專利名稱：一種基于短距離無線通信(sdr)技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)及建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于短距離無線通 信(SDR)技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)及建立方法。
技術(shù)背景在煤礦井下特殊的生產(chǎn)環(huán)境下， 一旦發(fā)生瓦斯爆炸的災(zāi)難性事 故，在煤礦這樣特殊的災(zāi)難環(huán)境下，由于瓦斯爆炸后有可能再次發(fā)生 爆炸，及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地掌握災(zāi)難現(xiàn)場的客觀情況，對實(shí)施救援工 作的開展、防止礦井下災(zāi)變的后果、及損失的迅速擴(kuò)大具有重要的作 用。目前，現(xiàn)有的救援工作缺乏非常有效的通信方式來進(jìn)行，使得救 援工作很難進(jìn)行。在煤礦井下電力供應(yīng)完全切斷的情況下，現(xiàn)有的通 信系統(tǒng)和工具已經(jīng)無法或不允許上電使用，煤礦應(yīng)急救通信技術(shù)比較 落后，再加上井下災(zāi)區(qū)條件與環(huán)境的險(xiǎn)惡性、復(fù)雜性等因素的影響， 致使搶險(xiǎn)救援過程中，救護(hù)人員無法到達(dá)救災(zāi)現(xiàn)場來實(shí)施救援工作， 也沒有辦法知道災(zāi)難現(xiàn)場的情況，和傷亡人員情況，煤礦井下救援通 信存在的問題是礦井下災(zāi)區(qū)現(xiàn)場情況不能地傳遞到救災(zāi)指揮部，災(zāi) 區(qū)救護(hù)人員也無法與井下或地面救援指揮部實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面聯(lián)系， 這在一定程度上影響了救災(zāi)搶險(xiǎn)指揮決策，使得礦井下災(zāi)變的后果、 及損失的迅速擴(kuò)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于短距離無線通信(SDR)技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)及建立方法， 該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)井下遠(yuǎn)端災(zāi)區(qū)目標(biāo)位置環(huán)境狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并能夠快 速與災(zāi)變現(xiàn)場建立通信鏈路，能夠快速、準(zhǔn)確地獲取災(zāi)難現(xiàn)場的關(guān)鍵 信息數(shù)據(jù)和現(xiàn)場狀態(tài)信息，以便營救人員組織實(shí)施營救工作。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種基于短距離無線通信SDR技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)，包括有無線通信 控制器1，無線通信控制器1與網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)FFD1連接，網(wǎng)絡(luò)中心 節(jié)點(diǎn)FFDl與路由節(jié)點(diǎn)2及行走機(jī)構(gòu)3上的終端節(jié)點(diǎn)RFD組成無線 通信鏈路，終端節(jié)點(diǎn)RFD與采集終端環(huán)境參數(shù)的傳感器4相連接。一種基于短距離無線通信SDR技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系 統(tǒng)是通過如下步驟建立的一、 通過無線通信控制器1將控制命令通過連接在無線通信控制 器1上的SDR鏈路的中心節(jié)點(diǎn)FFDl發(fā)送至行走機(jī)構(gòu)3上的終端節(jié) 點(diǎn)腦；二、 終端節(jié)點(diǎn)RFD收到無線通信控制器1的命令后，終端節(jié)點(diǎn) RFD與行走機(jī)構(gòu)3 —起按照無線通信控制器1命令指定的方向推進(jìn)；三、 在行走機(jī)構(gòu)3沿指定方向推進(jìn)過程中，終端節(jié)點(diǎn)RFD通過已 經(jīng)建立的無線通信系統(tǒng)鏈路的網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)FFD1與路由節(jié)點(diǎn)2，將 傳感器4收集到的周圍環(huán)境的參數(shù)信息，逐級傳回?zé)o線通信控制器1 ， 傳回的數(shù)據(jù)信息中帶有終端節(jié)點(diǎn)RFD與前一級路由節(jié)點(diǎn)2的信號強(qiáng) 度信息； 四、 當(dāng)信號強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的門限值時(shí)，無線通信控制器1發(fā)出終端節(jié)點(diǎn)RFD與行走機(jī)構(gòu)3停止前進(jìn)的指令，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)RFD與行走 機(jī)構(gòu)3停止前進(jìn)后，無線通信控制器1向終端節(jié)點(diǎn)RFD與行走機(jī)構(gòu) 3發(fā)出投放路由節(jié)點(diǎn)2的命令，行走機(jī)構(gòu)3按照指令完成投放路由節(jié) 點(diǎn)2的動作；五、 投放完畢一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)2后，根據(jù)無線通信控制器1的指令， 終端節(jié)點(diǎn)RFD與行走機(jī)構(gòu)3繼續(xù)前進(jìn)進(jìn)行下一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)2的投放， 利用自組網(wǎng)功能，當(dāng)每兩個(gè)相鄰的路由節(jié)點(diǎn)2通信距離超過其通信范 圍后，新投放的路由節(jié)點(diǎn)2會自動加入SDR網(wǎng)絡(luò)成為中間路由節(jié)點(diǎn)， 使通信鏈路長度延伸，保證通信的正常進(jìn)行。六、 依照上述步驟可進(jìn)行至少一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)2的投放，以完成井 下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)的快速建立。


附圖為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)描述。 參照附圖， 一種基于短距離無線通信SDR技術(shù)的井下應(yīng)急救援 無線通信系統(tǒng)，包括有無線通信控制器1,無線通信控制器1與網(wǎng)絡(luò) 中心節(jié)點(diǎn)FFD1連接，網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)FFD1與路由節(jié)點(diǎn)2及行走機(jī)構(gòu) 3上的終端節(jié)點(diǎn)RFD組成無線通信鏈路，終端節(jié)點(diǎn)RFD與采集終端 環(huán)境參數(shù)的傳感器4相連接。無線通信控制器1負(fù)責(zé)控制井下SDR無線鏈路的建立；接收終
端節(jié)點(diǎn)RFD傳回的前端環(huán)境參數(shù)信息，并控制行走機(jī)構(gòu)3的行走以 及路由節(jié)點(diǎn)2的投放；網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)FFD1和路由節(jié)點(diǎn)2，相互協(xié)調(diào)構(gòu)成無線鏈路，負(fù) 責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)終端節(jié)點(diǎn)RFD采集到的環(huán)境參數(shù)信息至無線通信控制器1， 接收和轉(zhuǎn)發(fā)無線通信控制器1的控制命令，所以無線通信鏈路要使用 全功能設(shè)備(FFD)類型。終端節(jié)點(diǎn)RFD通過傳感器4來采集瓦斯?jié)舛?、CO濃度、溫度等 各種環(huán)境參數(shù)以及巷道通風(fēng)情況；發(fā)送到無線通信控制器l，終端節(jié) 點(diǎn)RFD使用簡化功能設(shè)備(RFD)類型即可。行走機(jī)構(gòu)3與終端節(jié)點(diǎn)RFD固定在一起，其上配置有投放裝置， 投放裝置通過終端節(jié)點(diǎn)RFD接收無線通信控制器1的指令，將n (n 》1)個(gè)無線鏈路路由節(jié)點(diǎn)2運(yùn)輸并投放在指定位置，建立n (n》1) 級SDR無線接力傳輸網(wǎng)絡(luò)，為數(shù)據(jù)的傳輸提供通道。一種基于短距離無線通信SDR技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系 統(tǒng)是通過如下步驟建立的一、 通過無線通信控制器1將控制命令通過連接在無線通信控制 器1上的SDR鏈路的中心節(jié)點(diǎn)FFD1發(fā)送至行走機(jī)構(gòu)3上的終端節(jié) 點(diǎn)RFD;二、 終端節(jié)點(diǎn)RFD收到無線通信控制器1的命令后，終端節(jié)點(diǎn) RFD與行走機(jī)構(gòu)3 —起按照無線通信控制器1命令指定的方向推進(jìn);三、 在行走機(jī)構(gòu)3沿指定方向推進(jìn)過程中，終端節(jié)點(diǎn)RFD通過 已經(jīng)建立的無線通信系統(tǒng)鏈路的網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)FFD1與路由節(jié)點(diǎn)2， 將傳感器4收集到的周圍環(huán)境的參數(shù)信息，逐級傳回?zé)o線通信控制器 1，傳回的數(shù)據(jù)信息中帶有終端節(jié)點(diǎn)RFD與前一級路由節(jié)點(diǎn)2的信號 強(qiáng)度信息；四、 當(dāng)信號強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的門限值時(shí)，無線通信控制器l發(fā)出終 端節(jié)點(diǎn)RFD與行走機(jī)構(gòu)3停止前進(jìn)的指令，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)RFD與行走 機(jī)構(gòu)3停止前進(jìn)后，無線通信控制器1向終端節(jié)點(diǎn)RFD與行走機(jī)構(gòu) 3發(fā)出投放路由節(jié)點(diǎn)2的命令，行走機(jī)構(gòu)3按照指令完成投放路由節(jié) 點(diǎn)2動作；五、 投放完畢一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)2后，根據(jù)無線通信控制器1的指令， 終端節(jié)點(diǎn)RFD與行走機(jī)構(gòu)3繼續(xù)前進(jìn)進(jìn)行下一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)2的投放， 利用自組網(wǎng)功能，當(dāng)每兩個(gè)相鄰的路由節(jié)點(diǎn)2通信距離超過其通信范 圍后，新投放的路由節(jié)點(diǎn)2會自動加入SDR網(wǎng)絡(luò)成為中間路由節(jié)點(diǎn)， 使通信鏈路長度延伸，保證通信的正常進(jìn)行。六、 依照上述步驟可進(jìn)行至少一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)2的投放，以完成井 下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)的快速建立。行走機(jī)構(gòu)3可以是一個(gè)能夠按照無線通信控制器1控制命令完成 行走、路由節(jié)點(diǎn)2投放的運(yùn)輸小車。本發(fā)明提出了一種基于短距離無線通信(SDR)技術(shù)的井下應(yīng)急 救援無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以快速建立一套應(yīng)急通信鏈路，實(shí)現(xiàn)井 下遠(yuǎn)端災(zāi)區(qū)目標(biāo)位置環(huán)境狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，為井下救援工作提供科學(xué) 的決策依據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種基于短距離無線通信(SDR)技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)，其特征在于，包括有無線通信控制器[1]，無線通信控制器[1]與網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)[FFD1]連接，網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)[FFD1]與路由節(jié)點(diǎn)[2]及行走機(jī)構(gòu)[3]上的終端節(jié)點(diǎn)[RFD]組成無線通信鏈路，終端節(jié)點(diǎn)[RFD]與采集終端環(huán)境參數(shù)的傳感器[4]相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所說的 無線通信控制器[1]負(fù)責(zé)控制井下(SDR)無線鏈路的建立，接收終端節(jié) 點(diǎn)[RFD]傳回的前端環(huán)境參數(shù)信息，并控制行走機(jī)構(gòu)[3]的行走以及路 由節(jié)點(diǎn)[2]的投放。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所說的 網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)[FFD1]和路由節(jié)點(diǎn)[2],相互協(xié)調(diào)構(gòu)成無線鏈路，負(fù)責(zé) 轉(zhuǎn)發(fā)終端節(jié)點(diǎn)[RFD]采集到的環(huán)境參數(shù)信息至無線通信控制器[l]，接 收和轉(zhuǎn)發(fā)無線通信控制器[l]的控制命令。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所說的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所 說的無線通信鏈路要使用全功能設(shè)備[FFD類型。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所說的 終端節(jié)點(diǎn)[KFD]通過傳感器[4]來采集瓦斯?jié)舛?、CO濃度、溫度等環(huán) 境參數(shù)以及巷道通風(fēng)情況，發(fā)送到無線通信控制器[l]。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所說的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所 說的終端節(jié)點(diǎn)[RFD]使用簡化功能設(shè)備[RFD]類型。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所說的行走機(jī)構(gòu)[3]與終端節(jié)點(diǎn)[RFD]固定在一起，其上配置有投放裝置，投 放裝置通過終端節(jié)點(diǎn)[RFD]接收無線通信控制器[1]的指令，將n (n 》1)個(gè)無線鏈路路由節(jié)點(diǎn)[2]運(yùn)輸并投放在指定位置，建立n (n^1) 級[SDR]無線接力傳輸網(wǎng)絡(luò)，為數(shù)據(jù)的傳輸提供通道。
8、 一種基于短距離無線通信(SDR)技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線 通信系統(tǒng)的建立方法，其特征在于一、 通過無線通信控制器[l]將控制命令通過連接在無線通信控 制器[1]上的[SDR]鏈路的中心節(jié)點(diǎn)[FFD1]發(fā)送至行走機(jī)構(gòu)[3]上的終 端節(jié)點(diǎn)[RFD];二、 終端節(jié)點(diǎn)[RFD]收到無線通信控制器[1]的命令后，終端節(jié)點(diǎn) [RFD]與行走機(jī)構(gòu)[3]—起按照無線通信控制器[1]命令指定的方向推 進(jìn)；三、 在行走機(jī)構(gòu)[3]沿指定方向推進(jìn)過程中，終端節(jié)點(diǎn)[RFD]通過 已經(jīng)建立的無線通信系統(tǒng)鏈路的網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)[FFD1]與路由節(jié)點(diǎn) [2]，將傳感器[4]收集到的周圍環(huán)境的參數(shù)信息，逐級傳回?zé)o線通信 控制器[l]，傳回的數(shù)據(jù)信息中帶有終端節(jié)點(diǎn)[RFD]與前一級路由節(jié)點(diǎn) [2]的信號強(qiáng)度信息；四、 當(dāng)信號強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的門限值時(shí)，無線通信控制器[l]發(fā)出 終端節(jié)點(diǎn)[RFD]與行走機(jī)構(gòu)[3]停止前進(jìn)的指令，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)[RFD]與 行走機(jī)構(gòu)[3]停止前進(jìn)后，無線通信控制器[1]向終端節(jié)點(diǎn)[RFD]與行走 機(jī)構(gòu)[3]發(fā)出投放路由節(jié)點(diǎn)[2]的命令，行走機(jī)構(gòu)[3]按照指令完成投放 路由節(jié)點(diǎn)[2]動作； 五、 投放完畢一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)[2]后，根據(jù)無線通信控制器[l]的指 令，終端節(jié)點(diǎn)[RFD]與行走機(jī)構(gòu)[3]繼續(xù)前進(jìn)進(jìn)行下一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)[2〗 的投放，利用自組網(wǎng)功能，當(dāng)每兩個(gè)相鄰的路由節(jié)點(diǎn)[2]通信距離超 過其通信范圍后，新投放的路由節(jié)點(diǎn)[2]會自動加入(SDR)網(wǎng)絡(luò)成為中 間路由節(jié)點(diǎn)，使通信鏈路長度延伸，保證通信的正常進(jìn)行。六、 依照上述步驟可進(jìn)行至少一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)[2]的投放，以完成 井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)的快速建立。
全文摘要
一種基于短距離無線通信SDR技術(shù)的井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)及其建立方法，其系統(tǒng)包括有無線通信控制器1，無線通信控制器1與網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)FFD1連接，網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)FFD1與路由節(jié)點(diǎn)2及行走機(jī)構(gòu)3上的終端節(jié)點(diǎn)RFD組成無線通信鏈路，終端節(jié)點(diǎn)RFD與采集終端環(huán)境參數(shù)的傳感器4相連接；通過短距離無線技術(shù)，以無線接力方式通過自動投放裝置來快速建立無線通信信道，能夠快速、準(zhǔn)確地獲取災(zāi)難現(xiàn)場的關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)和現(xiàn)場狀態(tài)信息，以便營救人員組織實(shí)施營救工作。
文檔編號H04B5/00GK101119508SQ200710018358
公開日2008年2月6日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者盧建軍, 弋 孫, 王安義 申請人:陜西浩瀚新宇科技發(fā)展有限公司