[發明專利]基于超低頻電磁波的鉆地無線通訊系統

在審

• 申請號: 201611036484.0
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106712796A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王偉濤;劉斌;張毅
• 申請（專利權）人: 河南嘉旭電子科技有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無線通訊領域，主要涉及一種基于超低頻電磁波的鉆地無線通訊系統。

背景技術

地下深層工程作業是一項非常艱苦的工作，都是吃苦耐勞的工人在從事。雖然此行業的安全標準非常高，但仍然存在很大的危險性。每個地下深層工作人員都知道事故隨時都可能發生，所以我們需要盡全力保證他們的安全。但是意外事件時有發生，尤其是需要應急通訊聯系時，線路中斷，造成地下作業工程通訊癱瘓，此時就需要一種可以透地穿巖的電磁波來實現無線通訊。

電磁波可以按照頻率分類，從低頻率到高頻率，包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和伽馬射線等等。只要是本身溫度大于絕對零度的物體，都可以發射電磁輻射，而世界上并不存在溫度等于或低于絕對零度的物體。

不同電磁波有不同的頻率，已知電磁波波長的計算公式：λ＝v*(1/f)，對任何情況恒成立，其中v是波速，f是頻率，λ是波長，由此可以看出，超低頻電磁波的波長較長，具有很強的穿透性。

超低頻電磁波是指頻率在3～30千赫(KHz)之間，波長在100～10km之間的電磁波，由于其對金屬、土層等介質具有良好的穿透性，可以用于示蹤定位系統中。當所有其他通訊手段都不能使用時，基于超低頻電磁波的鉆地無線通訊系統，利用甚低頻(VLF)電磁輻射和數字音頻壓縮技術為包括瓦斯煤礦在內的地下危險環境提供雙向語音和文本內容的通訊技術，能作為最后通訊的解決方案。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于超低頻電磁波的鉆地無線通訊系統，可以不依靠地面或礦井內的其他基礎設施，獨立提供礦難后雙向的緊急語音或者文本通訊手段，此系統在有沉積層和斜坡等不方便或者不能對被困人員進行直接定位的情況下，可發揮同樣的作用。

本發明實現上述目的所采取的技術方案是：一種基于超低頻電磁波的鉆地無線通訊系統，包括地上通訊終端和地下通訊終端，所述地上通訊終端和地下通訊終端通過無線網絡連接，所述地上通訊終端包括主控制器、信號放大器、無線發射模塊、顯示模塊、操作鍵盤和耳麥，所述主控制器的輸出端分別和無線發射模塊、顯示模塊、操作鍵盤和耳麥的輸入端相連；所述地下通訊終端包括主控制器、供電電源、信號放大器、無線發射模塊、顯示模塊和用戶操作盒，所述主控制器的輸出端分別和無線發射模塊、顯示模塊和用戶操作盒的輸入端相連，所述用戶操作盒與耳麥、無線鍵盤相連接。

優選的，所述地下通信終端的主控制器和供電電源通過防爆認證電纜連接。

優選的，所述地下通信終端的主控制器和顯示模塊集成設置于通訊主機上且安裝在隔爆機箱中。

優選的，所述地下通訊終端的信號放大器、無線發射模塊和用戶操作盒均安裝有隔爆外殼。

本發明是一個獨立的鉆地無線通信系統，可以不依靠地面或礦井內的其他基礎設施，獨立提供礦難后雙向的緊急語音或者文本通訊手段，可以為不同深度的礦井提供服務，在出現礦難沒有其他任何通訊手段的緊急情況下，受困礦工可以高效的同礦山緊急反應單位及救援人員取得聯系，確定被困位置和狀態。

此鉆地無線通信系統由至少一個地上通訊終端和地下通訊終端組成，兩者一一對應，具體操作是：礦難應急人員將一個地上通訊終端設備放置在地面對應位置，這里可以接收到地下通訊終端設備的信號，以便與被困礦工建立雙向通訊，一旦通訊連接成功，救援人員將可以和被困礦工通過語音和文本進行交流，或者被困礦工可以打開地下通訊終端設備，發射無線信號至地面，這樣可以提醒救援人員，以便鎖定被困位置。

此鉆地無線通信系統在有沉積層和斜坡等不方便或者不能對被困人員進行直接定位的情況下發揮同樣的作用。鑒于地下通訊終端設備是可以移動的，單元體可以有規劃的放置在逃生路線或者緊急避難室中。隨著礦井規模的發展，可以另外添置MSC單元，或者重新放置已有單元。

此鉆地無線通信系統可以在地下通訊終端上裝配礦工緊急無線電(Miner Emergency Radio，MER)接口，允許礦工可以通過一個選擇開關，連接其緊急無線電(MER)頻道，同地面進行直接溝通。

采用上述技術方案所帶來的有益效果在于：本發明利用超低頻電磁波對金屬、土層等介質的良好穿透作用，僅依靠無線收發即可實現語音或文本通訊，對于礦石地面至礦井采集區的無線通訊聯絡，具有方便、安全、可靠的優點。

附圖說明

圖1是本發明的系統示意圖

圖2是地上通訊終端的結構示意圖

圖3為地下通訊終端的結構示意圖

具體實施方式