矿用4G+WiFi+泛在感知多功能基站的无线通信系统的制作方法

本实用新型属于通讯设备技术领域，具体涉及一种矿用4G+WiFi+泛在感知多功能基站的无线通信系统。

背景技术：

无线通信技术的发展先后经历了小灵通、2G、3G、4G技术，4G目前已开始正式商用。其中小灵通技术已被国家强制清频，2G技术较好的解决了语音通信问题，但是无线数据传输带宽局限性太大，几十Kbps的数据带宽无法满足数据传输要求，3G系统应运而生，3G系统的数据传输相对于2G有了很好的提高，但是数据带宽还是非常有限。4G无线通信系统的发展，在一定程度上解决了移动终端的高速数据传输问题，通过建设矿用4G无线通信系统，可解决煤矿井下高清语音通信、高速高带宽无线数据传输，扩展系统的应用带宽。目前很多煤矿上通讯使用的仍是3G无线通信系统，地面建有3G核心网和地面基站，井下建设基站，井下综采工作面等一些重要区域基本无信号覆盖，系统运行存在如下主要问题：1、地面核心网不稳定，通话质量差，使用效果让人难以满意；2、现有的3G通信系统封闭，与其他系统互不相容，无法以做到系统之间的融合，影响煤矿的信息化水平的提升；3、井下工业以太网的使用量越来越大，传统的井下工业环网，环网点较少，大量的接入设备需要布置光缆至环网点，使用不方便；4、如果通讯联络和泛在感知网络分别建立，则会造成重复投资和信息孤岛，增加系统融合成本。因此有必要提出改进。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题：提供一种矿用4G+WiFi+泛在感知多功能基站的无线通信系统，本实用新型是一套稳定性和数据业务性更好的无线通信系统及泛在感知网络系统，作为煤矿井下通讯联络、设备感知的技术保障，满足煤矿新信息化建设的形势，方便各岗位工作者通信联络需求，建立了通畅、便捷、有效、快速的井上下的通信联络。

本实用新型采用的技术方案：矿用4G+WiFi+泛在感知多功能基站的无线通信系统，包括井上地面机房设备、地面无线基站、井下多功能基站设备和移动终端，所述井上地面机房设备包括4G核心语音交换机、4G综合业务平台、网管服务器、录音服务器、触摸屏调度台和网络交换机；所述井下多功能基站设备包括多个交换机和设于井下各个场所的4G+WiFi+泛在感知多功能基站；所述4G核心语音交换机与4G综合业务平台电连接，所述4G综合业务平台与网络交换机电连接，所述网管服务器、录音服务器、触摸屏调度台均与4G核心语音交换机和网络交换机电连接，所述地面无线基站通过光纤与网络交换机连接，所述网络交换机通过光纤与交换机连接，所述交换机通过光纤与4G+WiFi+泛在感知多功能基站连接，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站自身具有千兆模块且可以实现自组环；所述移动终端与其附近的4G+WiFi+泛在感知多功能基站无线连接。

其中，所述移动终端包括智能手机和无线摄像仪，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站中的4G用于无线语音通讯和智能手机的数据传输，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站中的WiFi用于终端设备的接入和数据传输；所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站附近的摄像仪可就近通过网线直接接入基站，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站通过can总线接入井下广播分站。

进一步地，所述地面无线基站包括地面基站控制器和地面大功率基站。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本方案中建立了一套适应于煤矿的4G+WiFi+泛在感知多功能基站的无线通信系统，同时实现4G和wifi信号的覆盖，支持wifi终端设备的无线接入，实现地面和井下的高清语音通信，视频通话、短消息、数据业务功能，具备呼叫、强插、强拆、转接、监听、组呼、会议调度、录音和管理功能；实现井下系统之间的融合，多功能基站可以接入音视频、广播、定位等系统设备，实现底层之间的融合；具备中继对接功能，实现与调度、行政的互联互通，具备权限的号段可以出局通话，与外部电话进行通信联络；

2、本方案建设开放式泛在感知网络系统，实现井下千兆工业环网、有无线数传网络的全面覆盖，在此基础上，只需增加少量传感器，即可支持大型设备定位、数据传感功能，支持胶轮车信号的控制指挥功能，支持广播、定位、视频等总线类、网络类设备传感器的综合接入与传输功能，使矿用通讯系统功能多样化。

附图说明

图1为本实用新型的系统构架图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，矿用4G+WiFi+泛在感知多功能基站的无线通信系统，包括井上地面机房设备1、地面无线基站8、井下多功能基站设备9和移动终端13，所述井上地面机房设备1包括4G核心语音交换机2、4G综合业务平台3、网管服务器4、录音服务器5、触摸屏调度台6和网络交换机7；所述井下多功能基站设备9包括多个交换机10和设于井下各个场所的4G+WiFi+泛在感知多功能基站11；所述4G核心语音交换机2与4G综合业务平台3电连接，所述4G综合业务平台3与网络交换机7电连接，所述网管服务器4、录音服务器5、触摸屏调度台6均与4G核心语音交换机2和网络交换机7电连接，所述地面无线基站8通过光纤与网络交换机7连接，所述网络交换机7通过光纤与交换机10连接，所述交换机10通过光纤与4G+WiFi+泛在感知多功能基站11连接，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站11自身具有千兆模块且可以实现自组环；所述移动终端13与其附近的4G+WiFi+泛在感知多功能基站11无线连接。

其中，所述移动终端13包括智能手机15和无线摄像仪16，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站11中的4G用于无线语音通讯和智能手机15的数据传输，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站11中的WiFi用于无线摄像仪16的接入和数据传输；所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站11附近的摄像仪可就近通过网线直接接入基站，所述4G+WiFi+泛在感知多功能基站11通过can总线接入井下广播分站12。

本实用新型中选择4G+WiFi+泛在感知多功能基站11的技术路线进行方案设计，一个基站完成4G和wifi的覆盖，4G用于无线语音通信和手机的数据传输，wifi主要用于终端设备(如无线摄像仪、车载调度)等的接入和数传。

本系统选择带宽最高、使用范围最广、技术最成熟的FDD-LTE制式作为4G覆盖，充分考虑井下生产工作环境，信号覆盖好，通话质量好，抗干扰性强，可同时完成4G和wifi信号的远距离覆盖，具有业务丰富、高安全性、高可靠性、技术先进、扩展能力强等特点，依托地面和井下环网，可以增加广播、无线摄像仪、有线摄像仪来实现对视一体化调度、广播视频联动调度、能够满足矿方日后多系统融合需求。

本系统网络传输上以成熟的工业以太网为传输方式，兼容性强，其他系统可以接入。

下面对本系统中主要设备进行说明：

1、4G+WiFi+泛在感知多功能基站11：优选采用KT162-F1矿用本安型无线基站，主要由4G控制模块，wifi模块，CAN模块、泛在感知模块、控制模块、环网模块、定位模块，供电模块，定向天线等组成，可实现数据交换、射频光信号和射频电信号转换、4G语音和数据处理、自动化设备的参数传输及远程控制等总线类、网络类设备传感器的综合接入与传输等功能，主干与分支线路的基站全支持千兆组环；可以实现4G和wifi信号的同步覆盖，基站自身具有千兆模块，可以自组环；同时基站附近摄像仪可就近通过网线接入基站，完成数据传输，也支持4G、wifi无线摄像仪的接入；基站可具备can接口，直接与煤矿现有井下广播分站通过can总线进行接入，实现井下的融合；具备定位、视频、移动终端、自动化设备的参数传输及远程控制等总线类、网络类设备传感器的综合接入与传输功能。

2、井上地面机房设备1中的4G核心语音交换机2和4G综合业务平台3采用核心语音交换机BL-8000B-LTE和4G综合业务平台BL-MG-4000，将分布在各个区域工作人员的语音和数据集成在一个网络进行通信，对系统内无线手机、语音网关下的固定电话一体化调度功能，支持井上、井下移动电话漫游通话，并能够通过中继对接等方式使传统的调度电话系统融入到新的通信网络，实现生产、调度、行政等多类电话的互联互通。

其中，BL-8000B-LTE核心语音交换机采用先进的软硬件技术、电信级的设计，保证了设备的稳定以及可靠性；支持有线、无线终端的统一调度，实现组呼、群呼、强插、强拆、会议、录音、监听等功能；同时支持SIP等多种信令接入方式，实现了语音、数据和增值业务的融合，是矿山企业用户生产调度、通信等综合业务的基础平台。系统采用集中方式部署，提供签约数据管理、鉴权管理、移动性管理、会话管理、承载管理及数字集群业务等相关功能，并通过外接管理系统实现集群系统的调度功能。

3、网管服务器4作为基站的全面管理，系统可以对网内的不同调度机统一网管配置，同时强大的运行日志，可以清楚记录设备的运行和操作状态，大大降低运行维护的成本，具备系统管理、分组管理、帐号管理、权限管理等功能；井下基站的日常维护与管理。同时还能够有效地将音频、视频和数据业务综合起来，能为用户提供完善的多媒体业务解决方案。

4、录音服务器5实现7*24小时全局录音，采用全数字录音，音质采用G.711标准，是电信级通话音质，能对系统内所有分机、环路中继及数字中继进行实时在线录音；采用大容量硬盘作为存储介质，录音时间长达18000小时；采用WEB登陆在线录音系统的访问方式，查询通话记录和录音文件的播放，能按时间和分机号进行查寻、播放任意时段的历史语音数据。

5、触摸屏调度台6，采用22英寸触摸屏调度台，用以太网口与调度主机连接，用以完成调度机系统特别需要的功能，如一键到位呼叫用户、强插、强拆等；22英寸触摸大屏，简单易用的图形化界面，实时显示系统用户状态，尽可能得将更多的通信调度信息显示在调度员面前。

6、网络交换机7是4G地面大功率基站、矿用本安型无线基站通过光缆级联后就近接入光端机，光端机通过光纤与地面交换机进行连接。

7、地面无线基站8由地面无线基站控制器BLKT-BSC-1800和地面大功率基站BLKT-BS-1800组成；其中BLKT-BS-1800地面大功率基站由4G基带控制模块、射频模块、供电模块、拉远天线等组成，可实现数据交换功能、射频光信号和射频电信号转换、4G语音和数据处理等功能。

本系统优势：1、井上井下双融合，井下采用4G+wifi一体化基站，支持标准的以太网通讯接口，可以接入其他系统或设备，具备can接口，可以就近接入广播，与地面建立通信，通用的wifi功能可以接入车载终端、wifi手持设备等。地面采用一体化融合平台，可以接入无线、有线、广播、视频等，后期可以扩展接入人员定位以及其他子系统，在一个平台进行展示并通信联动。2、实时监测基站、交换机的在线状态，是否异常、供电情况等；协助工作人员实时监测设备运行状态，掌握设备故障点，减轻维检人员工作量，提升系统设备运维效率。3、千兆数字化传输，融合基站自身具有千兆工业以太网传输模块，基站之间可以组成光纤环网系统，其中任何两台基站之间的光纤断路，或是出现故障，信号同样可以从另一个通路达到链路中的所有交换机，不会因为光纤的断路导致整个网络的瘫痪；4、拓展性强，Wifi具有通用的协议标准，后期可以扩展车载通信、wifi对讲机，以及基于wifi技术的各类应用；为其他系统提供应用传输通道，如现有的安全隐患系统，可在手持终端安装APP，利用建设好的4G+wifi通道，完成与地面数据中心的实时连接，数据同步更新，包括日后可能会扩建的机电设备管理、移动信息平台等，都可以借助与现有通道。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。