矿用无线通信系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及矿用无线通信系统，包括井上部分和井下部分，井上部分包括井上地面室外型基站以及通过以太网网线依次连接的网络服务器、语音交换机、光纤收发器，井下部分包括井下矿用本安型基站、矿用本安型手机、井下矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，井下矿用本安型基站之间通过光缆串联连接，井下矿用本安型基站通过无线配接矿用本安型手机，每台基站采用一个矿用隔爆兼本安型直流稳压电源供电，井上地面室外型基站和井下矿用本安型基站通过光缆连接到光纤收发器。将先进的无线技术应用于井上和井下的无线调度和行政通信，实现通信的移动化、一体化以及业务的多样化，从而实现高效的指挥调度、提高生产效率，降低安全隐患。
【专利说明】矿用无线通信系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿用通信设备【技术领域】，具体涉及一种矿用无线通信系统。
【背景技术】
[0002]随着国家对矿山安全生产的日益重视，矿山企业对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求越来越强烈。但是由于矿山主要作业面广阔，作业点分散，而巷道数量增加和分布也越来越复杂。所以在多工序、多环节、多地点地分层立体交叉的作业模式下，井下通讯系统的不便，在限制了作业效率进一步提高的同时，也造成了一系列安全隐患。
[0003]矿井无线通信是煤矿生产指挥调度的有效手段，也是煤矿井下安全避险的六大系统之一。煤矿井下的特殊性，制约了全矿井移动通信系统的发展。迄今为止，还没有一个较为理想的全矿井移动通信系统，除了一些用于井筒、工作面、胶带输送、电机车等局部通信系统外，可用于全矿井的移动通信均存在着这样或那样的问题。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可实现通信的移动化、一体化、业务的多样化的矿用无线通信系统。
[0005]实现本实用新型的技术方案如下:
[0006]矿用无线通信系统，包括井上部分和井下部分，井上部分和井下部分通过光缆连接通信，所述井上部分由网络服务器、语音交换机、光纤收发器、井上地面室外型基站组成，所述网络服务器、语音交换机、光纤收发器通过以太网网线依次连接；所述井下部分由井下矿用本安型基站、矿用本安型手机、井下矿用隔爆兼本安型直流稳压电源组成，所述井下矿用本安型基站之间通过光缆串联连接，每台井下矿用本安型基站由一个井下矿用隔爆兼本安型直流稳压电源供电，井下矿用本安型基站通过无线配接矿用本安型手机；所述井上地面室外型基站和井下矿用本安型基站通过光缆连接到光纤收发器。
[0007]进一步地，所述网络服务器的输入端设有UPS电源和电源避雷器。
[0008]进一步地，所述每台井下矿用本安型基站可配接若干部矿用本安型手机。
[0009]进一步地，所述光缆采用煤矿用阻燃通信光缆。
[0010]进一步地，本系统中所述矿用本安型手机与井下矿用本安型基站之间采用WCDMA通讯协议，其余采用全双工TCP/IP通讯协议。
[0011]采用了上述的方案后，本系统具有手机与手机、手机与固定电话之间能互联互通功能，具有越区切换功能，具有非法用户禁止功能，具有自诊断和故障指示功能(系统对调度终端、基站等进行定时或连续诊断，当发生故障时，以及报警并指示故障位置)，具有数据传输功能，具有备用电池过放电告警以及过充过放保护功能，具有中继汇接功能，具有短信功能。将先进的无线技术应用于井上和井下的无线调度和行政通信，实现通信的移动化、一体化以及业务的多样化，从而实现高效的指挥调度、提高生产效率，降低安全隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为矿用无线通信系统的结构框图；
[0013]图2为矿用无线通信系统的原理框图；
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0015]参见图1，矿用无线通信系统，包括井上部分和井下部分，井上部分和井下部分通过光缆连接通信，适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的煤矿井下、露天煤矿、选煤厂等工作场所。
[0016]所述井上部分由网络服务器、语音交换机、光纤收发器、井上地面室外型基站组成，所述网络服务器、语音交换机、光纤收发器通过以太网网线依次连接，所述语音交换机可将网络信号中的语音信号进行解析，建立网络中所有的语音通话；井上部分还包括有地面管理计算机、UPS电源和电源避雷器，所述UPS电源和电源避雷器设在网络服务器的输入端，在该输入端输入220V交流电，所述地面管理计算机直接接入到网络中即可。
[0017]所述井下部分由井下矿用本安型基站、矿用本安型手机、井下矿用隔爆兼本安型直流稳压电源组成，所述井下矿用本安型基站之间通过光缆串联连接，井下基站可放置在巷道顶或悬挂至巷道壁上，为保证信号覆盖范围和通话质量，基站之间的距离小于两个基站信号覆盖半径。每台井下矿用本安型基站通过电源线连接一个井下矿用隔爆兼本安型直流稳压电源并由电源供电，每台井下矿用本安型基站通过无线最多可配接28部矿用本安型手机，也即每台基站最多可同时保证28部手机同时通话，提高了井下作业的安全性。矿用本安型基站提供两个射频接口，可以接两个定向天线(采用14dBi的定制天线)，测试距离单向达800m，双向1600m，在某些矿井下面实地测试单向可达1000?1100m，即覆盖距离达到了 2000?2200m，该距离可保证井下作业的全覆盖。
[0018]所述井上地面室外型基站和井下矿用本安型基站通过光缆连接到光纤收发器，然后通过光纤收发器连接到机房设备。I台光纤收发器可串接16台矿用本安型基站。
[0019]采用上述方案，本系统可以实现以下主要功能:
[0020]1、调度台终端可无阻塞呼叫内部用户，可强拆、强插中继或用户，确保调度通信畅通无阻；
[0021]2、调度台能接受内部用户的紧急呼叫，显示紧急呼叫的用户号码，并自动录音；
[0022]3、本系统具有召开多方会议的功能，用户可随时发言，也可控制某用户发言或终止发言，外线入中继用户也可参加会议；
[0023]4、调度台具有同时处理多路呼叫，而互不干扰；
[0024]5、本系统具有中继汇接功能；
[0025]6、本系统具有录音功能；
[0026]7、调度台具有用户状态指示(用户对调度台终端的呼叫均可通过声音提示以及号码显示，用户状态明了，调度员可方便地运用强插、强拆等功能实施监控)。
[0027]所述矿用本安型手机采用WCDMA无线传输技术。所述矿用本安型手机与井下矿用本安型基站之间采用WCDMA通讯协议，其余(网络服务器与语音交换机之间、语音交换机与光纤收发器之间、光纤收发器与井上矿用本安型基站之间、井上矿用本安型基站与井下矿用本安型基站之间、井下矿用本安型基站之间)采用全双工TCP/IP通讯协议。系统IP化，基站回转可接入矿山现有的环网网络，也可以独立铺设线缆，组网灵活。
[0028]所述矿用本安型手机采用型号为KT313-S，矿用本安型手机具有选呼、组呼、全呼和急呼功能，具有短信收发功能，具有低压报警功能，具有超出服务区提示功能和当前信道繁忙提示功能。
[0029]所述矿用隔爆兼本安型直流稳压电源采用型号为KDB127/12B，矿用本安型基站采用型号为KT506-F。矿用本安型基站对外有RJ45接口，对采用TCP/IP方式的设备实现就近接入，通过本系统的线路传输至地面机房。矿用隔爆兼本安型直流稳压电源为矿用本安型基站提供电源，将127V交流电源转换成12V直流电源为基站供电，矿用隔爆本安型直流稳压电源还具有后备电池，在停电情况下为基站提供长达2?3小时供电。本系统中，基站与基站之间采用串行组网方式实现连接，相比于传统的星形组网方式，更加节省光缆，减少投资。另外，单基站容量大，单基站可实现最大28路语音信道，满足井下人员密集或语音呼叫两大的区域的信号覆盖。
[0030]所述光缆采用煤矿用阻燃通信光缆。单模单芯光纤传输，实现单光纤进行双向数据传输，减少施工量以及维护成本。
[0031]参见图2，本系统的井上部分包括CS域核心网、PS域核心网、WCDMA网关，井下部分包括矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、矿用本安型基站、矿用本安手机，CS域核心网通过以太网网线与WCDMA网关连接，PS域核心网通过以太网网线与WCDMA网关连接，WCDMA网关通过光缆与井下基站连接。所述CS域核心网部署在语音交换机中，所述PS域核心网和WCDMA网关部署在网络服务器上。
[0032]所述CS域核心网完成语音交换功能(提供语音(64K视频通话)交换、音频解码)和与外界设备对接功能(对外的中继接口(支持PR1、N0.l、N0.7、SIP等协议))。所述PS域核心网包含GGSN和GNSN的功能，为手机提供数据功能。所述WCDMA网关提供基站管理功能和无线资源管理功能。所述矿用本安手机是提供语音业务和数据业务的终端。所述矿用本安型基站提供无线信号处理和发送功能。
[0033]本系统的工作原理如下:
[0034]本系统以光纤网络为骨干，通过井下矿用本安型基站在井下形成无线的覆盖环境，矿用本安型基站为手机提供无线信号，接收来自手机的射频信号，进行解调取出基带数据，传输给基站主设备进行编解码处理，或者将来自基站主设备的基带数据进行AD/DA变换和变频调制后，以无线信号的方式发送给手机，手机所传输的制式与该无线一致；通过井上的网络服务器、语音交换机、光纤收发器建立网络中所有的手机通话；通过地面管理计算机实现相应功能的操作。
[0035]本实用新型是一种矿用无线通信系统，将先进的无线技术应用于井下和井上的无线调度和行政通信，解决在复杂作业模式下井下通讯的不便，提高作业效率，实现通信的移动化、一体化、业务多样化。
[0036]本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
【权利要求】
1.矿用无线通信系统，包括井上部分和井下部分，井上部分和井下部分通过光缆连接通信，其特征在于:所述井上部分由网络服务器、语音交换机、光纤收发器、井上地面室外型基站组成，所述网络服务器、语音交换机、光纤收发器通过以太网网线依次连接；所述井下部分由井下矿用本安型基站、矿用本安型手机、井下矿用隔爆兼本安型直流稳压电源组成，所述井下矿用本安型基站之间通过光缆串联连接，每台井下矿用本安型基站由一个井下矿用隔爆兼本安型直流稳压电源供电，井下矿用本安型基站通过无线配接矿用本安型手机；所述井上地面室外型基站和井下矿用本安型基站通过光缆连接到光纤收发器。
2.根据权利要求1所述的矿用无线通信系统，其特征在于:所述网络服务器的输入端设有UPS电源和电源避雷器。
3.根据权利要求1所述的矿用无线通信系统，其特征在于:所述每台井下矿用本安型基站可配接若干部矿用本安型手机。
4.根据权利要求1所述的矿用无线通信系统，其特征在于:所述光缆采用煤矿用阻燃通信光缆。
5.根据权利要求1所述的矿用无线通信系统，其特征在于:本系统中所述矿用本安型手机与井下矿用本安型基站之间采用WCDMA通讯协议，其余采用全双工TCP/IP通讯协议。
【文档编号】H04W84/18GK204206474SQ201420568686
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】向华, 孙卓, 杨健, 廖磊 申请人:常州联力自动化科技有限公司