее просто предлагаемый способ реализуетс  при передаче телеметрической информации в цифровом виде. Дл  осуществлени  предлагаемого спо0 соба могут быть использованы различные измерительные устройства,  вл ющиес  источниками телеметрической информации и снабженные радиопередатчиками дл  ее передачи. При использо5 вании параметрического первичного
преобразовател  измерительное устройство содержит (фиг. 3) чувствительный элемент 14, преобразователь 15 параметра в аналоговый электрический
0 сигнал, аналого-цифровой преобразователь 16 и радиопередатчик 17 цифровой информации. Радиопередатчик осуществл ет передачу информации с помог щью двоичных кодовых последовательностей , использу  амплитудную, частотную или фазовую манипул цию несущего сигнала дл  передачи двоичных сигналов О или 1, Простейшим образом способ реализуетс  при исQ пользовании в радиопередатчике 17 амплитудной манипул ции несущего сигнала. При этом при передаче символа 1 сигнал излучаетс , а при передаче символа О нет, т,е, использус етс  режим с пассивной паузой.
В качестве радиоприемников дл  осуществлени  предлагаемого способа могут быть использованы любые типы радиоприемников импульсных сигналов,
Q согласованные по полосе частот и типу модул ции с радиосигналами, излучаемыми радиопередатчиками, и имеюпц е пороговое устройство с регулируемым уровнем срабатывани . На фиг, 4 изображена структурна  схема такого радиоприемника дл  приема амплитудно-ма- рипулированного сигнала с пассивной паузой. Прин тый антенный электромаг- нитньй сигнал (полезный или помеха)
5
5
71511390
фильтруетс  и, усиливаоб ди о гр п ни
етс  главным трактом 18 радиоприемника (ГТП), В детекторе (Д) 19 осуществл етс  детектирование прин того сигнала . Фильтр 20 низких частот осуще- |ствл ет окончательную фильтрацию сиг- 1нала, после чего он поступает .на пороговое устройство 21 (ПУ) с регулируемым уровнем срабатьшани . В ка-г.честве порогового устройства 21 может быть использован,например, компаратор . По сигналам с ПУ 21 с помощью формировател ,22 импульсов (ФИ) (формируютс  импульсы высокого уров- |н  (соответствуют приему символа 1) или низкого уровн  (соответствуют приему символа О). Этими импульсами управл етс  передающа  часть уст8
Иа фиг. 6 показан вариант реализации схемы БВП 12, рассчитанный на обслуживание четырех групп по три радиоприемника в каждой, причем решение о приеме символа 1 или О одной группы радиоприемников принимаетс  по сигналам от любых двух радиоприемников данной грзшпы, т.е. осуществл етс  мажоритарный выбор. Как и в пре- дьщущем случае, дл  каждого радиоприемника имеетс  сво  приемна  часть УПС 23 и дл  каждой группы - по три элемента И 24 на два входа каждый.
На фиг. 6 показаны УПС 23 и элемент И 24 только дл  одной группы. Сигналы с выходов каждого из УПС 23, обслуживающих радиоприемники одной группы, поступают на входы двух из трех эле
ройства 23 проводной св зи (УПС), ко- 20 ментов И 24, обслуживающих данную
тора  в простейшем случае может представл ть из себ  транзисторный ключ, замыкающи й проводную линию св зи типа
токова  петл . i Дл  реализации предлагаемого спо- |соба .необходимо осуществить прием сигналов всеми радиоприемниками и их |анализ по группам на предмет того, Превышают или не превьшают прин тые Ьигналы пороговый уровень, т.е. при-  т ли символ, о или символ . Дл  Осуществлени  такого анализа и прин - Ь и  рещени  о наличии символа О ли 1 используетс  блок ,12 выносно- о приема, куда поступает информаци  |по проводным лини м св зи со всех ра- |циоприемников и. где осуществл етс  tix объединение в группы.
На фиг, 5 показана реализаци  схеМЫ ВВП 12, рассчитанна  на обслужива- о приемники одной группы, поступают на
Ийе четырех групп радиоприемников по
цва в каждой. Дл  каждого радиоприем (шка имеетс  сво  приемна  часть устройства 23 проводной св зи, котора 
Ьри использовании интерфейса типа с
токова  петл  представл ет собой токовый пороговый элемент с формирователем импульсов. Дл  каждой группы радиоприемников имеетс  элемент И 24 на два входа. На фиг. 5 показаны устройства проводной св зи и элемент И 24 только дл  .одной группы радиоприемников. Сигналы с выходов УПС 23, обслуживающих радиоприемники одной группы, поступают на входы элемента И 24, обслуживающего данную группу, с выхода которого они проход т на элемент ИЛИ 25 на четыре входа (по числу групп).
50
55
три входа элемента И 24, обслуживающего данную группу. С выхода элемента И 24 сигналы поступают на входы элемента ИЛИ 25 на четыре входа (по числу групп).
Дл  анализа эффективности способа (на примере простейшей асинхронной системы передачи информации,использующей амплитудную манипул цию с пассивной паузой) выделим два режима р а- боты.
Первьш режим - режим ожидани  стартового импульса или стартовой последовательности импульсов. В этом режиме превышение сигналом установленного порогового уровн  Upop воспринимаетс  как стартовый импульс или начало стартовой последовательности.
5
0
5
группу, с выходов элементов И 24 сигналы поступают на входы элемента ИЛИ 25 на двенадцать входов (по три входа на каждую группу).
На фиг. 7 показан вариант реализации схемы БВП 12, рассчитанной на обслуживание четырех групп по три радиоприемника в каждой, причем решение о приеме символов 1 или О одной группы принимаетс  по сигналам от всех трех радиоприемников данной группы, т.е. осуществл етс  тотальньш выбор. Здесь также дл  каждого радиоприемника имеетс  сво  приемна  часть УПС 23 и дл  каждой группы - один элемент И 24 на три входа. На фиг. 7 показаны УПС 23 и элемент И 24 только дл  одной группы. Сигналы с. выходов УПС 23, обслуживающих
приемники одной группы, поступают на
три входа элемента И 24, обслуживающего данную группу. С выхода элемента И 24 сигналы поступают на входы элемента ИЛИ 25 на четыре входа (по числу групп).
Дл  анализа эффективности способа (на примере простейшей асинхронной системы передачи информации,использующей амплитудную манипул цию с пассивной паузой) выделим два режима р а- боты.
Первьш режим - режим ожидани  стартового импульса или стартовой последовательности импульсов. В этом режиме превышение сигналом установленного порогового уровн  Upop воспринимаетс  как стартовый импульс или начало стартовой последовательности.
Второй режим - режим приема, которьй при реализации данного способа начинаетсй только в том случае, если стартовый импульс (стартова  последовательность ) будет прин т всеми или большинством приемников группы (в зависимости от выбранного способа прин ти  решени ). В этом режиме отсутствие сигнала, превьш1ающего на входе радиоприемников, уже означа - ет не режим ожидани , а прием символа О (пассивна  пауза). Наличие сигналов , превьшаюш 1х V ау на входах то
го количества радиоприемников, по ко- 15 .ьксщ каждого paдиoпpиe fflикa соеди- торому принимаетс  решение, означаетн етс  с входами двух элементов И 24
прием символа 1. Ре сим приема про-(фиг. 6). В режиме ожидани  сигнал
. должаетс  до момента прихода стопово- помехи, превышающий Опор на входе од- го импульса или стоповой последова-кого радиоприемника, не пройдет на
тельности, после чего оп ть начинает- 20 вход регистратора, а одновременное 1с  режим ожидани  очередного стартового импульса..
Рассмотрим группу из двух радиоприемников , дл  которой возможна только реализаци  тотального выбора (фиг. 5). Б режиме ожидани  сигнала
наличие таких сигналов на входах двух любых из трех радиоприемников приведет к срабатыванию соответствующего элемента И 24 и будет зарегист- ,25 Рирован символ 1. Таким образом, в
режиме ожидани  полностью устран ет- помехи, превыша1оп1ей на входе од- с  вредное вли ние источников помех, ного из радиоприемников, не проходитнаход щихс  в ЗВП только одно-го прина регистратор, т.е. устран етс  вред- емника. В режиме приема картина ана ное вли ние источников помех, наход - зо логична.
пщхс  в ЗВН одного из радиоприемни-При реализации тотального выбора
ков. Одновременное наличие сигналовиспользуетс  один элемент И 24 на три
помех, превьш1ающих и„ор на входахвхода (фиг. 7). Здесь в режиме ожидаобоих радиоприемников, приведет кни  наличие сигналов помехи, превьштасрабатыванию элемента И 24, в результате чего помеха пр.ойдет на вход регистратора и будет зарегистрирована как стартовый импульс. Таким образом, одновременное воздействие источников помех, наход ш хс  в ЗВП обоих радиоприемников , здесь не устран етс . В режиме приема вредное вли ние
ющих Ufiop однов ременно на входах двух любьк из трех радиоприемников, не . приведет к срабатыванию элемента Н 24. В режиме приема при передаче символа 1 нал.ичие на входе хот   бы д одного радиоприемника сигнала помехи, способного трансформировать символ 1 в приведет к ложной регистрации символа символа О
О. При передаче же допустимо наличие симвопомехи может приводить как к трансформации символа 1 в символ О,
так и наоборот. Веро тность трансфор-д -лов помехи, превьшающих Uno одновремации символов зависит от амплитудныхменно на входах двух любых из трех
и фазовых соотношений полезного сиг-радиоприемников. нала и помехи, а также от отношени  Аналогично дл  из четырех
и ПС /и пор и Unop /иcm (где U - амплитуда полезного сигнала на входе радиоприемника; амплитуда собственных шумов радиоприемника). Дл  анализа примем, что в среднем веро тность трансформации 1 в О равна веро тности трансформации О в 1, т.е. Р(0/1)Р(1/0). С учетом этого при воздействии источников помехи на вход одного радиоприемника в 50% случаев , когда О трансформируетс  в
1511390
II II
получим правильную регистрахщю
символа О, так как элемент И 24 н пропустит ложную единицу (здесь прин то, что веро тность передачи символов О и 1 одинакова, т.е. Р(о)Р(1). Чем больше Р(1/0). тем осуществл ют способ.
Рассмотрим группу из трех радиоприемников . Здесь возможна реализаци  как тотального выбора, так и мажоритарного. При реализации мажоритарного выбора используютс  три элемента И 24 на два входа, причем
вход регистратора, а одновременное
наличие таких сигналов на входах двух любых из трех радиоприемников приведет к срабатыванию соответствующего элемента И 24 и будет зарегист- Рирован символ 1. Таким образом, в
ни  наличие сигналов помехи, превьштающих Ufiop однов ременно на входах двух любьк из трех радиоприемников, не . приведет к срабатыванию элемента Н 24. В режиме приема при передаче символа 1 нал.ичие на входе хот   бы одного радиоприемника сигнала помехи, способного трансформировать символ 1 в приведет к ложной регистрации символа символа О
О. При передаче же допустимо наличие симво
радиоприемников придем к следующим выводам. При мажоритарном выборе по трем радиоприемникам из четырех в режиме ож1едани  полностью устран етс  вредное вли ние помех на входах двух радиоприемников (источники помех :|ОД-. повременно наход тс  в ЗВП двух радиоприемников ) . В режиме приема полностью устран етс  вли ние помех на входе одного радиоприемника и не менее чем в 50% случаев (при трансфорфуг . г
Фиг. 3
Фиг. 5
фиг. 6
I
f/ffneeucm- pamop

Claims (1)

  1. Способ беспроводной передачи теле· $ метрической информации в подземных горных выработках, включающий излучение в пространство выработки сигналов радиопередатчиков, расположенных в подлежащей контролю области выра10 ботки, их прием и регистрацию принятой информации, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности передачи за счет снижения влияния индустриальных помех, в под15 земной горной выработке группами радиоприемников формируют общие зоны уверенного приема полезных радиосигналов, охватывающие подлежащие контролю области выработки, и не пересе20 кающиеся между собой зоны влияния ин· чаев устраняется влияние одновременно работающих источников помех, находящихся в ЗВП (2т-К-1) радиоприемников. !
    Предлагаемый способ позволяет уде- 25 дустриальных электромагнитных помех в каждой группе посредством регулирования уровня срабатывания пороговых устройств радиоприемников и выбора их местоположения относительно друг друшевить радиотелеметрическую аппаратуру при осуществлении беспроводного га, и регистрируют в каждой группе только ту информацию, которая одно-
SU874311366A 1987-09-30 1987-09-30 Способ беспроводной передачи телеметрической информации в подземных горных выработках SU1511390A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874311366A SU1511390A1 (ru) 1987-09-30 1987-09-30 Способ беспроводной передачи телеметрической информации в подземных горных выработках

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874311366A SU1511390A1 (ru) 1987-09-30 1987-09-30 Способ беспроводной передачи телеметрической информации в подземных горных выработках

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1511390A1 true SU1511390A1 (ru) 1989-09-30

Family

ID=21329764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874311366A SU1511390A1 (ru) 1987-09-30 1987-09-30 Способ беспроводной передачи телеметрической информации в подземных горных выработках

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1511390A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103321640A (zh) * 2013-05-31 2013-09-25 武汉七环电气股份有限公司 基于无线网络的智能矿山信息一体化系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельстйо СССР № 1198203, кл. Е 21 С 39/00, 1984. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103321640A (zh) * 2013-05-31 2013-09-25 武汉七环电气股份有限公司 基于无线网络的智能矿山信息一体化系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4101872A (en) Fire detection system
US4462022A (en) Security system with radio frequency coupled remote sensors
EP0346438B1 (en) Optical wireless data communication system
US4905205A (en) Method for transmitting to a central recording device seismic data collected by acquisition apparatus distributed over the ground and a device for implementing same
US4550312A (en) Remote sensing systems
US4595902A (en) Anti-theft apparatus for vehicles
US5155469A (en) Wireless alarm system
WO1987000665A1 (en) Security and alarm system
GB1597012A (en) Detection systems
US4847595A (en) Alarm system
US4897821A (en) Method and device for initializing data, and particularly seismic data, acquisition apparatus
US4755983A (en) Dedicated message matched filter
GB1137498A (en) Improvements in or relating to communications systems
US4969211A (en) Transceiver interference cancellation system
SU1511390A1 (ru) Способ беспроводной передачи телеметрической информации в подземных горных выработках
US4602246A (en) Intruder detector apparatus
US5004999A (en) Extended RF range alarm system
US4567328A (en) Energy detection circuit for a facsimile system controller
US3475685A (en) Interrogating apparatus for determining optimum frequency for radio communication
US3495176A (en) Ionosphere sounder system
US5159579A (en) Apparatus for encoding fishfinder image information and transmission method
US3416631A (en) Digital remote firing system
JP3267773B2 (ja) 移動体位置認識システム
CA1229156A (en) Method of and a system for remote control of electronic equipments
KR100632200B1 (ko) 통화권 확인 방법