专利名称：矿山井下无线wifi数字音视频通讯指挥系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统。
背景技术：
采矿行业是一种高危险行业，由于矿山开采的环境比较特殊，瓦斯爆炸、地下透水、顶板冒顶等事故经常发生。和国外同行相比，我国矿山开采的工业安全设施和管理水平还存在着很大的差距。事故一旦发生，当务之急就是展开井下救援，井上指挥人员对井下救援人员的正常通信指挥是制约救援工作的一个关键因素。传统的井下通信指挥设备存在以下不足(1)通讯距离短。井上人员只能在较短·距离内获取井下的相关搜救信息，对于比较深的矿井，通信指挥设备将无法将探测到的相关搜救信息传到井上，无法满足井下救援的需求。(2)高速数据传输存在局限。由于采用应用于小灵通的微蜂窝技术进行通信，通信指挥设备无法满足高速数据传输的需要，严重制约了井下的搜救效率。
实用新型内容针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其不仅可以将探测到的井下音频/视频信息远距离发送到井上，而且能够检测井下的相关环境参数，并将该环境参数实时发送到井上。为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的一种矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，包括音视频探测装置、气体检测装置、发射机、N台中继器、中转台以及监控主机，其中，N为大于等于I的正整数，N台中继器依次相连；所述音视频探测装置，用于探测井下的音频信号以及视频信号，并将所述音频信号以及视频信号传入所述发射机；所述气体检测装置，用于检测井下环境中气体的参数信息，并将该气体的参数信息传入所述发射机；所述发射机，与音频探测装置以及气体检测装置连接，用于将传入的音频信号、视频信号以及气体的参数信息通过N台中继器无线发射给中转台；所述中转台，与中继器连接，用于将传入音频信号、视频信号以及气体的参数信息转化为光学信号，并将该光学信号传入井上的监控主机；所述监控主机，通过光纤与中转台连接，用于解析传入的光学信号，获得井下的音频信息、视频信息以及气体的参数信息，井上指挥人员根据所述音频信息、视频信息以及气体的参数信息对井下搜救人员进行指挥调度。特别的，所述音视频探测装置选用红外数码摄像机。特别的，所述监控主机包括摄像机设置单元，用于设置红外数码摄像机的摄像参数。特别的，所述监控主机还包括远程上传单元，用于将所述井下的音频信息、视频信息以及气体的参数信息上传到互联网，实现远程监控。特别的，所述气体检测装置选用气体检测仪。特别的，所述气体检测仪中设置有报警单元，用于在气体检测仪的供电电压不足时，发出警报。特别的，所述发射机、中继器以及中转台均包括无线宽带(Wi-Fi)单元，用于无线传输数据。特别的，所述发射机、中继器以及中转台上还设置有快速接头，用于有线传输数 据。本实用新型的技术方案通过气体检测装置实时检测井下环境中气体的参数信息；通过由N台中继器构成的无线分布式系统(Wireless Distribution System, WDS)及中转台将井下的视频信号、音频信号及气体的参数信息传入井上的监控主机，与传统的通信指挥设备相比，本实用新型不仅通讯距离长，数据传输速度快，而且可以实时监测井下环境中如氧气、硫化氢、一氧化碳以及甲烷等气体的含量，确保了井下搜救人员的生命安全。
图I为本实用新型实施例提供的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。请参照图I所示，图I为本实用新型实施例提供的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统的结构图。本实施例中矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统包括一台音视频探测装置101、一台气体检测装置102、一台发射机103、五台中继器、一台中转台107以及一台监控主机108。其中，五台中继器依次为第一中继器104、第二中继器105、第三中继器、第四中继器以及第五中继器106。所述音视频探测装置101，用于探测井下的音频信号以及视频信号，并将所述音频信号以及视频信号传入发射机103。为了使井上的指挥人员能够直观的了解井下的搜救情况，最好的方式就是获得井下搜救情况的音频信息以及视频信息，音视频探测装置101就满足了这一要求。考虑到井下的环境比较复杂，本实施例中，音视频探测装置101选用红外数码摄像机，该红外数码摄像机通过内置电源供电，至少可以持续工作8个小时。在工作时，将红外数码摄像机的视频模式调节为红外，使得在照度为O勒克司时获取的视频仍清晰可见。红外数码摄像机在探测到音频信号以及视频信号后，将其实时传入发射机103。所述气体检测装置102，用于检测井下环境中气体的参数信息，并将该气体的参数信息传入发射机103。[0027]本实施例中气体检测装置102只检测氧气、硫化氢、一氧化碳以及甲烷这四种气体在井下环境中的含量。当矿难发生后，井下的氧气、硫化氢、一氧化碳以及甲烷的气体含量的多少，直接关系着被困矿工以及井下搜救人员的生命安全，正常情况下，要求井下的氧气含量应该在O至30%之间，硫化氢的含量在O至100ppm(百万分比浓度)之间，一氧化碳的含量在O至IOOOppm(百万分比浓度)之间，甲烷的含量在O至4%之间。气体检测装置102选用气体检测仪，用于实时检测井下环境中氧气、硫化氢、一氧化碳以及甲烷的含量，并将检测到的数据传入发射机103。所述气体检测仪通过其内置电源供电，可持续工作8小时以上，并且在该气体检测仪中还设置有报警单元，当供电电压不足时，报警单元可以通过声音、闪光以及振动三种方式发出警报。所述发射机103，与红外数码摄像机以及气体检测仪连接，用于将传入的音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息无线发射给第一中继器104。 发射机103上既设置有无线宽带(Wi-Fi)单元，又设置有快速接头。所以发射机103既可以通过无线宽带单元将接收到音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息无线发射给第一中继器104，又可以在发射机103的快速接头与第一中继器104的快速接头通过数据线连接后，通过数据线将接收到音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息无线发射给第一中继器104，实现数据的无线传输与有线传输的切换。本实施例中的中继器采用了美国Atheros公司的数字高速Wi-Fi多跳技术，在井下可以实现无线跳转10跳以上，传输距离可达1500米到2000米，井上的传输距离更远，可达3000米以上。由五台中继器构成的无线分布式系统(Wireless Distribution System,WDS)可同时传输包含氧气、硫化氢、一氧化碳以及甲烷的含量信息的4路信号和I至4路视
频信号或音频信号。所述第一中继器104，与发射机103及第二中继器105连接，用于将传入的音频信号、视频信号及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烧的含量信息传入第二中继器105。所述第二中继器105与第三中继器连接，第三中继器与第四中继器连接，第四中继器与第五中继器106连接。第二中继将传入的音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息依次经第三中继器、第四中继器以及第五中继器106中继跳转后传入中转台107。本实施例中，五台中继器都采用感应充电的方式充电，可连续工作8个小时，所述感应充电又称无线充电，属于无线电能的传输，是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。并且，每台中继器上均同时设置有无线宽带单元和快速接头，这样一来，每台中继器既可以通过无线宽带单元无线传输音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息，又可以在所述快速接头之间用数据线连接后，通过数据线有线传输音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息。所述中转台107，与第五中继器106连接，用于将传入的音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息转化为光学信号，并将该光学信号传入井上的监控主机108。与本实施例中的发射机103和中继器一样，在中转台107上也设置有无线宽带单元以及快速接头，既可以通过无线宽带单元有线传输数据，又可以在中转台107的快速接头与第五中继器106的快速接头用数据线连接后，有线传输数据。中转台107也是通过内置电源供电，在井下可持续工作8个小时。为了能够高速传输数据，中转台107与井上的监控主机108通过光纤进行数据传输，所以中转台107在接收到音频信号、视频信号以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息这些数字信号后，需要将所述数字信号转化为光学信号，然后通过光纤将光学信号传入监控主机108进行处理。所述监控主机108，通过光纤与中转台107连接，用于解析传入的光学信号，获得井下的音频信息、视频信息以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息，井上指挥人员根据所述音频信息、视频信息以及气体的参数信息对井下搜救人员进行指挥调度。位于井上的监控主机108在通过光纤接收到中转台107传入的光学信号后，将光学信号转化为数字信号，然后解析所述数字信号得到井下的视频信息、音频信息以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息，并将所述视频信息、音频信息以及氧气、硫化氢、一氧 化碳、甲烷的含量信息进行存储，以便后期进行分析使用。在监控主机108中安装有摄像机设置单元，可以远程调节井下红外数码摄像机的摄像参数例如录像的速度、显示的效果等等。当多个搜救人员每人配备一台红外数码摄像机进入井下救援时，监控主机108可以同时显示多路搜救人员传回的视频信息，也可以根据需要随时切换到其中一个搜救人员传回的视频信息，了解搜救工作的进展。在监控主机108中还安装有远程上传单元，通过远程上传单元可以将音频信息、视频信息以及气体的参数信息上传到互联网，实现远程监控。本实施例中的监控主机108包采用军用笔记本，远程上传单元为内置在所述军用笔记本中的无线网卡。井上的指挥人员对视频信息、音频信息以及氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷的含量信息进行分析后，将通过麦克风对井下的指挥人员进行指挥调度，井下搜救人员通过耳机接收到指挥命令后，执行相应的搜救命令，提高了井下搜救人员的搜救效率。本实用新型不仅通讯距离长，数据传输速度快，可以实时监测井下环境中氧气、硫化氢、一氧化碳及甲烷的含量，而且由于一台中继器的重量不足400克，整套无线宽带通信指挥系统的重量不足8千克，所以携带比较方便。上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其特征在于，包括音视频探测装置、气体检测装置、发射机、N台中继器、中转台以及监控主机，其中，N为大于等于I的正整数，N台中继器依次相连； 所述音视频探测装置，用于探测井下的音频信号以及视频信号，并将所述音频信号以及视频信号传入所述发射机； 所述气体检测装置，用于检测井下环境中气体的参数信息，并将该气体的参数信息传入所述发射机； 所述发射机，与音频探测装置以及气体检测装置连接，用于将传入的音频信号、视频信号以及气体的参数信息通过N台中继器无线发射给中转台； 所述中转台，与中继器连接，用于将传入音频信号、视频信号以及气体的参数信息转化为光学信号，并将该光学信号传入井上的监控主机； 所述监控主机，通过光纤与中转台连接，用于解析传入的光学信号，获得井下的音频信息、视频信息以及气体的参数信息。
2.根据权利要求I所述的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其特征在于，所述音视频探测装置选用红外数码摄像机。
3.根据权利要求I或2所述的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其特征在于，所述监控主机还包括远程上传单元，用于将所述井下的音频信息、视频信息以及气体的参数信息上传到互联网，实现远程监控。
4.根据权利要求3所述的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其特征在于，所述气体检测装置选用气体检测仪。
5.根据权利要求4所述的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其特征在于，所述气体检测仪中设置有报警单元，用于在气体检测仪的供电电压不足时，发出警报。
6.根据权利要求4或5所述的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其特征在于，所述发射机、中继器以及中转台均包括无线宽带(Wi-Fi)单元，用于无线传输数据。
7.根据权利要求6所述的矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，其特征在于，所述发射机、中继器以及中转台上还设置有快速接头，用于有线传输数据。
专利摘要本实用新型公开一种矿山井下无线WIFI数字音视频通讯指挥系统，包括音视频探测装置、气体检测装置、发射机、N台中继器、中转台以及监控主机，其中，N为大于等于1的正整数；所述发射机与音视频探测装置和气体检测装置连接，所述中转台通过N台中继器与发射机连接，所述监控主机与中转台连接。本实用新型不仅通讯距离长，数据传输速度快，而且可以实时监测井下环境中气体的参数信息，确保了井下搜救人员的生命安全。
文档编号H04N7/18GK202788941SQ20122020218
公开日2013年3月13日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者王斌斌, 谢宏, 刘洪才, 孙树成, 张学良, 张大成, 王汝柱, 张福成, 王迎华, 张春利, 张亚刚 申请人:北京赛克德利科贸有限公司