專利名稱：：一種礦山用無線電透地通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線電通信領(lǐng)域，特別是一種使用超長波進(jìn)行無線電透地通信的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：我國現(xiàn)有金屬、非金屬礦山超過11萬處，其中煤礦有28000多處，國有重點(diǎn)煤礦約570處，國有地方煤礦約1600處。國有煤礦占我國煤炭年產(chǎn)量(近20億噸)的65%以上。煤炭已占我國能源應(yīng)用的70%以上，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著十分主要的作用。而在各類礦山的開采過程中，安全問題可以說是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來，國內(nèi)一些礦井不斷發(fā)生各種事故，而在這一系列的事故中，往往會(huì)由于隨之而來的斷電、有線傳輸系統(tǒng)癱瘓失效等問題，導(dǎo)致救援搜救難度加大，人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失慘重。所以，研發(fā)一種可以在礦井下使用的、但在礦井內(nèi)無基站無線纜的礦山安全緊急預(yù)警和事故救援的新型無線通信系統(tǒng)，成為目前解決礦山安全問題中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的井下通信系統(tǒng)大致上可以分為三類1)采用數(shù)字程序控制方式，交換機(jī)在井上，通過有線電纜形成井下通信網(wǎng)絡(luò)的井下有線電話通信系統(tǒng)，其存在的主要問題在于配置數(shù)量受限，無法做到把相關(guān)的安全信息同時(shí)傳送到井下所有礦工，發(fā)生災(zāi)變時(shí)斷電、系統(tǒng)癱瘓；2)采用超高頻UHF1895-1920MHz微波通信方式，交換機(jī)在地面上，通過有線電纜連接在井下的基站，井下基站之間形成視距短距離無線分段連接，實(shí)現(xiàn)井下移動(dòng)化通信，其存在的主要問題在于交換機(jī)在井上，基站在井下，如果某個(gè)基站出現(xiàn)故障或線路中斷，都將導(dǎo)致該區(qū)域的通信中斷；由于礦井高度差大、巷道轉(zhuǎn)彎多，使該通信系統(tǒng)在井下覆蓋率較低，無法做到將有關(guān)的安全信息實(shí)時(shí)發(fā)送到井下每一個(gè)人；3)個(gè)人急救通信系統(tǒng)(PED):采用低頻長波和有線、無線傳輸兼容的通信方式，操作控制裝置在井上，通過電纜連接在井下的發(fā)射器和環(huán)形天線，經(jīng)在井下的環(huán)形天線將電磁波傳輸?shù)骄碌慕邮昭b置，所述PED系統(tǒng)具有一定的透地通信能力，但其需要將發(fā)射器和天線布置在井下，如發(fā)生災(zāi)變，系統(tǒng)即刻癱瘓，另外，該發(fā)射天線是環(huán)路狀，需遍歷井下的每一條巷道，而由于井下環(huán)境復(fù)雜，環(huán)形天線只要有一個(gè)開口，即形成斷路癱瘓，很難保證在井下的正常工作狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題是提供一種利用超長波的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)。為了解決上述問題，本發(fā)明所述礦山用無線電透地通信系統(tǒng)包括發(fā)射組件，用于根據(jù)數(shù)字編碼生成低頻摸擬信號(hào)，并對(duì)所述低頻摸擬信號(hào)進(jìn)行放大、發(fā)射；接收組件，用于接收由所述發(fā)射組件所發(fā)出的低頻摸擬信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后加以顯示；救援接收組件，用于接收所述接收組件所發(fā)出的SOS信號(hào)，其中，所述低頻摸擬信號(hào)為超長波信號(hào)。4與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述礦山用無線電透地通信系統(tǒng)的有益效果為本發(fā)明所述系統(tǒng)采用頻率為300-2500Hz的超長波進(jìn)行信號(hào)的傳輸，可瞬間實(shí)現(xiàn)無線電信號(hào)穿透巖層、煤層，以聲、光、漢顯的方式將礦井安全的有關(guān)信息傳送到井下深達(dá)1000米的任何區(qū)位工作面。由地面?zhèn)鬏數(shù)骄碌碾姶挪ㄖ划a(chǎn)生(微伏級(jí))的感應(yīng)電壓。系統(tǒng)易與礦山監(jiān)控調(diào)度中心系統(tǒng)相連接。在井下無電纜、無基站，不受礦井下供電系統(tǒng)的限制，即使在井下斷電的情況下，系統(tǒng)仍正常工作。該系統(tǒng)不會(huì)對(duì)井下安全生產(chǎn)造成任何不良影響，在保障礦井安全生產(chǎn)的同時(shí)，也可以用于生產(chǎn)調(diào)度，一定程度上提高了礦井的生產(chǎn)效率。是一個(gè)集預(yù)警、指揮、呼叫、救援功能為一體的礦山安全無線透地通信系統(tǒng)。圖1為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)發(fā)射組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)功率放大器電路連接原理圖。圖5為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)發(fā)射組件電路連接原理圖。圖6為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)接收組件電路連接示意圖。圖7為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)接收組件電路連接原理圖。圖8為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)救援接收組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)救援接收組件電路連接原理圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述無線電透地通信系統(tǒng)作進(jìn)一步描述。如圖1、圖2所示，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述無線電透地通信系統(tǒng)包括發(fā)射組件1、接收組件2以及救援接收組件3，其中發(fā)射組件l，用于根據(jù)數(shù)字編碼生成低頻摸擬信號(hào)，并對(duì)所述低頻摸擬信號(hào)進(jìn)行放大、發(fā)射，所述低頻摸擬信號(hào)為頻率范圍在為300-2500Hz的超長波信號(hào)，其中，如圖3、5所示，所述發(fā)射組件1進(jìn)一步包括發(fā)射控制部分，包含控制器11以及低頻信號(hào)發(fā)生器12，在本實(shí)施例中，所述控制器ll由一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)(PC機(jī))組成，將礦山監(jiān)控調(diào)度中心所要發(fā)出的信息內(nèi)容編組成一組數(shù)字編碼，所述數(shù)字編碼由數(shù)字0和1組成，可以包括報(bào)頭信息編碼和信息內(nèi)容編碼兩個(gè)部分，其中，在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中所述報(bào)頭信息編碼為連續(xù)的6個(gè)l，即"111111"，而所述信息內(nèi)容編碼進(jìn)一步包括收信人地址編碼，一般是8-12位(根據(jù)礦工人數(shù)而定)；功能編碼，一般為4-10位(根據(jù)指令的數(shù)目而定)以及S0S開啟/關(guān)閉編碼，一般為2位，在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述信息內(nèi)容編碼的編碼規(guī)則如下表所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，所述信息內(nèi)容編碼包括收信人地址編碼以及功能編碼兩部分，其中所述功能編碼中包含所述SOS開啟/關(guān)閉編碼。其中所述收信人地址編碼可以分為礦工個(gè)人地址編碼、礦工所在工作組地址編碼以及礦井地址編碼。所述礦工個(gè)人地址編碼為每個(gè)礦工自己所特有的與其它人員不同的編碼，代表礦工本人，如果所述控制器11所發(fā)出的指令面向單獨(dú)的一位礦工，即從收信人地址編碼數(shù)據(jù)庫中讀取該礦工的個(gè)人地址編碼；而礦工所在工作組地址編碼為在同一工作組中的所有礦工所共有的一個(gè)地址編碼，如果所述控制器11所發(fā)出的指令面向整個(gè)工作組，即可以從收信人地址編碼數(shù)據(jù)庫中讀取該工作組的共有地址編碼，從而取代了分別向該工作組的所有礦工逐一發(fā)送指令的重復(fù)性工作；另外，礦井地址編碼為在本礦井所有礦工所共有的一個(gè)地址編碼，如果所述控制器11所發(fā)出的指令面向整個(gè)礦井，即可以從收信人地址編碼數(shù)據(jù)庫中讀取所述礦井地址編碼，從而取代了分別向該礦井所有礦工逐一發(fā)送指令的重復(fù)性工作。所以收信人的地址編碼可以根據(jù)需要確定為若干個(gè)；而所述功能編碼的編寫規(guī)則依照如表2所述的功能與編碼信息對(duì)照表，從該表中找到與所發(fā)指令相對(duì)應(yīng)的功能編碼，編寫到所述數(shù)字編碼中。而S0S開啟/關(guān)閉編碼分為"00"及"01"兩種，其中"00"表示關(guān)閉S0S，"01"表示開啟S0S。表2功能編碼含義1000平安無事1001立即升井1010井下人員撤至水倉巷以上在本發(fā)明的又一較佳實(shí)施例中，所述信息內(nèi)容編碼只包括收信人地址編碼，一般是8-12位(根據(jù)礦工人數(shù)而定)以及SOS開啟/關(guān)閉編碼，一般為2位。然后，將由控制器11編寫的數(shù)字編碼通過所述低頻信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生一串與所述數(shù)字編碼相對(duì)應(yīng)的低頻模擬信號(hào)，所述低頻模擬信號(hào)由兩個(gè)不同頻率的低頻信號(hào)Fl、F2組成，所述不同頻率的兩個(gè)信號(hào)分別對(duì)應(yīng)于所述數(shù)字編碼中兩個(gè)不同的數(shù)字，低頻信號(hào)產(chǎn)生器所產(chǎn)生的Fl和F2兩個(gè)低頻信號(hào)與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的一組數(shù)字編碼中的0和1相一一對(duì)應(yīng)，即當(dāng)數(shù)字編碼中的一位為1時(shí)發(fā)射頻率為F2的低頻信號(hào)，而當(dāng)數(shù)字編碼中的某一位為O時(shí)發(fā)射頻率為F1的低頻信號(hào)。在發(fā)射過程中，發(fā)射每一個(gè)數(shù)字所對(duì)應(yīng)的摸擬信號(hào)時(shí)，所發(fā)射的頻率為F1或F2的信號(hào)的單位持續(xù)時(shí)間^為一固定值，在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述單位持續(xù)時(shí)間^為0.3s，也就是說，如果低頻信號(hào)產(chǎn)生器需要產(chǎn)生與數(shù)字編碼"01"相對(duì)應(yīng)的低頻摸擬信號(hào)，則應(yīng)先發(fā)送頻率為Fl的低頻摸擬信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為0.3s，再發(fā)送頻率為F2的低頻摸擬信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為0.3s，而如果低頻信號(hào)產(chǎn)生器需要產(chǎn)生與數(shù)字編碼"00"相對(duì)應(yīng)的低頻摸擬信號(hào)，則應(yīng)連續(xù)頻率為Fl的低頻摸擬信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為0.6s。而所述低頻摸擬信號(hào)F1、F2的頻率范圍均為300-2500Hz，為《中國無線電頻率波段管理范圍》中所規(guī)定的超長波。在本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)施例中，申請(qǐng)人為了可以使所述低頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生上文中所要求的低頻模擬信號(hào)，將所述低頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)為由兩個(gè)頻率穩(wěn)定度極高的頻率發(fā)生器組成，用于分別產(chǎn)生頻率為Fl和F2的兩個(gè)正弦波信號(hào)，以便輸出兩種不同頻率的正弦波電壓波形。兩個(gè)頻率綜合器的輸出端均接到一個(gè)二選一的電子開關(guān)上，電子開關(guān)的又一端與發(fā)射組件1中的控制器11相聯(lián)，接受所述控制器11中發(fā)出的控制信號(hào)，控制電子開關(guān)輸出相對(duì)應(yīng)的Fl或F2信號(hào)，既當(dāng)所述數(shù)字編碼中的數(shù)字為1時(shí)，控制器11發(fā)出控制信號(hào)，斷開頻率為Fl的正弦波信號(hào)，將頻率為F2的正弦波信號(hào)接入到所述電子開關(guān)的輸入端，從而經(jīng)由所述電子開關(guān)輸出的是頻率為F2的正弦波信號(hào)，而當(dāng)所述數(shù)字編碼中的數(shù)字為0時(shí)，控制器11就會(huì)發(fā)出新的控制信號(hào)，在電子開關(guān)的輸入端斷開頻率為F2的正弦波信號(hào)，將頻率為Fl的正弦波信號(hào)接入到該輸入端，從而經(jīng)由所述電子開關(guān)輸出的是頻率為Fl的正弦波信號(hào)。從而，實(shí)現(xiàn)了低頻信號(hào)Fl和F2的發(fā)送程序與數(shù)字編碼中的編碼一一對(duì)應(yīng)。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述Fl為719.72Hz，F(xiàn)2為769.77Hz。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述發(fā)射組件還包括，功率放大部分，包含功率放大器13，其采用電感耦合技術(shù)對(duì)所述低頻模擬信號(hào)進(jìn)行功率放大(如圖4所示，其為本發(fā)明發(fā)射組件機(jī)功率放大器的原理圖)；其輸出功率的大小，可根據(jù)礦山的面積，礦井的深度及地質(zhì)等情況進(jìn)行選擇(如1.75KW、2.5KW、5KW等)。天線14與地線15，用于發(fā)射由所述功率放大器13放大了的低頻模擬信號(hào)，所述天線14與地線15是系統(tǒng)的重要組成部分。在本發(fā)明的實(shí)施過程中，安裝人員要根據(jù)礦井的具體情況確定天線、地線安裝方法，以保證信號(hào)可以覆蓋全礦區(qū)(一般覆蓋地面直徑10公里，深度1000米的范圍)，所述天線的數(shù)量可以為1根、2根、3根或4根，天線采用直徑為10mm2以上鋁線或銅線，整條天線的電阻越小越好；天線可以架空、深埋或平鋪于地面，也可以布置在礦井的采空區(qū)內(nèi)。設(shè)計(jì)天線時(shí)應(yīng)注意防雷擊、防干擾、防觸電、防人為損壞等措施。地線位置應(yīng)選擇在有利于信號(hào)覆蓋的位置，要有很好的接地效果，要求接地電阻越小越好，本裝置系統(tǒng)推薦的接地電阻一般不要超過5歐姆，若接地電阻偏大，亦可采用在地線周圍加一些工業(yè)用鹽或?qū)⒌鼐€深埋就能達(dá)到減小接地電阻的效果。在本發(fā)明的其它較佳實(shí)施例中，所述低頻摸擬信號(hào)Fl與F2的頻率的值范圍可以選擇在620-660Hz，670-730Hz，710-780Hz，760-830Hz，800-870Hz，850-930Hz，900-1000Hz以及1000-1200Hz之間。如圖6、7所示，進(jìn)一步地，所述無線電透地通信系統(tǒng)還包括接收組件2，用于接收由所述發(fā)射組件1所發(fā)出的低頻摸擬信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后加以顯示，其中，所述接收組件2進(jìn)一步地包括接收天線一21、放大器22、信號(hào)處理電路23、中央處理器24、輸出單元25以及S0S救援裝置26，其中所述接收天線一21，由一低頻LC電路組成的天線，用于接收穿過大地到達(dá)礦井的由所述發(fā)射組件1發(fā)出的低頻模擬信號(hào)，所述LC電路中的電感由高性能磁芯和線圈組成，具有一定的帶寬，以保證接收到的F1和F2的兩個(gè)不同頻率的信號(hào)的強(qiáng)度相一致；在本發(fā)明的實(shí)施例中，通常所述低頻LC電路根據(jù)各個(gè)礦山不同的地質(zhì)條件，先確定使用的最佳頻率(300-2500Hz之間)。本裝置系統(tǒng)經(jīng)過大量的試驗(yàn)，推薦使用Fl為719.72Hz±0.1Hz，F(xiàn)2為769.77Hz±0.1Hz。根據(jù)已經(jīng)選擇的Fl和F2的頻率，再確定接收機(jī)的LC電路的參數(shù)；所述放大器22，用于對(duì)由所述接收天線一21接收到的低頻模擬信號(hào)進(jìn)行放大，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，一般選擇將信號(hào)幅度放大到1伏左右；所述信號(hào)處理電路23，用于將經(jīng)放大器22放大了的低頻模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換前的處理，其中，該信號(hào)處理電路23進(jìn)一步地包括倒相器231、電子模擬開關(guān)232以及兩個(gè)放大及濾波電路233、234等，其中所述倒相器231，用于對(duì)經(jīng)由所述放大器22放大了的低頻模擬信號(hào)中的一路信號(hào)F乂&進(jìn)行倒相，其輸出為一路與所述F乂&信號(hào)相位差為180度的低頻模擬信號(hào)F乂&。將原始低頻模擬信號(hào)F乂^以及經(jīng)倒相器倒相后的低頻模擬信號(hào)F//F2'同時(shí)輸入到所述電子模擬開關(guān)232中，故此時(shí)輸入到電子模擬開關(guān)232中的兩路低頻模擬信號(hào)的相位互為倒相，所述電子模擬開關(guān)232為一標(biāo)準(zhǔn)的CD產(chǎn)品。所述電子模擬開關(guān)232的另外兩個(gè)輸入端分別與中央處理器24相聯(lián)接，所述中央處理器24產(chǎn)生兩個(gè)頻率分別為F3、F4的方波，其中，F(xiàn)^I(FrHF2)，F(xiàn)4=2F3，并將所述兩路方波F3、F4輸入到電子模擬開關(guān)232中，所述電子模擬開關(guān)232是一個(gè)雙4選1的多路模擬選擇開關(guān)，本系統(tǒng)中一個(gè)較佳的方案是選用了CD4052芯片，該開關(guān)控制兩路低頻模擬信號(hào)Fl/F2(以及Fl'/F2')和F3、F4按開關(guān)芯片固有的的程序?qū)斎氲男盘?hào)進(jìn)行相應(yīng)處理(處理原理請(qǐng)參考CD4052芯片的相關(guān)資料)，并輸出兩路信號(hào)分別至放大濾波電路233、234。所述放大濾波電路233、234對(duì)電子模擬開關(guān)232輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，產(chǎn)生頻率分別為A巳、AF2且其相位差為90度的方波，A巳禾PAF2的頻率是F3與FpF3與F2頻率之差，由于&的頻率是I(F!+F2)，所以AF1=AF2。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，由于Fi為719.72Hz±0.1Hz，F(xiàn)2為769.77Hz±0.1Hz，則此時(shí)本系統(tǒng)中的AF丄，AF2均為頻率為25Hz的方波，且其相位差為90度。將經(jīng)由放大濾波電路233、234放大并濾波的低頻信號(hào)AF工和AF2同時(shí)輸入到所述中央處理器24中，由所述中央處理器24進(jìn)行相位比較，由于&和F2頻率不同，AF2相位不是超前A巳的相位90度，就是滯后90度，CPU根據(jù)相位的超前或滯后，從而判斷出輸入信號(hào)表示的是O或1。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，當(dāng)?shù)皖l信號(hào)AF2相位超前低頻信號(hào)AFJ勺相位90度時(shí)，則所述接收組件接收到的低頻信號(hào)的頻率為巳，進(jìn)而由所述CPU24將該低頻信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，即轉(zhuǎn)換為"O";反之，當(dāng)?shù)皖l信號(hào)A&相位滯后低頻信號(hào)A巳的相位90度時(shí)，則所述接收組件接收到的低頻信號(hào)的頻率為^，進(jìn)而由所述CPU24將該低頻信號(hào)F2轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，即轉(zhuǎn)換為"1"。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述接收組件包括一中央處理器24中還包括有一計(jì)時(shí)器28，用于記錄所述接收組件所接收到的頻率為巳或F2的低頻信號(hào)持續(xù)的時(shí)間T。并通過該持續(xù)時(shí)間T與單位持續(xù)時(shí)間^共同得到某一段連續(xù)的頻率相同的低頻信號(hào)中所表示的"O"或"1"的個(gè)數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述單位持續(xù)時(shí)間^為預(yù)設(shè)在所述CPU中，也就是本發(fā)明所述發(fā)射組件中所提到的單位持續(xù)時(shí)間、。在將所接收到的摸擬信號(hào)完全轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼之后，該中央處理器24繼續(xù)對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字編碼進(jìn)行分析并向輸出單元25控制指示燈251、蜂鳴器252、顯示器253工作，或向SOS救援裝置26發(fā)出開始工作/停止工作指令。其中，所述中央處理器24中預(yù)存有該接收組件的3個(gè)地址編碼(包括礦工個(gè)人地址編碼、礦工所在工作組地址編碼以及礦井地址編碼)、功能與編碼信息對(duì)照表、數(shù)字信號(hào)編碼規(guī)則等信息，其中，所述功能與編碼信息對(duì)照表、數(shù)字信號(hào)編碼規(guī)則等信息與本發(fā)明所述系統(tǒng)發(fā)射組件1的控制器11中的相應(yīng)信息是一致的，例如在所述控制器11所規(guī)定的收8信人地址編碼為IO位，那么相應(yīng)的在所述中央處理器24中存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)編碼規(guī)則中，收信人地址編碼也相應(yīng)地應(yīng)該由10位數(shù)字編碼組成，在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述中央處理器24在得過了一組數(shù)字編碼后，首先對(duì)該數(shù)字編碼進(jìn)行分解，即對(duì)所述數(shù)字編碼根據(jù)數(shù)字信號(hào)編碼規(guī)則進(jìn)行分解，例如果傳送給所述中央處理器24的數(shù)字編碼為"llllll1011100101101101"，其中的"111111"為報(bào)頭信息編碼，當(dāng)所述中央處理器24接收到所述報(bào)頭信息編碼時(shí)，該中央處理器24進(jìn)入工作狀態(tài)，再根據(jù)上文中所提到的信息內(nèi)容編碼的編碼規(guī)則(如表l所示)則可以得到收信人地址編碼為"1011100101"，功能編碼為"1011"，SOS開啟/關(guān)閉編碼為"01"，其次所述中央處理器24要對(duì)該組信息內(nèi)容編碼進(jìn)行分析，在分析的過程中，首先將接送到的數(shù)字編碼中的收信人地址編碼與預(yù)存在中央處理器24中的3個(gè)地址編碼進(jìn)行比較，如果其與3個(gè)地址編碼的任何一個(gè)都不一致，則認(rèn)定接受到的相應(yīng)的低頻模擬信號(hào)并不是發(fā)送給本接收裝置的持有人的，此時(shí)中央處理器24終止對(duì)該組數(shù)字編碼進(jìn)行分析并刪除該組數(shù)字編碼。如果其與3個(gè)地址編碼的中的一個(gè)都一致，則可以認(rèn)定接受到的相應(yīng)的低頻模擬信號(hào)是發(fā)送給該接收裝置的持有人的，則中央處理器24繼續(xù)對(duì)該組數(shù)字編碼進(jìn)行分析，即根據(jù)相應(yīng)的功能編碼以及SOS開啟/關(guān)閉編碼并參照功能與編碼信息對(duì)照表(表2)向所述輸出單元25發(fā)出相應(yīng)的指令；所述輸出單元25，用于根據(jù)所述中央處理器24所發(fā)出的指令向所述接收組件2的持有者發(fā)出相應(yīng)的指令或警告，或發(fā)送救援控制信號(hào)以開啟/關(guān)閉S0S救援裝置26。其中，輸出單元25可以為指示燈251、蜂鳴器252或顯示有號(hào)碼或漢字的顯示屏253，所述輸出單元25依照中央處理器24所發(fā)出的指令控制指示燈251按既定的邏輯(閃爍次數(shù)和時(shí)間)進(jìn)行閃爍，控制蜂鳴器252進(jìn)行蜂鳴告警，控制顯示器253進(jìn)行顯示，可以用數(shù)碼顯示，也可用文字顯示，以便接收人員按指令采取相關(guān)的措施。所述S0S救援裝置26進(jìn)一步包括SOS功率放大器261，SOS信號(hào)發(fā)射天線262;中央處理器24由所述輸出單元25發(fā)送的信號(hào)，指令打開(關(guān)閉)S0S救援裝置26，由救援裝置26產(chǎn)生并輸出457kHz(即國際通用的野外救援頻率)的信號(hào)，控制三極管將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號(hào)變化的電流，通過SOS的發(fā)射天線15將電磁波輻射到空間。由于發(fā)射機(jī)消耗功率較大，所以一般應(yīng)使發(fā)射機(jī)工作的時(shí)間每秒鐘內(nèi)只發(fā)射數(shù)個(gè)毫秒。這樣，無論礦下人員處在何種區(qū)位和狀態(tài)，發(fā)射機(jī)都可遙控礦工接收機(jī)開啟(關(guān)閉)S0S微型發(fā)射機(jī)，發(fā)出呼叫求救信號(hào)，以便救援人員對(duì)遇險(xiǎn)(難)礦工進(jìn)行救援。進(jìn)一步地，所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)的接收組件2還包括有紅外接口27，通過PC機(jī)的紅外接口對(duì)存儲(chǔ)在與所述接收組件2的中央處理器24中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，數(shù)據(jù)修改；或?qū)ζ渲兴枰鎯?chǔ)的信息進(jìn)行初始化。如圖8、9所示，所述救援接收組件3，用于接收所述接收組件2所發(fā)出的S0S信號(hào)，其包括天線及放大部分31、信號(hào)處理控制器32以及輸出裝置33，其中所述天線及放大部分31，其由接收天線二311、放大單元312組成，用于接收由所述接收組件2所發(fā)出的S0S救援信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行放大，其中，所述接收天線二311由一個(gè)LC電路組成，該LC電路中的L需用高性能磁芯和線圈組成，其諧振頻率為457KHz，用來接收所述S0S救援裝置25所發(fā)射的頻率為457KHz的S0S信號(hào)，再將接收到的S0S信號(hào)通過放大單元進(jìn)行放大處理；所述信號(hào)處理控制器32，其輸入端與所述天線及放大部分31的輸出端相連，用于9對(duì)所接收到的sos信號(hào)進(jìn)行處理，并發(fā)出相應(yīng)的輸出信號(hào)，在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施中，所述信號(hào)處理控制器32可以根據(jù)接收到的SOS信號(hào)的強(qiáng)弱，對(duì)其所發(fā)出的音頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使音頻信號(hào)隨著SOS信號(hào)的增強(qiáng)(即離目標(biāo)越近)而增強(qiáng)。所述輸出裝置33，與所述信號(hào)處理控制器32相連，由所述信號(hào)處理控制器32發(fā)出的輸出信號(hào)傳送至輸出裝置33，所述輸出裝置33根據(jù)所接收到的輸出信號(hào)向救援人員顯示相應(yīng)的搜救情況信息，比如顯示已接收到SOS求救信號(hào)，或已確定被困礦工具體位置等信息。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述輸出裝置可以為一蜂鳴器二33，用于發(fā)出峰鳴以告知救援人員是否已接近救援目標(biāo)，當(dāng)所述救援人員越接近救援目標(biāo)，隨著所述救援接收組件3所接收到的SOS信號(hào)增強(qiáng)，則經(jīng)由所述信號(hào)處理控制器32調(diào)制音頻信號(hào)也會(huì)相應(yīng)地增強(qiáng)，從而輸入到所述蜂鳴器二33中的音頻信號(hào)也有一定的增強(qiáng)，因此，蜂鳴器發(fā)出的聲音就會(huì)越來越高，從而更容易弓I起求援人員的注意。權(quán)利要求一種礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)包括發(fā)射組件(1)，用于根據(jù)數(shù)字編碼生成低頻摸擬信號(hào)，并對(duì)所述低頻摸擬信號(hào)進(jìn)行放大、發(fā)射；接收組件(2)，用于接收由所述發(fā)射組件(1)所發(fā)出的低頻摸擬信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后加以顯示；救援接收組件(3)，用于接收所述接收組件2所發(fā)出的SOS信號(hào)其中，所述低頻摸擬信號(hào)為超長波信號(hào)。2.如權(quán)利要求l所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射組件(1)進(jìn)一步包括發(fā)射控制部分，包含控制器(11)以及低頻信號(hào)發(fā)生器(12)，且所述控制器(11)的輸出端與所述低頻信號(hào)發(fā)生器(12)的輸入端相連，其中，所述控制器(11)將所要發(fā)出的信息內(nèi)容編寫為一組數(shù)字編碼，再通過所述低頻信號(hào)產(chǎn)生器(12)產(chǎn)生一串與所述數(shù)字編碼相對(duì)應(yīng)的低頻模擬信號(hào)；功率放大部分，其輸入端與所述發(fā)射控制部分的輸出端相連，所述功率放大部分包含功率放大器(13)，其采用電感耦合的方法對(duì)所述低頻模擬信號(hào)進(jìn)行放大；天線(14)、地線(15)，用于發(fā)射由所述功率放大器(13)放大了的低頻模擬信號(hào)。3.如權(quán)利要求2所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字編碼包括報(bào)頭信息編碼以及信息內(nèi)容編碼。4.如權(quán)利要求3所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述信息內(nèi)容編碼還包括收信人地址編碼、功能編碼以及S0S開啟/關(guān)閉編碼。5.如權(quán)利要求3所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字編碼由數(shù)字0和1組成。6.如權(quán)利要求5所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述低頻模擬信號(hào)由兩個(gè)不同頻率的低頻信號(hào)Fl、F2組成，所述不同頻率的兩個(gè)信號(hào)分別對(duì)應(yīng)于所述數(shù)字編碼中兩個(gè)不同的數(shù)字。7.如權(quán)利要求6所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，在發(fā)射所述數(shù)字編碼中的每一個(gè)數(shù)字"0"或"1"所對(duì)應(yīng)的頻率F1或F2的低頻信號(hào)時(shí)，發(fā)射的單位持續(xù)時(shí)間tl相同。8.如權(quán)利要求7所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述低頻信號(hào)Fl、F2的頻率范圍均為300-2500Hz。9.如權(quán)利要求l所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述接收組件(2)進(jìn)一步包括接收天線一(21)，由一低頻LC電路組成，用于接收由所述發(fā)射組件(1)發(fā)出的低頻模擬信號(hào)；放大器(22)，與所述接收天線一(21)相連接，用于對(duì)由所述接收天線一(21)接收到的低頻模擬信號(hào)進(jìn)行放大；信號(hào)處理電路(23)，其輸入端與所述放大器(22)的輸出端相連，用于將經(jīng)放大器(22)放大了的低頻模擬信號(hào)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生兩個(gè)存在有相位差的低頻模擬信號(hào)；中央處理器(24)，其輸入端與所述信號(hào)處理電路(23)的輸出端相連，用于將經(jīng)由信號(hào)處理電路(23)處理了的低頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，并對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字編碼進(jìn)行分析并發(fā)出相應(yīng)指令，所述中央處理器(233)中預(yù)存有各種地址編碼、功能編碼對(duì)照表。輸出單元(25)，其輸入端與所述中央處理器(24)的輸出端相連，用于根據(jù)所述中央處理器(24)所發(fā)出的指令向所述接收組件(2)的持有者發(fā)出相應(yīng)的指令或警告。S0S救援裝置(26)，其輸入端與所述中央處理器(24)的輸出端相連，用于根據(jù)所述中央處理器(24)所發(fā)出的指令打開/關(guān)閉S0S救援裝置(26)并發(fā)送或停止發(fā)送求救信號(hào)，該S0S救援裝置(26)包括有SOS功率放大器(261)以及SOS信號(hào)發(fā)射天線(262)。10.如權(quán)利要求9所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理電路(23)還進(jìn)一步包括倒相器(231)、電子模擬開關(guān)(232)以及兩個(gè)放大及濾波電路(233、234)，其中，所述倒相器(231)用于對(duì)經(jīng)由所述放大器(22)放大了的低頻模擬信號(hào)中的一路信號(hào)進(jìn)行倒相，所述電子模擬開關(guān)(232)的輸入端分別與所述放大電路(22)、所述倒相器(231)、以及所述中央處理器(24)的輸出端相連，其輸出端與所述兩個(gè)放大及濾波電路(233、234)的輸入端相連。11.如權(quán)利要求9所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器(24)還包括有一計(jì)時(shí)器(28)，用于記錄所述接收組件所接收到的頻率為Fl或F2的低頻信號(hào)持續(xù)的時(shí)間T。12.如權(quán)利要求9所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出單元(25)為指示燈(251)、蜂鳴器(252)或顯示有號(hào)碼或漢字的顯示屏(253)。13.如權(quán)利要求8所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述接收組件(2)還包括有紅外接口(27)，與所述中央處理器(24)相連接，用于通過PC機(jī)的紅外接口對(duì)存儲(chǔ)在所述中央處理器(24)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)。14.如權(quán)利要求1所述的礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，其特征在于，所述救援接收組件(3)進(jìn)一步包括天線及放大部分(31)，其由接收天線二(311)、放大單元(312)組成，用于接收由所述接收組件(2)所發(fā)出的S0S救援信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行放大；信號(hào)處理控制器(32)，其輸入端與所述天線及放大部分(31)的輸出端相連，用于對(duì)所接收到的S0S信號(hào)進(jìn)行分析處理，并產(chǎn)生一輸出信號(hào)；輸出裝置(33)，與所述信號(hào)處理控制器(32)相連，所述信號(hào)處理控制器(32)的輸出信號(hào)傳輸至該輸出裝置(33)，根據(jù)接收到的輸出信號(hào)，所述輸出裝置(33)向救援人員顯示實(shí)時(shí)的搜救情況。全文摘要一種礦山用無線電透地通信系統(tǒng)，包括發(fā)射組件，用于根據(jù)數(shù)字編碼生成低頻摸擬信號(hào)，并對(duì)所述低頻摸擬信號(hào)進(jìn)行放人、發(fā)射；接收組件，用于接收由所述發(fā)射組件所發(fā)出的低頻摸擬信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后加以顯示；救援接收組件，用于接收所述接收組件所發(fā)出的SOS信號(hào)其中，所述低頻摸擬信號(hào)為超長波信號(hào)。本發(fā)明所述礦山用無線電透地通信系統(tǒng)可瞬間實(shí)現(xiàn)無線電信號(hào)穿透巖層、煤層，將與礦井安全的有關(guān)信息傳送到井下深達(dá)1000米的任何區(qū)位工作面。在井下無電纜、無基站，不受礦井下供電系統(tǒng)的限制，即使在井下斷電的情況下，系統(tǒng)仍正常工作，是一個(gè)集預(yù)警、指揮、呼叫、救援功能為一體的礦山安全無線透地通信系統(tǒng)。文檔編號(hào)H04B13/02GK101789830SQ20091016538公開日2010年7月28日申請(qǐng)日期2009年8月7日優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日發(fā)明者仇新建,德羅季娜·斯維特拉納,晁頂,毛斌,特列古博夫·維克托,科奇涅夫·瓦連金,章裕仁申請(qǐng)人:江蘇半徑電子科技有限公司