一种灾害矿井应急通信系统及人员定位系统的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种灾害矿井应急通信系统及人员定位系统。

背景技术：

随着矿山通信系统的日益普及，包括调度通信、无线通信、ip广播、视频通信、视频会议、公网通信等诸多通信系统已相当普遍。当前多种井下通信联络系统以及人员定位系统，通常都是单独招标、独立组网、独立建设，系统与系统之间没有关联。由此造成了施工工作量大、重复走线、工程周期长、重复施工、使用复杂，维护困难，故障定位困难，各种设备体积大，占据井下巷道空间较多，影响巷道整齐和美观，人员维护量较大。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种灾害矿井应急通信系统及人员定位系统，旨在解决现有技术中,各个子系统彼此之间没有关联、太过分散从而造成故障定位困难、占用井下巷道空间较多的技术问题。

本发明提出了一种灾害矿井应急通信系统及人员定位系统，包括有线电话系统、ip应急通信广播系统、3g无线通信系统、高精度人员定位系统、wifi热点通信系统和以太网交换系统，其特征在于，所述有线电话系统、ip应急通信广播系统、3g无线通信系统、高精度人员定位系统、wifi热点通信系统和以太网交换系统融合形成综合分站。

进一步地，所述3g无线通信系统为td-scdma无线通信系统。

进一步地，所述wifi热点通信系统采用ieee802.11标准，传输速率大于等于150mbit/s。

进一步地，所述高精度人员定位系统为zigbee无线通信定位系统。

进一步地，所述综合分站集成在固定箱内，所述固定箱包括箱体、端盖、卡板、固定板；

所述端盖盖合在所述箱体上方，所述端盖上设置有把手；

所述固定板设置四个，竖直设置在所述箱体内部，所述固定板外侧壁与所述箱体内侧壁形成收纳腔室，所述收纳腔室用以设置接插件。

所述卡板水平固接在所述固定板之间，且设置有多层。

进一步地，所述卡板第一层为备用层；第二层放置有人员定位板和485接口板；第三层放置有耦合器和模拟网关；第四层放置有无线ap卡、音频功放和广播板；第五层放置有合路器；第六层放置有交换机卡板；第七层放置有3g基站板卡；第八层放置有光纤冗余盘。

进一步地，所述箱体左右两侧分别设置有电源接口组，左侧的电源接口组包括li-l12、右侧的电源接口组包括r1-r12，其中，l1、l2、r1、r2为光纤接口；r3、r4为电源接口；r5、r6为电缆接口；l3、l4、l5、l6为以太网fe电缆接口；l11、r11、l10、r10为射频接口；l11、r11、l7、l8、r7、r8为备用接口。

与现有技术相比，本发明实施例提出的灾害矿井应急通信系统及人员定位系统通过集成有线电话系统、ip应急通信广播系统、3g无线通信系统、高精度人员定位系统、wifi热点通信系统和以太网交换系统，使得各个子系统之间彼此关联，集成度高，且占用井下空间小，定位更加精准。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的灾害矿井应急通信系统及人员定位系统的组成示意图；

图2为本发明实施例提供的灾害矿井应急通信系统及人员定位系统的逻辑框图；

图3为本发明实施例提供的固定箱的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的卡板上各个硬件的分布示意图；

图5为本发明实施例提供的电源接口组的分布示意图；

图6为本发明实施例提供的固定箱内部的接线示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1，由图可知,本发明实施例提出了一种灾害矿井应急通信系统及人员定位系统，包括有线电话系统、ip应急通信广播系统、3g无线通信系统、高精度人员定位系统、wifi热点通信系统和以太网交换系统，有线电话系统、ip应急通信广播系统、3g无线通信系统、高精度人员定位系统、wifi热点通信系统和以太网交换系统融合形成综合分站。与现有技术相比，本发明实施例的各个子系统彼此之间融合，集成度高，定位准确且占用空间小。

本实施例中，3g无线通信系统采用td-scdma无线通信技术，td-scdma无线通信技术综合采用了联合检测、智能天线和上行同步等先进技术，系统内的多址和多径干扰得到了极大缓解，从而有效地提高了频谱利用率，进而提高了整个系统的容量。具有频谱效率高，通信距离远，灵活高效承载非对称数据业务的优点；wifi热点通信系统采用ieee802.11标准，传输速率达到150mbit/s或更高，具有传输带宽宽、便于接入有限宽带网络、设备体积小、发射功率小等优点，可满足监控数据、语音和图像多种信息实时传输的要求；ip应急通信广播系统是基于tcp/ip以太网络的数字化的广播技术，ip网络广播技术在物理上与ip网络完全融合，可实现传统广播系统对应得各项功能，并借助tcp/ip网络的优势，对比普通模拟广播技术在内容局限、空间局限和功能局限等方面均作出了相关突破；高精度人员定位系统采用zigbee无线通信技术，zigbee无线通信作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此，可以用来进行井下人员的定位。

本实施例中，各系统的技术参数如下：

3g无线通信系统参数：

a）与配接手机的最远通信距离：≥200m；（空旷无遮拦处）

b）单个基站同时通话手机数:14部；

c）工作频段：1880～1920mhz2010～2025mhz；

d）无线调制方式：qpsk；

e）无线传输协议：td-scdma；

f）发射场强：-60dbm/m～-30dbm/m；

g）接收灵敏度:≤-80dbm/m

wifi热点通信系统：

a）通讯协议：ieee802.11b/g/n；

b）工作信道：13个信道（根据需要通过计算机登录基站配置软件，在配置软件上手动设置其中1个为工作信道）；

c）工作频率：2.401～2.483ghz；

d）发射场强：14-18dbm；

e）接收灵敏度：≤-70dbm/m；

f）调制方式：dsss、ofdm；

g）基站与手机通信距离：≥200m（与手机通讯范围内无遮挡物）。

ip应急通信广播系统：

a）在话站的正面用声计器测试正在广播的话站音量，此时话站扩音响度不小于100db（a）。

b）语音清晰度：话站在90db（a）的噪声环境下语音清晰度≥70%。

高精度人员定位系统：

a）通信协议：无线个域网zigbee；

b）工作频率：2405mhz～2485mhz；

c）接收灵敏度：-75dbm/m；

d）无线通信距离：不小于50m；

e）并发识别数量:不小于80张标识卡；

f）最大位移速度：5m/s；

g）测距精度小于10米。

以太网交换系统：

a）接口数量：1路；

b）传输方式：半双工、rs485、双极性；

c）传输速率：1200bps；

d）传输距离：10km(采用mhybv煤矿用信号电缆，导体截面不小于1.5mm2)；

e）信号工作电压峰峰值：2v～15v。

有线电话系统：

a）编码方式：g.711,g.723.1,g.729a

b）收号方式：inbrand,rfc2833和signal

c）网络接口：10/100base-tx

继续参阅图1和图2，由图可知，本发明提出的灾害矿井应急通信系统及人员定位系统分为井上部分和井下部分，井上部分和井下部分通过地面环网相连接，井上部分包括人员定位系统、3g无线通信系统和ip应急广播系统的地面核心设备，其中，人员定位系统的人员定位服务器、3g无线通信系统的3g核心网和ip应急广播系统的ip广播服务器分别和核心交换机相连接，核心交换机还连接于指挥调度中心和显示屏，显示屏用以显示人员定位系统中测得的井下人员位置；井下部分将原有的三套井下设备即人员定位系统、3g无线通信系统、ip应急通信广播系统集成在一起，呈环网形式分布，当其中一路断电时，不影响其他设备的使用。可靠性得到了提高，其原理为，核心交换机的ip交换模块分别和网关、人员定位系统、wifi热点通信系统、3g无线通信系统相连接，其中，网关还和防爆电话机相连接，实现防爆电话机的通信，人员定位系统通过人员定位卡对井下员工实现定位，wifi热点通信模块和功分器以及3g无线通信系统相连接，其中3g无线通信系统还和ip交换模块以及功分器相连接。

参阅图3、图4，综合分站固定箱包括箱体1、端盖2、卡板3、固定板4，其中，端盖2盖设在箱体1上方，端盖2上方设置有把手21，固定板4设置四个，竖直设置在箱体1内部，固定板4外侧壁与箱体1内侧壁形成收纳腔室41，收纳腔室41用以设置接插件，卡板3水平固接在固定板4之间，且设置有多层，形成若干卡接平台，各个卡接平台自上而下依次放置备用槽位、人员定位板和485接口板、耦合器和模拟网关、无线ap卡和音频功放和广播板、合路器、交换机卡板、3g基站板卡、光纤冗余盘。其中，光纤冗余盘用于通信分站光纤连接；3g基站卡用以实现3g信号无线接入功能和以太网数据传输功能；无线ap卡用以实现wifi信号无线接入功能；人员定位板用以实现高精度人员定位信号的无线接入功能；广播板、音频功放和三防扬声器共同实现广播功能；模拟网关、耦合器与外接的本安话机共同实现有线电话功能；合路器将3g无线信号与wifi无线信号合并后连接到外部天线，以减少天线数量；交换机板卡负责将人员定位卡、无线ap卡、模拟网关和485接口板连接到3g基站卡的以太网传输通道上，同时还对外提供2光4电fe有线接口；485接口板实现2路对外485接口信号转换为以太网信号功能；备用槽位为综合分站保留了扩展能力，可根据用户的需求安放相关模块。

参阅图5和图6，其具体接线图如图6所示，在本实施例中，箱体两侧的各个接口使用规划如下，为方面描述，现对箱体两侧的各个接口进行编号，左侧的编号l1-12，右侧的编号r1-12。

光纤接口：两边最下面的4个大喇叭接口（l1、l2、r1、r2），包括基站之间的级联光纤和基站对外提供的2个以太网fe光纤接口；

电源接口：右边中间的2个大喇叭接口（r3、r4）用于连接6路本安电源，每个接口通过6芯电缆连接3路本安电源；

电缆接口：右边上面的2个大喇叭接口（r5、r6）分别用于连接2路485电缆和本安话机；以太网fe电缆接口：左边中间和上面的4个大喇叭接口（l3、l4、l5、l6）用于基站对外的4路以太网fe电缆接口；

射频接口：3g和wifi合路信号通过两边各一个射频天线接口（l11、r11）连接到2个天线上；两路高精度人员定位信号通过两边各一个射频天线接口（l10、r10）连接到2个天线上；

备用接口：2个射频天线接口（l11、r11）备用；4个小喇叭接口（l7、l8、r7、r8）备用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。