专利名称：用于井下机械设备的通讯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通讯系统，尤其涉及一种用于井下机械设备的通讯系统。
技术背景
井下掘进机、采煤机等设备工作地点处于地面以下的矿井里，一般不会有移动 网络覆盖。有的设备井下作业面距离地面可达10km，为实现对井下作业机械的监控，就 必须要解决通讯问题。
理论上而言，有多种方式可以实现，如整体采用无线通讯方式、铺设专用 CAN通信电缆、基于52Kmodem的电话线传输、小灵通网络等，将这几种主要的通讯方 式进行比较①整体采用无线通讯方式、小灵通网络这两种方案所有数据和语音传输都依靠无 线链路，井下巷道不如地面宽阔、通道弯角比较多，无线信号在非视距环境下极易受到 干扰而不稳定；需要布置多个无线中继，增加了后期维护的费用；②铺设专用CAN通信电缆截面1.5mm2的双芯双绞线电缆约6.8元/米，每公里需 要电缆费用7000元左右，并且会随着设备工作的推进而增加，在通讯距离超过7km时还 需要增加CAN中继，整个系统成本相当昂贵，提高了挖掘成本；③基于52KModem的电话线传输借用矿井内原有的电话线，成本最为低廉，但不 能实现语音与数据的同时传输，传输数据的同时无法使用井下电话，打电话的时候要停 止数据传输，基于安全性、便利性考虑不太适合使用。
除此之外，由于井下采煤机等设备处于移动中，且采煤设备尾部要铺设100米 左右的液压支架，不方便接线，因而以上的方案②和③均为有线连接，用于此处也存在 不便。因而，需要开发一种适用于井下作业设备与地面通信、传输数据的通讯系统。发明内容
本发明目的是提供一种用于井下机械设备的通讯系统，使用该通讯系统可方便 地面与井下数据的双向传输，且成本较低，不影响原有的语音通讯，安全性高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种用于井下机械设备的通讯系 统，包括无线传输部分和有线传输部分，各个设备的主控制器将数据经所述无线传输部 分传送至信号转换装置处，该信号转换装置经所述有线传输部分与地面上的电话机及数 据接收设备连接；所述信号转换装置包括一调制解调器与一带有无线数传功能的串口服 务器，所述串口服务器接收来自所述主控制器的数据信号并经以太网传送给所述调制解 调器，井下电话机经电话线与该调制解调器连接，所述调制解调器经电话线与一 ADSL 中继器连接，再经电话线与DSLAM设备连接，所述地面电话机通过电话线与该DSLAM 设备连接，所述数据接收设备经以太网与该DSLAM设备连接。
上述技术方案中，井下各个设备包括掘进机、采煤机等，在这类设备工作时需 要与地面上的监控中心交换数据。本发明中，采用无线传输与有线传输相结合的方式实现数据的传送，为不影响各个设备作业时的自由活动，采用无线传输部分与信号转换装 置连接，将设备主控制器内发出的信号数据由串口服务器打包成TCP/IP数据包，经以 太网线缆传送给调制解调器(把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号)，同时原本 井下固有的电话机也接入该调制解调器中，一并经电话线传送至ADSL中继器内，将电 话线上的信号进行功率放大，以增进通讯距离，最后传送至DSLAM设备，将电话线上 的语音信号和数据信号进行分离，数据信号还原成TCP/IP数据包，发送给数据接收设备 (PC机/监控中心)，语音信号发送给地面电话机。由于采用ADSL技术，可在一普通 电话线上接听、拨打电话的同时进行ADSL传输而又互不影响，从而实现地面与井下数 据信号的双向传送，只需借用井下固有的电话线便可完成，无需投入重新布线的费用。
上述技术方案中，所述无线传输部分包括一带有无线功能的协议转换器，该协 议转换器经CAN总线与各个设备的主控制器连接，经无线网络与所述串口服务器连接。 协议转换器将主控制器传来的CAN协议帧转换成Modbus协议帧，并封装成无线数据 包，发往串口服务器，串口服务器将无线数据包解包成Modbus协议帧，并封装成TCP/ IP数据包发送给调制解调器。
进一步的技术方案为，所述协议转换器外套设有一防爆箱，增加安全性。
上述技术方案中，所述调制解调器与所述ADSL中继器之间的路为3 5KM。
上述技术方案中，所述信号转换装置内还设有一电气隔离栅，所述井下电话机 经该电气隔离栅与所述调制解调器连接，用于隔离来自调制解调器的非本安电气信号， 防止其影响到电话机的工作。
上述技术方案中，所述信号转换装置及所述ADSL中继器外分别套设有一防爆 箱，增加安全性。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1、本发明采用无线传输与有线传输相结合的通讯方式，无线传输部分方便井下设 备的自由活动，移动作业时也可实时传输数据，有线传输部分借用原有的电话线，采用 ADSL技术，在不影响原有电话语音通信的情况下，实现设备数据的一并传输，与地面监 控中心实现双向数据传送；2、由于借助于矿井必备的电话线，无需重新布置线缆，实现井下语音与数据传输的 复用，大大节省了通讯系统成本。
图1是本发明实施例一的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一参见图1所示，一种用于井下机械设备的通讯系统，包括无线传输部分 和有线传输部分，各个设备的主控制器将数据经所述无线传输部分传送至信号转换装置 处，该信号转换装置经所述有线传输部分与地面上的电话机及数据接收设备连接；所述无线传输部分包括一带有无线功能的协议转换器，该协议转换器经CAN总线 与各个设备的主控制器连接，经无线网络与带有无线数传功能的串口服务器连接。
所述有线传输部分所述信号转换装置包括一调制解调器、一带有无线数传功 能的串口服务器与一电气隔离栅，所述串口服务器接收来自所述主控制器的数据信号并 经以太网传送给所述调制解调器，井下电话机经电话线经电气隔离栅与该调制解调器连 接，所述调制解调器经4 KM电话线后与一 ADSL中继器连接，再经电话线与DSLAM设 备连接，所述地面电话机通过电话线与该DSLAM设备连接，所述数据接收设备经以太 网与该DSLAM设备连接。
为提高安全性，所述协议转换器、信号转换装置及所述ADSL中继器外分别套 设有一防爆箱，进行隔爆。所述井下电话采用本安电话。
实现过程如下井下煤机等设备主控制器设备，通过无线网桥设备协议转换器，将主控制器的CAN 数据转成Modbus数据，经由无线链路，传递到无线网桥设备串口服务器上，并由该设 备将其转换成TCP/IP以太网数据，通过网线与调制解调器Modem连接，井下电话机经 过电气隔离栅进行电气隔离后，与调制解调器Modem通过Phone接口连接，调制解调器 Modem通过Phone 口与井下电话线端连接，井下电话的语音信号与串口服务器的数字信 号通过Modem调制后，通过电话线传输，经过4km左右，在电话线中间加入一 ADSL 中继器，将调制信号进行放大，增加传输距离，电话线井上端接入局端DSLAM设备的 Hione 口，DSLAM设备把语音信号和数字信号进行分离，通过:Phone接口接井上电话 机，通过Ethernet接口接入PC机，数据和语音的传输均实现双向。
权利要求
1.一种用于井下机械设备的通讯系统，其特征在于包括无线传输部分和有线传输 部分，各个设备的主控制器将数据经所述无线传输部分传送至信号转换装置处，该信号 转换装置经所述有线传输部分与地面上的电话机及数据接收设备连接；所述信号转换装 置包括一调制解调器与一带有无线数传功能的串口服务器，所述串口服务器接收来自所 述主控制器的数据信号并经以太网传送给所述调制解调器，井下电话机经电话线与该调 制解调器连接，所述调制解调器经电话线与一 ADSL中继器连接，再经电话线与DSLAM 设备连接，所述地面电话机通过电话线与该DSLAM设备连接，所述数据接收设备经以 太网与该DSLAM设备连接。
2.根据权利要求1所述的用于井下机械设备的通讯系统，其特征在于所述无线传 输部分包括一带有无线功能的协议转换器，该协议转换器经CAN总线与各个设备的主控 制器连接，经无线网络与所述串口服务器连接。
3.根据利要求2所述的用于井下机械设备的通讯系统，其特征在于所述协议转换 器外套设有一防爆箱。
4.根据权利要求1所述的用于井下机械设备的通讯系统，其特征在于所述调制解 调器与所述ADSL中继器之间的路为3 5KM。
5.根据权利要求1所述的用于井下机械设备的通讯系统，其特征在于所述信号 转换装置内还设有一电气隔离栅，所述井下电话机经该电气隔离栅与所述调制解调器连 接。
6.根据权利要求1所述的用于井下机械设备的通讯系统，其特征在于所述信号转 换装置及所述ADSL中继器外分别套设有一防爆箱。
全文摘要
本发明公开了一种用于井下机械设备的通讯系统，其特征在于包括无线传输部分和有线传输部分，各个设备的主控制器经无线传输部分与信号转换装置连接，经有线传输部分与地面设备连接；所述信号转换装置包括一调制解调器与一串口服务器，所述串口服务器接收数据信号并送给所述调制解调器，井下电话机经电话线与该调制解调器连接，所述调制解调器经电话线与一ADSL中继器连接，再与DSLAM设备连接，最后分别与地面电话机及数据接收设备连接。本发明通过无线、有线两种方式相结合的方式，借助于原有的电话线，实现语音、数据的双向传输，互不影响，大大降低了系统成本，提高通讯安全性。
文档编号H04M11/06GK102025857SQ201010574848
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者戴晴华, 袁爱进, 郭长城 申请人:三一重机有限公司