综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，包括矿用网络摄像仪、闭锁扩音电话、网络接入器；网络接入器包括以太网交换机、第一线路切换模块和第二线路切换模块，每个矿用网络摄像仪连接至一个所述网络接入器中的以太网交换机，每个所述闭锁扩音电话分别连接至一个所述网络接入器中的两个所述线路切换模块；所述以太网交换机分别和两个所述线路切换模块连接，所述网络接入器通过两个所述线路切换模块连接至相邻的网络接入器，其中一个所述网络接入器连接至井下集控系统。本实用新型能独立提供视频、扩音电话、沿线闭锁等功能，在井下以太网网络异常的情况下系统的语音通话功能和沿线闭锁功能仍能工作，系统的安全可靠性较高。
【专利说明】综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及综采工作面集成控制【技术领域】，特别是涉及一种综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统。
【背景技术】
[0002]随着我国对能源的需求越来越大，煤矿开采规模也逐渐增大，工作面工况条件也越来越复杂，对人员的安全威胁也越来越大，因此，建立工作面视频、语音及闭锁一体化集成系统，实现对采煤工作面的远程可视化监控和语音通话，为煤矿安全生产、调度和决策指挥提供直观可靠的手段就显得尤为重要和迫切，并且也是进一步提高工作面自动化水平和实现工作面无人化或少人化的重要基础。
[0003]传统的工作面视频、语音及沿线闭锁一体化集成系统，其视频、语音及闭锁开关的信号接入与传输均基于单一的工作面以太网络，而由于工作面现场环境、设备工况都比较复杂，容易出现网络不稳定，从而影响工作面扩音通话功能的可用性和稳定性；而扩音通话功能是工作面出现突发紧急情况时，进行现场指挥和处理问题的重要设备，从而影响了井下工作面生产的安全可靠性；其沿线闭锁功能基于工作面以太网络来完成状态传输，未有硬件闭锁检测线路，从而在工作面设备间通信异常时，将导致该闭锁操作无法检测，从而制约系统的可靠性。
[0004]传统的工作面视频、语音及沿线闭一体化集成系统，将以太网接入、视频接入、沿线闭锁开关、扩音电话所有功能集成一个设备内，造成了产品整体体积庞大、安装不便，无法适应工作面的现场条件。
实用新型内容
[0005]基于此，本实用新型提供一种综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，能独立提供视频、扩音电话、沿线闭锁等功能，在井下以太网网络异常的情况下系统的语音通话功能和沿线闭锁功能仍能工作，系统的安全可靠性较高。
[0006]一种综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，包括矿用网络摄像仪、闭锁扩音电话、网络接入器；
[0007]所述网络接入器包括以太网交换机、第一线路切换模块和第二线路切换模块，每个所述矿用网络摄像仪连接至一个所述网络接入器中的所述以太网交换机，每个所述闭锁扩音电话分别连接至一个所述网络接入器中的两个所述线路切换模块；所述以太网交换机分别和两个所述线路切换模块连接，所述网络接入器通过两个所述线路切换模块连接至相邻的网络接入器，其中一个所述网络接入器连接至井下集控系统。
[0008]上述综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，矿用网络摄像仪和闭锁扩音电话与网络接入器独立连接，闭锁扩音电话通过网络接入器与矿井以太环网络相连接，在以太网通信正常时，网络接入器将语音信号通过以太网网络传输，在以太网络通信异常时，将语音信号转发至线路切换处理模块，直接通过各个网络接入器的线路切换模块来完成工作面音频信号互连，保证以太网网路故障时仍能保证井下语音通信和闭锁操作，提高系统的安全
可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统的结构示意图图；
[0010]图2为图1中网络接入器和闭锁扩音电话的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0012]如图1和图2所示，是本实用新型一种综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统的结构示意图，包括矿用网络摄像仪11、闭锁扩音电话13、网络接入器12 ；
[0013]所述网络接入器12包括以太网交换机25、第一线路切换模块26和第二线路切换模块27，每个所述矿用网络摄像仪11连接至一个所述网络接入器12中的所述以太网交换机25，每个所述闭锁扩音电话13分别连接至一个所述网络接入器12中的两个所述线路切换模块；所述以太网交换机25分别和两个所述线路切换模块连接，所述网络接入器12通过两个所述线路切换模块连接至相邻的网络接入器12，其中一个所述网络接入器12连接至井下集控系统。
[0014]如图1所示，示出了其中一种综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统的结构示意图，各个所述矿用网络摄像仪11、各个闭锁扩音电话13和各个网络接入器12都可安装在工作面液压支架上；图中每个网络接入器12都连接了一个矿用网络摄像仪11和一个闭锁扩音电话13 ;其中第一个所述网络接入器12连接至井下集控系统，其它各个网络接入器依次连接；在实际应用中，可根据井下工作面的具体情况而设置矿用网络摄像仪11和闭锁扩音电话13的个数，矿用网络摄相仪11可以根据工作面视频监视点的布置要求来选择安装位置，其台数与间隔间距应保证工作面无视频盲区，闭锁扩音电话13的台数与间隔间距应保证整个工作面现场扩音响度良好；
[0015]本实施例中矿用网络摄像仪和闭锁扩音电话13与网络接入器12独立连接，上述闭锁扩音电话13通过网络接入器12与矿井以太环网络相连接，通过以太网与井下集控系统相连，将工作面沿线闭锁开关的状态实时发送给集中控制台，以为工作面集中控制台提供沿线闭锁硬件检测信号，完成对工作面设备的启停控制，通过与集中控制台的配合，实现对采煤机、刮板机、转载机、破碎机、皮带机的顺序逻辑启停控制，保证人身和设备的安全；闭锁扩音电话13依据工作面集中控制台的状态指令进行三机及沿线闭锁的语音预警，对设备异常、故障及当前状态进行语音提示；通过井下以太环网与井下或地面监视平台相连，接收来自监视平台上话筒的语音输入，并进行扩音广播，以在监视平台上对工作面现场实施语音调度；闭锁扩音电话13将来自工作面的扩音电话上麦克风的输入语音或来自监控平台的麦克风输入语音进行广播扩音，使工作人员在工作面、井下监控室及地面监控室的任何位置都能进行语音通话。
[0016]在一较佳实施例中，所述矿用网络摄像仪通过其电源通信接口连接至所述网络接入器12的矿用摄像仪接口 21，所述矿用摄像仪接口 21再连接至所述以太网交换机25 ;所述闭锁扩音电话13通过其电源通讯接口 31连接至所述网络接入器12的闭锁扩音电话接口，以完成其音频信号传输、闭锁线路连接及电源获取；所述网络接入器12包括第一邻接口 23和第二邻接口 24，每个所述网络接入器12通过所述第一邻接口 23和第二邻接口 24与相邻位置的网络接入器12连接；
[0017]网络接入器12可间隔安装在工作面液压支架上，工作面第一台网络接入器12与井下以太环网和集中控制台相连接，中间位置的网络接入器12通过第一邻接口 23和第二邻接口 24与相邻网络接入器12互连，以形成工作面以太网络的全覆盖，为工作面设备的以太网接入提供基础；其台数与间隔间距可取扩音传输有效距离、视频摄像头视频有效距离的最小值。
[0018]在一较佳实施例中，所述网络接入器12还可包括信号转换处理模块28 ；
[0019]所述第一线路切换模块26的公共连接端与第一邻接口 23通过通讯线连接，所述第二线路切换模块27的公共连接端与第二邻接口通过通讯线连接；
[0020]所述以太网交换机25分别连接至两个所述线路切换模块的其中一个信号选择端，所述以太网交换机25还与所述信号转换处理器连接，所述信号转换处理器分别连接至两个所述线路切换模块的另一个信号选择端；
[0021 ] 在一较佳实施例中，所述闭锁扩音电话13包括扩音送话模块32、闭锁模块33 ；
[0022]所述闭锁模块33包括第一闭锁线和第二闭锁线，即图2中所示的闭锁线I和闭锁线2，所述第一闭锁线依次通过所述闭锁扩音电话13的电源通讯接口 31、所述网络接入器12的闭锁扩音电话接口连接至所述第一邻接口 23，所述闭锁扩音电话13中闭锁模块33的第二闭锁线依次通过所述闭锁扩音电话13的电源通讯接口 31、所述网络接入器12的闭锁扩音电话接口 32连接至所述第二邻接口 24 ;所述扩音送话模块32通过音频信号线连接至所述电源通讯接口 31，能将音频信号送入网络接入器12，并通过网络接入器12的互连，完成工作面音频数据的传输。
[0023]在一较佳实施例中，所述扩音送话模块32包括麦克风、喇叭及音频处理芯片，所述麦克风和所述喇叭都与所述音频处理芯片连接，以完成语音的输入采集与放大输出，其将麦克风采集的语音信号经处理后通过电源通讯接口 31发送至网络接入器12，同时将来自网络接入器12的语音信号放大后送喇叭播音。
[0024]如图2所示，在本实施例中，图中网络接入器12的左邻接口 23即为所述第一邻接口，右邻接口 24即为所述第二邻接口，左邻接口 23通过连接线缆与左邻网络接入器12相连接，右邻接口 24通过连接线缆与右邻网络接入器12相连接，以完成相邻位置网络接入器12之间的信号连接；
[0025]第一和第二线路切换模块与左右邻通讯接口及信号转换处理模块28相连接，以完成左右邻接口通讯线传输信号的选择，闭锁扩音电话13包括尾端接口 36，其尾端接口 36上包括上述的闭锁线I和闭锁线2，处于系统最末端的闭锁扩音电话13将其闭锁线I与电池电源通过外部端子相连，以为整个系统的闭锁回路提供信号检测电压；在以太网通信正常时，左右邻接口通讯线保持与以太网信号相连接，在以太网络通信异常或外部电源断电时，左右邻接口通讯线与音频信号相连接；信号转换处理模块28与线路切换模块26、线路切换模块27、以太网络交换机25、闭锁扩音电话接口 32相连接，在以太网通信正常时，将语音信号转换为以太网信号送至以太网交换机25，在以太网络通信异常或外部电源断电时，将语音信号转发至线路切换模块26、线路切换模块27，直接通过左右邻接口的通讯线来完成工作面音频信号互连；其以太网交换机25与来自左右邻、矿用网络摄像仪11及闭锁扩音电话13的以太网信号相连接，在以太网通信正常时完成视频信号、语音信号的以太网接入与传输。
[0026]在本实施例中，所述网络接入器12还包括交直流电源转换模块29，所述交直流电源转换模块29连接至所述网络接入器12的电源接口 210，完成电源输入，其直流输出功能可为各个模块提供合适的工作电源；本实施例中交直流电源转换模块29可为图2中所示的AC127/DC12V电源转换模块，具体可根据工作面情况而选择不同的交直流电源转换模块，电源接口 210与现场AC127电源线相连接，以完成AC127V电源的引入；其中AC127V电源可输出两路电源，图中所示为12V电源1、12V电源2，其中12V电源I可提供给线路切换模块26、线路切换模块27及信号转换处理模块28使用，12V电源2可提供给以太网交换机25及矿用网络摄像仪11使用。
[0027]在一较佳实施例中，所述闭锁扩音电话13还包括电源切换处理模块34和电池组35，所述电源切换处理模块34分别与电池组35、扩音送话模块32的按键开关和电源通讯接口 31连接；如图2所示，电池组35与电源切换处理模块34相连接，电池切换处理模块，同时与电池和外部12V电源I相连接,在系统外部断电时,若按下扩音送话模块32的按键开关即开始为12V电源I供电，以作为系统断电后通话与闭锁功能工作的备用电源。
[0028]在一较佳实施例中，所述矿用网络摄像仪11安装有照明装置，以适应工作面照度要求，保证能拍摄到清晰的图像。
[0029]在一较佳实施例中，所述矿用网络摄像仪11安装有镜头雨刷装置，镜头雨刷装置能用于镜头除尘、除水，以适应工作面粉尘环境。
[0030]在一较佳实施例中，还包括地面监视平台，所述地面监视平台通过以太网网络与所述井下集控系统连接。
[0031]矿井中可包括井下防爆监视平台，放置在井下监控室内，其I路以太网接口与矿井以太环网相连，通过矿井以太环网与视频服务器相连，以获取监视屏的视频显示数据，其监视屏能跟随采煤机行走位置自动切换显示工作面采煤机、刮板机、液压支架的实时工作画面，具有视频的浏览、录象、回放和管理；井下防爆监视平台具有麦克风和喇叭，以完成与工作面的语音通话、保证整个工作队伍的通讯联络。
[0032]矿井地面上可设置有地面监视平台，放置在地面监控室内，其I路以太网接口与矿井以太环网相连，通过矿井以太环网与视频服务器相连接，以获取监视屏的视频显示数据，其监视屏自动显示采煤机附近位置及重点监视区域的实时画面，也可手动查看所有摄像头实时画面，监视平台显示屏可对存储画面的任意时段的录象回放查看；地面监视平台有麦克风和喇叭，以完成与工作面的语音通话、对工作面现场实施语言指挥。
[0033]地面监控室内可设置有上述视频服务器，其I路以太网接口与矿井以太环网相连，通过矿井以太环网与工作面矿用摄像仪相连，完成对现场监控画面的实时存储；视频服务器通过矿井以太环网与井下或地面监视平台相连接，为井下或地面监视平台提供视频显示数据；视频服务器通过矿井以太环网与工作面集控或监控系统相连，以获取采煤机位置，具有矩阵主机，通过矩阵主机来实现井下或地面监视平台显示屏监视画面的智能化，即可根据采煤机位置，自动切换采煤机位置附近的视频画面。[0034]本实用新型在传统基于工作面以太网方案的基础功能上，采用与以太网线路复用的方式，为工作面语音通话配置了一套备用的线路，在工作面以太网络通信异常或系统断电的异常情况下，可将通讯线路切换至音频信号，使系统的语音通话功仍然能正常工作，从而为在工作面异常情况时的现场指挥、通讯联络等提供更加可靠的保证。
[0035]本实用新型在传统基于工作面以太网络方案的基础功能上，为工作面沿线闭锁配置了完全独立的硬件检测线路，在工作面以太网络通信异常、软件运行异常以及系统断电的情况下，仍然不影响工作面沿线闭锁开关的操作与检测，提高了系统沿线闭锁控制的可靠性。
[0036]本实用新型内置电池组，并具有电池切换处理模块，在系统外部电源有电或外部电源掉电且无通话的情况，电池不对外供电，仅在系统外部电源掉电且有通话键按下时，电池才为12V电源I供电，为语音相关模块提供电源，以保证语音通话工作正常；因此，在掉电后，系统仅在通话中才消耗电池，只要无通话操作，则仍然不会消耗电池，较好的降低了电池供电时的整体功耗，从而延长系统在掉电时的工作时间。
[0037]本实用新型将交直流电源转换模块集成在网络接入器内，这样既简化了系统部件数量，又减少了施工和材料成本。
[0038]本实用新型采用矿用摄像仪、网络接入器、闭锁扩音电话分离的方案，矿用摄相仪可以根据工作面视频监视点的布置要求来选择安装位置；网络接入器只需完成正常互连、无需人员操作，因此可隐藏于支架内部安装，以节省空间；而闭锁扩音电话为人机界面，则需要安装在就近的、便于人员操作的位置；因此，采用部件分离的方案后，各部件可根据自身特点来灵活选择安装位置，避免了完全集成在一个产品内后产品体积过大、安装不便、无法适应空间有限的工作面现场条件的问题。
[0039]本实用新型采用矿用摄像仪、网络接入器、闭锁扩音电话分离的方案，在工作面已有或无闭锁扩音电话需求而仅有视频监控要求时，可通过摄像仪和网络接入器配置成简化系统，完成工作面的视频监控任务；在工作面已有或无视频和语音需求而仅有以太网接入需求时，可仅通过网络接入器配置成简化系统，完成工作面的以太网接入；在工作面已有或无视频监控需求，而仅有闭锁扩音通话需求时，可仅通过网络接入器和闭锁扩音电话配置成简化系统，完成工作面的沿线闭锁与扩音通话；从而，可根据客户的实际需求，灵活选择配置方式，较好的适应多样化市场需求。
[0040]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，包括矿用网络摄像仪、闭锁扩音电话、网络接入器； 所述网络接入器包括以太网交换机、第一线路切换模块和第二线路切换模块，每个所述矿用网络摄像仪连接至一个所述网络接入器中的所述以太网交换机，每个所述闭锁扩音电话分别连接至一个所述网络接入器中的两个所述线路切换模块；所述以太网交换机分别和两个所述线路切换模块连接，所述网络接入器通过两个所述线路切换模块连接至相邻的网络接入器，其中一个所述网络接入器连接至井下集控系统。
2.根据权利要求1所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述矿用网络摄像仪通过其电源通信接口连接至所述网络接入器的矿用摄像仪接口，所述矿用摄像仪接口再连接至所述以太网交换机；所述闭锁扩音电话通过其电源通讯接口连接至所述网络接入器的闭锁扩音电话接口 ；所述网络接入器包括第一邻接口和第二邻接口，每个所述网络接入器通过所述第一邻接口和第二邻接口与相邻位置的网络接入器连接。
3.根据权利要求1所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述网络接入器还包括信号转换处理模块； 所述第一线路切换模块的公共连接端与第一邻接口通过通讯线连接，所述第二线路切换模块的公共连接端与第二邻接口通过通讯线连接； 所述以太网交换机分别连接至两个所述线路切换模块的其中一个信号选择端，所述以太网交换机还与所述信号转换处理器连接，所述信号转换处理器分别连接至两个所述线路切换模块的另一个信号选择端。
4.根据权利要求3所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述闭锁扩音电话包括扩音送话模块、闭锁模块； 所述闭锁模块包括第一闭锁线和第二闭锁线，所述第一闭锁线依次通过所述闭锁扩音电话的电源通讯接口、所述网络接入器的闭锁扩音电话接口连接至所述第一邻接口，所述闭锁扩音电话中闭锁模块的第二闭锁线依次通过所述闭锁扩音电话的电源通讯接口、所述网络接入器的闭锁扩音电话接口连接至所述第二邻接口 ；所述扩音送话模块通过音频信号线连接至所述电源通讯接口。
5.根据权利要求4所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述扩音送话模块包括麦克风、喇叭及音频处理芯片，所述麦克风和所述喇叭都与所述音频处理芯片连接。
6.根据权利要求3所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述网络接入器还包括交直流电源转换模块，所述交直流电源转换模块连接至所述网络接入器的电源接口。
7.根据权利要求4所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述闭锁扩音电话还包括电源切换处理模块和电池组，所述电源切换处理模块分别与电池组、扩音送话模块的按键开关和电源通讯接口连接。
8.根据权利要求1所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，还包括地面监视平台， 所述地面监视平台通过以太网网络与所述井下集控系统连接。
9.根据权利要求1所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述矿用网络摄像仪安装有照明装置。
10.根据权利要求1所述的综采工作面视频、语音、闭锁一体化系统，其特征在于，所述矿用网络摄像仪安装有镜头雨 刷装置。
【文档编号】H04L12/24GK203554483SQ201320279737
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】陈辉, 叶创国, 黄金福, 梁海权, 余佳鑫 申请人:广州日滨科技发展有限公司