矿用三分量磁波双向透地监测预警指挥系统的制作方法_3

文档序号:10267857阅读:来源:国知局
信号处理单元A302:对选频单元A301输出的信号进行滤波、自适应放大处理,并将处理后的信号输出到A/D单元A303 ;
[0072]A/D单元A303:对微弱信号处理单元A302输出的信号进行模数转换,并将转换后的结果输出到第一处理终端AlO ;
[0073]矿用本安电源:为第一接收机A30的各个单元及第一接收天线A50提供电源。
[0074]第一发射天线A40,用于将第一发射机A20的发送来的信号发射出去;
[0075]第一接收天线A50,用于将接收到的信号发送至第一接收机A30 ;
[0076]第一发射天线为几千米长的环形天线,第一接收天线为几十米长的环形天线,第二接收天线为三分量磁棒天线,第一天线为几米长收发一体环形天线。
[0077]如图1所示,井下中继基站装置BI为矿用隔爆型一体化透地中继基站,具备参数采集、人员位置数据收集及通信中继功能。包括了第二处理终端B10、第二发射机B20、第二接收机B30、第一环境参数采集B40、第二发射天线B50、第二接收天天线B60和人员位置信息接口 B70。其中:
[0078]第二处理终端BlO用于向第二发射机发射编码数据流,且用于对第二接收机传送来的信息进行软解码,还用于对第一环境参数采集模块送来的数据进行处理;第二处理终端BlO与地面装置A中的第一信息处理终端AlO的结构相同;不同的是第二处理终端位于隔爆腔体内;
[0079]第二发射机B20用于接收第二处理终端输出的编码数据流,将编码数据流转换为模拟信号,再进行放大处理后发送至第二发射天线;第二发射机B20与地面装置A中的第一发射机A20的结构相同,不同的是第二发射机位于隔爆腔体内。
[0080]用于处理第二接收天线上传送来的信号,并将处理好的信号发送至第二处理终端;第二接收机B30与地面装置A中的第一接收机A30的结构相同,不同的是第二接收机位于隔爆腔体内。
[0081]第一环境参数采集模块MO,用于采集井下环境参数,如甲烷、一氧化碳、氧气、温度等,并将采集到的数据发送至第二处理终端BlO ;
[0082]第一环境参数采集模块MO包含了矿用无线AP单元MO 1、矿用无线WIFI串口单元B402和矿用参数采集单元B403,如图5所示。
[0083]矿用无线AP单元B401,用于将矿用无线WIFI串口单元B402传输过来的信号进行中转,并将其传输至第二处理终端BlO ;矿用无线WIFI串口单元B402用于将参数采集单元的数据传输至矿用无线AP单元B401 ;矿用参数采集单元B403用于采集灾害发生后的环境参数,如甲烷、一氧化碳、二氧化碳、温度等参数,并将其传输到矿用无线WIFI串口单元B402o
[0084]第二发射天线B50,用于将第二发射机B20发送来的信号发射出去;
[0085]第二接收天线B60,用于将接收到的信号发送至第二接收机B30 ;
[0086]第二接天线B60,包含了三分量磁棒线圈单元B601、第二选频单元B602和差分放大单元B603,如图6所示;
[0087]三分量磁棒线圈单元B601用于感应X,Y,Z方向微弱磁波信号,将感应信号送入第二选频单元Β602 ;
[0088]第二选频单元Β602用于接收三分量磁棒线圈单元Β601输出的信号,进行处理,选出有用信号,并压制噪声,并将处理后的信号输出到差分放大单元Β603 ;
[0089]差分放大单元Β603用于将第二选频单元Β602送过来的信号进行差分放大,并送入第二接收机Β30。
[0090]井下便携式装置Β2为矿用本安型一体化透地仪器,包括了第三处理终端Β70、第一发射接收机Β80、第二环境参数采集模块Β90和第一天线Β100,其中:
[0091]第三处理终端Β70用于向第一发射接收机Β80发送编码数据流,并且用于对第一发射接收机传送来的数据流解码;还用于对第二环境参数采集模块B90送来的数据进行处理;第三处理器B70与地面装置A中的第一信息处理终端AlO的结构相同;
[0092]第一发射接收机B80,用于接收来自第一天线BlOO的信号,对该信号进行处理,将处理得到的信号发送至第三处理终端B70,并且用于接收来自第三处理终端B70的数据流并转换为模拟信号,对该模拟信号进行放大处理后发送至第一天线BlOO进行发射;
[0093]第一发射接收机B80包含了第一发射机A20与第一接收机A30的全部单元,并增加了矿用本安电源单元。
[0094]在具体实施过程中,第二地面装置A2安装在监控室内,地面装置A2中的数据处理监测预警指挥服务器A70通过第二GPRS数据收发信机A80向地面装置Al接收或发送信息,地面装置Al可以为多个。第一 GPRS收发信机A60与第二 GPRS收发信机A80双向通讯,并从第二 GPRS收发信机A80接收来相关信息,并传输给第一处理器终端A10,第一处理器终端向井下装置BI发射控制命令,地面装置A I—般安装在矿井口,地面装置A I中的第一天线A40采用几千米长的环形天线;井下装置一般安装在矿井下的避难硐室内,根据避难硐室的数量决定井下装置的数量,还可以根据具体情况和实际需要在特定位置安装井下装置;第二天线B40采用几十米长的环形天线。
[0095]在具体应用中,将地面装置Al的发射和中继基站装置BI的接收设置为同一频率;
[0096]将中继基站装置BI与井下便携式装置B2的发射信道设置为不同的频率,地面装置Al接收中继基站装置BI的信号;
[0097]灾害事故发生时,井下中继基站装置和搜救人员使用的井下便携式装置的收发开关控制单元设置为发射模式,遇险人员使用的井下便携式装置收发开关控制单元设置为接收模式;
[0098]井下便携式装置将采集到的环境参数发送给井下中继基站装置;
[0099]井下中继基站装置通过第二接收天线B60接收磁波信号,并送入第二接收机B30处理,产生数据流送入第二处理终端BlO ;第二处理终端BlO对数据流进行处理,将处理后信号送入第二发射机B20 ;第二发射机B20将第二处理终端输出的信号转换为模拟信号,再进行放大处理后发送至第二发射天线B50 ;第二发射天线B50将信号发射出去;
[0100]地面装置Al的收发开关控制为接收模式时:
[0101]地面装置Al通过第一接收天线A50接收磁波信号,并将其送入第一接收机A30 ;
[0102]第一接收机A30将上述信号输入选频单元A301选频放大;将选频放大后的信号通过微弱信号处理单元A302处理;将微弱信号处理后的信号送至A/D单元A303 ^#A/D转换后的信号送至第一处理终端AlO进行软滤波和解码,得到数据流,再通过解码得出灾区人员位置、环境参数信息;然后通过第一 GPRS数据收发信机A60发送至第二地面装置A2,第二 GPRS数据收发信机A80接收数据后传送至数据处理监测预警指挥服务器A70对数据流进行综合分析;
[0103]地面装置Al的收发开关控制单元设置为发射模式时:
[0104]地面装置A2的第二 GPRS数据收发信机A80将预警指挥信息发送至地面装置Al,地面装置Al的第一 GPRS数据收发信机A60接收信息后,传送到第一处理终端A10,第一处理终端AlO将收到的信息处理后,通过第一发射机A20和第一发射天线A40将预警指挥信息发送至井下中继基站装置BI,通过井下中继基站装置BI将信息传送至井下便携式装置B2o
[0105]本实用
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