一种煤矿通信子系统及煤矿通信综合系统的制作方法

本实用新型实施例涉及煤矿井下自动化监控与通信技术领域，尤其涉及一种煤矿通信子系统及煤矿通信综合系统。

背景技术：

随着信息化技术的发展，煤矿井下自动化监控技术与通信技术得到了显著提高。现有的煤矿井下的各类业务系统(例如数据采集系统、场景监控系统、人员定位系统以及通信系统等)相互独立设置，造成井下的用于连接各类业务系统的各种传输线缆杂乱无序、各类业务系统管理分散、系统维护难度大以及信息孤岛等问题。

针对上述问题，现有的解决方法通常是利用一些软件技术对各类系统之间的信息进行融合。但是，利用井下设备直接实现各类业务系统的信息整合技术也不是很成熟。

为了解决上述相关问题，煤矿系统提出了“一网一站”的解决办法，即一个业务系统对应设置一个分站，但这种方法只是简单地实现了信息的集成传输，并没有对融合后的信息在各系统之间进行共享，进而实现系统间的联动性。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种煤矿通信子系统及煤矿通信综合系统，通过该子系统可以在煤矿井下实现各类业务系统的信息共享以及各类业务系统之间的联动性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种煤矿通信子系统，设置于煤矿井下，包括综合业务集成平台和环网交换机；

其中，所述综合业务集成平台与所述环网交换机相连，用于集成煤矿井下的至少两类业务系统，并对所述至少两类业务系统的信息进行收集并在各类业务系统之间进行信息分享，且通过所述环网交换机与煤矿井上的特定服务器进行通信。

进一步地，所述业务系统包括：场景监控系统、人员定位系统或者环境信息采集系统。

进一步地，所述综合业务集成平台包括：综合分站，用于对综合业务集成平台中集成的各类业务系统的信息进行收集并在所述各类业务系统之间进行信息分享。

进一步地，所述综合业务集成平台还包括：移动通信终端、传感器、识别卡、无线摄像机以及副音箱；

其中，所述移动通信终端用于查看所述各类业务系统的信息；

所述传感器用于检测煤矿井下的环境参数；

所述识别卡用于识别煤矿井下工作人员的位置信息；

所述无线摄像机用于对煤矿井下的场景进行视频监控；

所述副音箱用于进行语音播报或者信息报警。

进一步地，所述综合分站包括：处理器、分站交换机、供电模块、通信信号转换模块、监控分站模块、读卡器模块以及主控音箱模块；

其中，所述处理器与所述分站交换机相连，用于通过分站交换机对综合业务集成平台中集成的各类业务系统的信息进行收集并在所述各类业务系统之间进行信息分享；

所述分站交换机分别与所述通信信号转换模块以及主控音箱模块相连，用于通过所述通信信号转换模块将各类业务系统的信息发送给所述处理器以及所述主控音箱模块；

所述供电模块分别与所述处理器、分站交换机、通信信号转换模块、监控分站模块、读卡器模块以及主控音箱模块相连，用于进行供电；

所述通信信号转换模块分别与分站交换机、监控分站模块、读卡器模块以及无线摄像机相连，用于通过所述分站交换机将各类业务系统的信息发送给所述处理器以及所述主控音箱模块；

所述监控分站模块与所述传感器相连，用于对所述传感器采集的数据进行监控与收集；

所述读卡器模块与所述识别卡相连，用于读取所述识别卡的数据；

所述主控音箱模块与所述副音箱相连，用于向所述副音箱发送报警信号。

进一步地，所述通信信号转换模块包括：以太网转4G信号模块、以太网转CAN模块、以太网转485信号模块以及以太网转WIFI信号模块；

其中，所述以太网转4G信号模块分别与所述分站交换机和所述移动通信终端相连，用于在所述处理器的控制下通过所述分站交换机将各类业务系统的信息发送给所述移动通信终端；

所述以太网转CAN模块分别与所述监控分站和所述分站交换机相连，用于在所述处理器的控制下通过所述分站交换机将所述监控分站中的传感器数据发送给所述处理器；

所述以太网转485信号模块分别与所述读卡器模块和所述分站交换机相连，用于在所述处理器的控制下通过所述分站交换机将所述读卡器模块读取的所述识别卡的数据发送至所述处理器；

所述以太网转WIFI信号模块分别与所述无线摄像机和所述分站交换机相连，用于在所述处理器的控制下通过所述分站交换机将所述无线摄像机对煤矿井下场景进行的视频监控数据发送至所述处理器。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种煤矿通信综合系统，包括上述第一方面所述的煤矿通信子系统、设置于井上的环网交换机以及设置于井上的业务服务器。

本实用新型实施例提供的一种煤矿通信子系统，设置于煤矿井下，包括综合业务集成平台和环网交换机；通过将至少两类业务系统集成到综合业务集成平台，并对所述至少两类业务系统的信息进行收集并在各类业务系统之间进行信息分享，在煤矿井下实现了各类业务系统的信息共享以及各类业务系统之间的联动性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种煤矿通信子系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种综合业务集成平台的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的综合分站的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的另一种综合业务集成平台的结构示意图；

图5是本实用新型实施例二提供的一种通信方法的流程示意图；

图6是本实用新型实施例三提供的一种煤矿通信综合系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项步骤的顺序可以被重新安排。当其步骤完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种煤矿通信子系统的结构示意图。所述煤矿通信子系统设置于煤矿井下，目的是为了在煤矿井下通过该通信子系统实现煤矿井下各类业务系统的融合以及信息共享，并进一步实现各类业务系统之间的联动性。具体参见图1所示，所述煤矿通信子系统包括：综合业务集成平台110和环网交换机120；

其中，综合业务集成平台110与环网交换机120相连，用于集成煤矿井下的至少两类业务系统，并对所述至少两类业务系统的信息进行收集并在各类业务系统之间进行信息分享，且通过环网交换机120与煤矿井上的特定服务器进行通信。

具体的，所述业务系统可以包括：场景监控系统，用于对井下场景进行监控；人员定位系统，用于对井下工作人员进行位置定位；或者环境信息采集系统，用于对井下的环境参数进行采集，例如井下的温度、湿度以及含氧量等。

需要说明的是，环网交换机120包括光纤发送端122和光纤接收端121，其中，光纤发送端122用于将综合业务集成平台110集成的各类业务系统信息发送给井上的特定服务器，或者将井上的特定服务器下发的指令信息发送给综合业务集成平台110；光纤接收端121用于接收综合业务集成平台110发送的各类业务系统信息，或者接收井上的特定服务器发送的指令信息。由于煤矿井下的空间通常很大，因此所述的煤矿通信子系统可以包括多个综合业务集成平台110，在煤矿井下每隔一段距离就设置一个所述的综合业务集成平台110，同样的道理所述的环网交换机120也可以设置多个。图1中以综合业务集成平台 110的数量为2个，环网交换机的数量为4个为例。

示例性地，作为一种可选实施方式，参见图2所示的综合业务集成平台110 的结构示意图，综合业务集成平台110可以包括：综合分站111，用于对综合业务集成平台110中集成的各类业务系统的信息进行收集并在所述各类业务系统之间进行信息分享。

进一步地，综合业务集成平台110还可以包括：移动通信终端112、传感器113、识别卡114、无线摄像机115以及副音箱116。

其中，移动通信终端112用于查看所述各类业务系统的信息；具体的，综合分站111对综合业务集成平台110中集成的各类业务系统的信息进行收集并将所述信息发送至移动通信终端112，方便煤矿井下的工作人员通过移动通信终端112查看各类业务系统的信息数据，从而在煤矿井下实现了各类业务系统的信息共享。移动通信终端112具体可以是4G手机。进一步地，移动通信终端112还用于进行通信。综合分站111还负责将综合业务集成平台110中集成的各类业务系统的信息通过环网交换机120发送至井上的特定服务器，以供井上的特定服务器进行信息保存与备份。

传感器113用于检测煤矿井下的环境参数；例如井下的温度、湿度以及含氧量等。

识别卡114用于识别煤矿井下工作人员的位置信息；具体的，识别卡114 由煤矿井下的工作人员随身携带，可以通过手环的形式携带识别卡114或者直接将识别卡114装进工作人员的口袋内随身携带。

无线摄像机115用于对煤矿井下的场景进行视频监控。

副音箱116用于进行语音播报或者信息报警。具体的，当传感器113采集的环境参数异常或者煤矿井下的场景视频异常时，可以通过副音箱116进行报警，并将异常信息发送至移动通信终端112，方便工作人员查看，即实现了各类业务系统之间的联动性。

可选地，作为综合分站111的一种实施方案，参见图3所示的综合分站111 的结构示意图，综合分站111包括：处理器1111、分站交换机1112、供电模块 1113、通信信号转换模块1114、监控分站模块1115、读卡器模块1116以及主控音箱模块1117；

其中，处理器1111与分站交换机1112相连，用于通过分站交换机1112对综合业务集成平台110中集成的各类业务系统的信息进行收集并在所述各类业务系统之间进行信息分享。具体的，处理器1111的RJ45口19与分站交换机 1112的RJ45口19相连，其中RJ45是一种以太网通信接口。

分站交换机1112分别与通信信号转换模块1114以及主控音箱模块1117相连，用于通过通信信号转换模块1114将各类业务系统的信息发送给处理器1111 以及主控音箱模块1117。具体的，分站交换机1112包括光纤发送端11121和光纤接收端11122，其中，光纤发送端11121用于向环网交换机120的光纤接收端121中发送信息，光纤接收端11122用于接收环网交换机120的光纤发送端122发送的信息。

供电模块1113分别与处理器1111、分站交换机1112、通信信号转换模块 1114、监控分站模块1115、读卡器模块1116以及主控音箱模块1117相连，用于为各部分进行供电；

通信信号转换模块1114分别与分站交换机1112、监控分站模块1115、读卡器模块1116以及无线摄像机115相连，用于通过分站交换机1112将各类业务系统的信息发送给处理器1111以及主控音箱模块1117。

具体的，图3中的标号15表示综合分站111的防爆外壳。

进一步参见图4所示的另一种综合业务集成平台110的结构示意图。具体的，通信信号转换模块1114包括：以太网转4G信号模块11141、以太网转CAN 模块11142、以太网转485信号模块11143以及以太网转WIFI信号模块11144；

其中，以太网转4G信号模块11141分别与分站交换机1112和移动通信终端112相连，用于在处理器1111的控制下通过分站交换机1112将各类业务系统的信息发送给移动通信终端112。

以太网转CAN模块11142分别与监控分站1115和分站交换机1112相连，用于在处理器1111的控制下通过分站交换机1112将监控分站1115中的传感器 113数据发送给处理器1111。

以太网转485信号模块11143分别与读卡器模块1116和分站交换机1112 相连，用于在处理器1111的控制下通过分站交换机1112将读卡器模块1116读取的识别卡114的数据发送至处理器1111。

以太网转WIFI信号模块11144分别与无线摄像机115和分站交换机1112 相连，用于在处理器1111的控制下通过分站交换机1112将无线摄像机115对煤矿井下场景进行的视频监控数据发送至处理器1111。

监控分站模块1115与传感器1111相连，用于对传感器113采集的数据进行监控与收集。

读卡器模块1116与识别卡114相连，用于读取识别卡114的数据；

主控音箱模块1117与副音箱116相连，用于向副音箱116发送报警信号。

本实施例提供了一种基于IP通信技术与多网融合的煤矿通信子系统，通过 IP技术与多网融合技术，能够在井下综合分站处实现各类业务系统的信息共享与业务系统间的联动，进一步推动了煤矿井下自动化监控技术与通信技术的智能化。

实施例二

图5是本实用新型实施例二提供的一种通信方法的流程示意图。该方法应用于上述实施例所述的煤矿通信子系统，具体参见图5所示，所述通信方法包括：

实时接收各类业务系统的信息；

将所述信息发送至移动通信终端，以通过所述移动通信终端查看各类业务系统的信息；

若监测到异常信息，则通过读卡器模块向对应的识别卡发送报警信号或者通过主控音箱模块向副音箱发送报警信号，以进行报警，并将所述异常信息发送至移动通信终端。

具体的，所述识别卡可通过震动的方式进行报警，所述副音箱可通过语音形式进行报警。上述通信方法的执行主体为煤矿通信子系统中综合分站中的处理器，通过在煤矿井下通信子系统的综合分站中设置处理器，并实时接收各类业务系统的信息，并进一步将所述信息发送至移动通信终端，以方便井下工作人员通过所述移动通信终端查看各类业务系统的信息；实现了在井下各类业务系统的信息共享。并且，当监测到异常信息时，可通过读卡器模块向对应的识别卡发送报警信号或者通过主控音箱模块向副音箱发送报警信号，以进行报警，并将所述异常信息发送至移动通信终端，从而实现了各业务系统之间的联动性。

进一步的，所述通信方法还可以包括：将所述各类业务系统的信息发送至井上特定的服务器，以进行信息保存或者备份。当然，还可以接收井上特定服务器下发的指令信息等。具体的，可以通过综合分站111中的分站交换机1112 以及环网交换机120实现与井上特定服务器之间的通信，

在上述实施例的基础上述，本实施例提供了一种基于IP通信技术与多网融合的煤矿通信子系统的通信方法，通过IP技术与多网融合技术，能够在井下综合分站处实现各类业务系统的信息共享与业务系统间的联动，进一步推动了煤矿井下自动化监控技术与通信技术的智能化。

实施例三

图6是本实用新型实施例三提供的一种煤矿通信综合系统的结构示意图。参见图6所示，所述煤矿通信综合系统包括上述实施例一所述的煤矿通信子系统(综合业务集成平台110和环网交换机120)、设置于井上的环网交换机28 以及设置于井上的业务服务器。

具体的，所述设置于井上的业务服务器可以包括井上通信服务器23、井上传感器监控服务器24、井上人员定位服务器25、井上视频监控系统服务器26 以及井上广播系统服务器27。基于IP技术，以太网转4G信号模块11141通过分站交换机1112、井下环网交换机120、井上环网交换机28与井上通信服务器 23通信，通过分站交换机1112与综合分站的处理器1111通信；以太网转CAN 信号模块11142通过分站交换机1112、井下环网交换机120、井上环网交换机 28与井上传感器监控服务器24通信，通过分站交换机1112与综合分站的处理器1111通信；以太网转485信号模块11143通过分站交换机1112、井下环网交换机120、井上环网交换机28与井上人员定位服务器25通信，通过分站交换机1112与综合分站的处理器1111通信；以太网转WiFi信号模块11144通过分站交换机1112、井下环网交换机120、井上环网交换机28与井上视频监控系统服务器26通信，通过分站交换机1112与综合分站的处理器1111通信；主控音箱模块1117通过分站交换机1112、井下环网交换机120、井上环网交换机 28与井上广播系统服务器27通信，通过分站交换机1112与综合分站的处理器 1111通信。

如图6所示，煤矿通信综合系统由煤矿通信子系统中环网交换机的光纤发送端122与光纤接收端121互联组成。

在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种基于IP通信技术与多网融合的煤矿通信综合系统，通过IP技术与多网融合技术，能够在井下综合分站处实现各类业务系统的信息共享与业务系统间的联动，进一步推动了煤矿井下自动化监控技术与通信技术的智能化。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM， Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。