專利名稱：一種井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及井下應(yīng)急通信領(lǐng)域，具體地，涉及一種井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，井下無線通信方式主要有漏泄通信、透地通信、小靈通通信、大靈通通信以及基于瘦AP(Fit)架構(gòu)無線以太網(wǎng)(WLAN)通信，但這些技術(shù)或多或少均存在信道容量小， 網(wǎng)絡(luò)缺乏冗余能力，對中心語音、認(rèn)證或數(shù)據(jù)交換機的依賴，缺乏電源后備能力等缺陷。當(dāng)發(fā)生礦井事故時，井上、井下系統(tǒng)失聯(lián)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，被救人員(通訊終端)相互無法聯(lián)系， 無法進(jìn)行有組織的自救逃生，慌亂中可能導(dǎo)致不必要的喪生。由上可知，目前的井下應(yīng)急通訊系統(tǒng)在應(yīng)急場景下需要解決的主要問題是網(wǎng)絡(luò)冗余問題及通信終端的應(yīng)急通信問題，進(jìn)一步還需要解決的問題是電源冗余問題以及系統(tǒng)容
量等問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的主要缺陷，提供一種井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，可解決網(wǎng)絡(luò)冗余問題及通信終端的應(yīng)急通信問題。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下一種井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，包括多個攝像機采集模塊、多個基站及1個地面監(jiān)管中心控制平臺，所述攝像機采集模塊還內(nèi)置或外置Wifi模塊；所述基站為基于Wifi 網(wǎng)絡(luò)的Mesh Wifi設(shè)備；且所述通訊系統(tǒng)還包括多個可用作路由的3G傳輸設(shè)備；所述攝像機采集模塊通過內(nèi)置或外置的Wifi模塊與Mesh Wifi設(shè)備無線通訊連接；所述Mesh Wifi設(shè)備與地面監(jiān)管中心控制平臺通過無線通訊連接；所述Mesh Wifi設(shè)備還與3G傳輸設(shè)備通訊連接，所述3G傳輸設(shè)備依次通過3G網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與地面監(jiān)管中心控制平臺通
訊連接。[0007]進(jìn)--步地，所述多個基站構(gòu)成工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。[0008]進(jìn)--步地，所述相鄰基站之間還通過光纖通訊連接。[0009]進(jìn)--步地，所述各基站均單獨配置后備電源和電池。[0010]進(jìn)--步地，所述的可用作路由的3G傳輸設(shè)備為基于VoWLAN的Wifi手機。[0011]進(jìn)--步地，所述內(nèi)置或外置Wifi模塊的攝像機采集模塊包括依次連接的用于采
集模擬視頻信號的攝像頭、將所述模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的AD芯片、將所述數(shù)字信號編碼壓縮成IP數(shù)據(jù)的CPU及用于發(fā)射所述IP數(shù)據(jù)的Wifi模塊。進(jìn)一步地，所述Mesh Wifi設(shè)備包括MPU及與其相連的多個無線模塊。進(jìn)一步地，所述3G傳輸設(shè)備包括3G模塊及與3G模塊連接的用于對3G模塊撥號實現(xiàn)路由的ARM模塊。進(jìn)一步地，所述Mesh Wifi設(shè)備與3G傳輸設(shè)備之間可通過以太網(wǎng)口通訊連接。本實用新型的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)通過無線以太網(wǎng)(WLAN)的無線自組網(wǎng)(Wifi)技術(shù)與VoWLAN(具有路由功能的3G)技術(shù)在煤礦通訊中的運用，解決了采面和掘進(jìn)面的網(wǎng)絡(luò)冗余與通信終端的應(yīng)急通信功能。Wifi技術(shù)即“無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)“，它是一個無線多跳網(wǎng)絡(luò)，是一個動態(tài)的可以不斷擴展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，任意的兩個設(shè)備均可保持無線互聯(lián)，要比單跳網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定。某個節(jié)點發(fā)生故障，可以重新再選擇另一個節(jié)點進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)仍然可以高速地到達(dá)目的地，Wifi技術(shù)可以使無線節(jié)點具有自動配置網(wǎng)絡(luò)，并使網(wǎng)絡(luò)效率最優(yōu)化的特性，提供自我組織，自我修復(fù)， 更新動態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接，確保網(wǎng)絡(luò)安全等功能。Fat架構(gòu)的無線以太網(wǎng)(WLAN)的Wifi無線通信技術(shù)，基于VoWLAN的通信機制，通信系統(tǒng)中的各基站之間、各通信終端(3G傳輸設(shè)備)之間的通信均可以不依賴地面監(jiān)管中心監(jiān)控平臺，即使與地面監(jiān)管中心監(jiān)控平臺失聯(lián)后，系統(tǒng)內(nèi)部仍可以互相通信，實現(xiàn)脫網(wǎng)通信的功能，使得災(zāi)后被困人員可以實施組織自救，該系統(tǒng)可以架構(gòu)在工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)之上， 從而具備環(huán)網(wǎng)冗余的功能，系統(tǒng)中單點或單邊的設(shè)備、線纜損毀不影響整個系統(tǒng)的正常工作，在救災(zāi)應(yīng)急通信方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果將基于Fat架構(gòu)的無線以太網(wǎng)(WLAN)通信技術(shù)與無線Wifi技術(shù)相結(jié)合，可以很好地解決的問題(1)采面無線組環(huán)煤礦的主副大巷容易形成冗余網(wǎng)絡(luò)，通信系統(tǒng)的可靠性較高，但煤礦中災(zāi)害集中多發(fā)的采面與掘進(jìn)面由于受到巷道的布置方式與采面回撤的限制，一直無法形成冗余網(wǎng)絡(luò)煤礦掘進(jìn)面往往是一條死胡同，缺少網(wǎng)路冗余的回路路由，煤礦采面雖然兩側(cè)均采用巷道，物理上具備形成冗余回路的路由，但由于采面處于不斷移動的回采作業(yè)過程中，且采面環(huán)境惡劣，大型機電設(shè)備集中，采煤過程中支架的不斷移動、飛濺的煤塊等使用通信設(shè)備與線纜的采面很容易被破壞，但使用采面組網(wǎng)方式可以解決該問題。(2)光纖/無線互為備份如圖3所示，無線Wifi技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)無線通信基站之間光纖/無線互為備份組環(huán)的功能，通信基站之間以光纖通信為主鏈路，在光纖鏈路中斷后，自動切換到無線 Wifi的備份鏈路，與圖2相比，通信基站之間的通信增加了一條無線Wifi備份鏈路；也可以實現(xiàn)擺脫光纖的全無線組網(wǎng)傳輸，即通信基站之間采用無線Wifi技術(shù)實現(xiàn)組網(wǎng)與覆蓋， 省去了光纖鏈路的建設(shè)與維護，因為采區(qū)環(huán)境下光纖的施工與維護交為困難，這樣就可以實現(xiàn)全無線Wifi的采區(qū)傳輸而非僅僅是無線采面。雙鏈路備份使得在災(zāi)害導(dǎo)致的環(huán)網(wǎng)多點光纖故障或多點基站故障的場景下，仍可以保障通信鏈路的傳輸，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的冗災(zāi)性能。無線備份傳輸鏈路的增加，由于 WLAN無線通信具備的縫隙傳輸、空間傳輸?shù)奶攸c，使得系統(tǒng)在冒頂、水災(zāi)(非沒頂)等災(zāi)害場景下的無線通訊仍存在可能，系統(tǒng)冗災(zāi)通信能力進(jìn)一步提高。(3) Wifi手機脫網(wǎng)通信Wifi手機脫網(wǎng)通信功能是指井下的手機或通信基站在與地面的監(jiān)管中心監(jiān)控平臺失聯(lián)后，手機之間仍然可以直接或通過井下的通信基站實現(xiàn)相互通信。避免因為井上、井下系統(tǒng)失聯(lián)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，使災(zāi)后被困井下人員之間仍然可以互相通信，以便發(fā)現(xiàn)、組織被困人員向安全區(qū)域撤離、提示使用自救器，進(jìn)入逃生艙等自救工作。目前的移動通信技術(shù)體制中，只有基于VoWLAN技術(shù)的Wifi手機可以實現(xiàn)該功能。(4)后備電源基于無線Wifi技術(shù)的煤礦應(yīng)急通信系統(tǒng)基站每臺均單獨配置后備電源與電池， 確保在災(zāi)后救援的黃金時間內(nèi)基站工作不受井下停電或供電線纜損毀的影響。(6)應(yīng)急調(diào)度基于無線Wifi技術(shù)的煤礦應(yīng)急通信系統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)具備對有線電話與無線通信話路的強插、強拆功能，以避免共同呼叫導(dǎo)致的擁塞；具備廣播，組播、會議、輪詢、群發(fā)緊急通知短信、群發(fā)應(yīng)急預(yù)案等功能，以實現(xiàn)災(zāi)后通信的及時有效。

圖1為井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)內(nèi)部原理圖；圖2為井下基站之間形成的采面無線組環(huán)結(jié)構(gòu)圖；圖3為井下基站之間形成的光纖/無線互為備份組環(huán)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，包括攝像機采集模塊、基站、 3G傳輸設(shè)備及地面監(jiān)管中心控制平臺。其中攝像機采集模塊包括依次連接的用于采集模擬視頻信號的攝像頭、將模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的AD芯片、將數(shù)字信號編碼壓縮成IP數(shù)據(jù)的CPU (采用的H. 264編碼)及用于發(fā)射IP數(shù)據(jù)到附近基站的Wifi模塊，其中Wifi模塊可內(nèi)置于攝像機采集模塊并與CPU相連，或者Wifi模塊可與CPU引出的USB2. 0接口相連，作為攝像機采集模塊的外置模塊，關(guān)于Wifi模塊圖中未示出?；緸榛赪ifi網(wǎng)絡(luò)的Mesh Wifi設(shè)備，Mesh Wifi設(shè)備包括MPU及與其相連的多個無線模塊，通過內(nèi)部的MPU處理將從Wifi模塊接收過來的數(shù)據(jù)指定其中一個無線模塊發(fā)送至與其無線通訊連接的地面監(jiān)管中心控制平臺。3G傳輸設(shè)備包括ARM模塊及與其連接的3G模塊，其中ARM模塊可通過以太網(wǎng)口或無線通訊與Mesh Wifi設(shè)備連接；ARM中的Iinux系統(tǒng)負(fù)責(zé)對3G模塊拔號、實現(xiàn)路由功能； 3G模塊再將3G信號依次通過3G網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與地面監(jiān)管中心控制平臺通訊連接，監(jiān)管中心的平臺軟件再將前端的IP數(shù)據(jù)經(jīng)過特定的解碼方式得出視頻、音頻等數(shù)據(jù)。其中3G傳輸設(shè)備作為移動通訊終端可采用基于VoWLAN的Wifi手機。上述井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)中的攝像機采集模塊、基站及3G傳輸設(shè)備均為多個， 多個基站之間無線通訊連接構(gòu)成工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，相鄰基站之間還可通過光纖通訊連接。且各基站均單獨配置后備電源和電池。上述實施例中的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)主要是采用Wifi+3G無線通信方式，該套系統(tǒng)除滿足安防防爆，可靠實用的一般性要求外，還解決了應(yīng)急調(diào)度問題、網(wǎng)絡(luò)冗余問題、 電源冗余、通信終端的應(yīng)急通信問題及系統(tǒng)容量問題。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，包括多個攝像機采集模塊、多個基站及1個地面監(jiān)管中心控制平臺，其特征在于所述攝像機采集模塊還內(nèi)置或外置Wifi模塊；所述基站為基于Wifi網(wǎng)絡(luò)的Mesh Wifi設(shè)備；且所述通訊系統(tǒng)還包括多個可用作路由的3G傳輸設(shè)備；所述攝像機采集模塊通過內(nèi)置或外置的Wifi模塊與MeshWifi設(shè)備無線通訊連接；所述Mesh Wifi設(shè)備與地面監(jiān)管中心控制平臺通過無線通訊連接；所述Mesh Wifi設(shè)備還與 3G傳輸設(shè)備通訊連接，所述3G傳輸設(shè)備依次通過3G網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與地面監(jiān)管中心控制平臺通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述多個基站構(gòu)成工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述相鄰基站之間還通過光纖通訊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述各基站均單獨配置后備電源和電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述的可用作路由的 3G傳輸設(shè)備為基于VoWLAN的Wifi手機。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)置或外置Wifi 模塊的攝像機采集模塊包括依次連接的用于采集模擬視頻信號的攝像頭、將所述模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的AD芯片、將所述數(shù)字信號編碼壓縮成IP數(shù)據(jù)的CPU及用于發(fā)射所述IP數(shù)據(jù)的Wifi模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述MeshWifi設(shè)備包括MPU及與其相連的多個無線模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述3G傳輸設(shè)備包括 3G模塊及與3G模塊連接的用于對3G模塊撥號實現(xiàn)路由的ARM模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述MeshWifi設(shè)備與 3G傳輸設(shè)備之間可通過以太網(wǎng)口通訊連接。
專利摘要本實用新型公開了一種井下無線應(yīng)急通訊系統(tǒng)，包括多個攝像機采集模塊、多個基站及1個地面監(jiān)管中心控制平臺，攝像機采集模塊還內(nèi)置或外置Wifi模塊；基站為基于Wifi網(wǎng)絡(luò)的MeshWifi設(shè)備；且通訊系統(tǒng)還包括多個可用作路由的3G傳輸設(shè)備；攝像機采集模塊通過Wifi模塊與Mesh Wifi設(shè)備無線通訊連接；MeshWifi設(shè)備與地面監(jiān)管中心控制平臺通過無線通訊連接；Mesh Wifi設(shè)備還與3G傳輸設(shè)備通訊連接，3G傳輸設(shè)備依次通過3G網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與地面監(jiān)管中心控制平臺通訊連接。本實用新型的通訊系統(tǒng)主要采用Wifi+3G無線通信方式，可解決網(wǎng)絡(luò)冗余問題及通信終端的應(yīng)急通信問題。
文檔編號E21F17/18GK202090953SQ20112013068
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者阮蘭桂 申請人:北京有恒和邦技術(shù)有限公司