[發明專利]一種礦用應急救援多功能通信節點

在審

• 申請號: 201711214586.1
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107820220A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 劉景勇;霍羽;梁作生;單成方;李亞鋒;萬威
• 申請（專利權）人: 拜城縣眾維煤業有限公司;武漢理工大學;徐州中礦數字化礦山技術研究院
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W4/90;G08C17/02;H04W4/02;G08C19/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于礦山應急救援技術領域，尤其涉及一種礦用應急救援多功能通信節點。

背景技術

礦山發生災變事故后，尤其是發生火災、瓦斯突出和爆炸事故時，由于事故現場供電中斷，通風系統被破壞造成空氣成分發生變化，已不適于正常呼吸。井下通信線路和設施可能遭受到部分或毀滅性的破壞，造成通信受阻。事故現場的情況只能由佩戴氧氣呼吸器的救援隊員進入災區偵察才能掌握，準確查明事故的性質、范圍、遇險、遇難人員數量和位置，以及通風、瓦斯、粉塵、有毒有害氣體、溫度等情況，其偵察的結果是搶險指揮部全面了解災情和正確決策的重要依據，也是礦山救護隊全面了解災情，實現安全救援的重要保證。偵察后及時定位被困礦工的準確位置，對搜救和救援行動十分必要，有助于救援隊在第一時間到達準確地點，拯救被困礦工的寶貴生命。

現有礦山應急救援領域存在以下技術難題：現有傳感器在災變環境中適應能力較差，發生事故后在災區的信息傳輸能力不強、災害預警系統覆蓋不全、災變信息響應不及時；應急救援現場通信頻點資源需求量大，不同通信設備及應急指揮通信管理系統間通訊標準和通信模式不兼容；救援通信終端防水、防爆、防高溫性能差，應急救援對講機等通信設備功能較少、固定不便、發射功率低、通信距離短、抗干擾能力弱；礦井通信系統發生事故時易受破壞，現有礦用隔爆或隔爆兼本安型透地通信系統便攜性差、安全性、可靠性不夠高；無線網絡節點設備通信距離短、抗干擾能力弱、靈敏度低、續航時間較短，長距離光纖通信受制于救援人員一次可攜帶的通信光纜長度有限而難以實現；現有通訊系統線纜笨重、有線通信系統與無線通信系統之間不能自行融合；現有各類應急救援平臺通信方式單一、功能分散、信息與數據分析能力差、智能化程度低，應急救援平臺與災區偵查設備間缺乏高效互聯，缺乏救援決策先進技術手段；現有生命探測技術難以對遇難人員進行探測與搜索定位；RFID識別卡不能實現對井下人員地理坐標位置的精確定位等問題。

在災難面前，“通信拯救生命”是一條首要的應急準則，通過快速搭建基于信號線與電源線復合線纜和無線自組網的應急救援通信系統信息平臺，偵察事故現場準確情況，為現場救援指揮提供數據支持，保證現場救援工作有序展開，避免救援隊員自身傷亡，實現安全救援。礦用多功能通信節點在礦山應急救援通信系統中是個關鍵設備，本發明基于以上背景產生。

發明內容

為了克服現有礦山應急救援通信技術中存在的不足，本發明提供一種礦山應急救援多功能通信節點，能夠在災后快速敷設應急救援通信系統，使不同通信設備異構互聯，實現雙向語音通信和無線廣播、視頻傳輸功能；實時采集事故現場環境瓦斯、一氧化碳、氧氣等參數；實時監測救援人員和被救援人員的生命體征參數，為地面和井下救援指揮提供實時準確決策依據。

為實現上述目的，本發明的一種礦用應急救援多功能通信節點，包括供電控制單元、CPU中控單元、無線收發單元、網絡接口單元和若干定位終端組成；

所述供電控制單元為DCDC控制芯片與LDO芯片配合組成，提供穩定可靠的供電保證，實現穩定的3.3V/3A直流電流及1.2V/1A直流電流供應，其采用復合線纜供電，供電距離不小于1Km，節點間的距離部署時不超過50m，第一個節點由專用供電電源提供， 1Km之內的節點供電采用數據線的饋電提供，超過1Km時起始節點采用復合線纜的供電電纜，以后節點采用數據線的饋電提供；

所述CPU中控單元核心由MT7620及配套DDR芯片組成，實現數據的核心處理即交換功能，為上行數據端口和下行數據端口提供數據的處理與交換、并實現應急救援多功能通信節點的管理；

所述無線收發單元為無線數據的接收與發送，無線收發單元實現無線數據的濾波、整形、信號放大，無線收發單元實現數據與CPU中控單元及網絡接口單元直接的數據傳輸通道；

所述網絡接口單元由上行數據接口及下行數據接口組成，實現有線數據的上下行傳輸的接口，組建成完整的上下行數據傳輸通道；

所述定位終端根據井下人員、車輛、設備配備不同類型，無線收發單元實時采集定位終端的無線信號，CPU中控單元通過自主濾波算法快速捕捉定位終端位置，在線纜覆蓋范圍內全程定位，通過定位終端的移動軌跡判斷出入井方向，定位終端靜止狀態下實時定位精度2米內。

優選的，所述供電控制單元提供的直流供電電壓紋波不大于10mV。

優選的，所述CPU中控單元的軟件系統基于Linux操作系統，CPU中控單元支持兩路100/1000Mbps以太網數據的交換處理。