一种振动和无线双冗余应急通信的设备制造技术

本发明专利技术公开了一种振动和无线双冗余应急通信的设备，包括核心CPU、发射机电路、接收机电路；所述发射机电路包括发射机输入电路、发射机输出电路，所述接收机电路包括接收机输入电路、接收机输出电路；均采用轨道振动信号通道和无线信道双冗余通道作为信息传输通道。本发明专利技术的目的在于为解决隧道类塌方矿难事故发生时，坑道被堵塞，通信设施损坏，常规有线、无线通信网络不能正常工作的问题，利用轨道振动信号通道和无线信道双冗余通道作为信息传输通道，实现救灾队伍与被困人员的语音通信、文本通信，使救援人员及时获取准确的事故现场信息，采取最优救援方案，达到减小人员伤亡与财产损失的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种振动和无线双冗余应急通信的设备
本专利技术涉及一种矿难应急通信设备，尤其涉及一种基于轨道振动信号通道和无线信道的振动和无线双冗余应急通信的设备。
技术介绍
进入21世纪以来，我国对于能源：如煤、石油、天然气等的需求与日俱增。然而，随着对能源开采与基础建设投入的加大，各种矿难生产事故也频频发生，成为阻碍中国经济快速发展的障碍之一。当矿难发生后，原有井下常规通信设备基本无法使用，经常是完全瘫痪。作为煤矿正常生产时使用的有线电缆的通讯方式，会因为电缆易受挤压而发生形变、断裂、短路，中继设备易受到损坏而造成通信中断。而室外使用的无线电磁的通讯方式，由于电波穿透能力有限，发生煤矿事故时，巷道堵塞，设备损坏等导致电波不能得以传播，单纯依靠有线或者无线一种通信方式，很难真正实现救援人员与矿工的通信。而轨道在坑道中是比较常见的设施，因此可以选择轨道作为振动信号通信信道，进行信息的传输。同时考虑到轨道之间的缝隙在事故时候由于形变等原因可能会加大，导致振动信号衰减过大，所以在原有的轨道缝隙处采用短距离无线收发和在振动通道双侧振动的通信方式进行信号的转发，使设备具有中继功能。在通常情况下，坑道堵塞不太可能发生完全堵塞的情况，此时使用无线信道进行通信能够更快，更安全的进行信号传输。因此使用轨道振动信号信道和无线传输信号互为冗余通信信道的应急通信系统，可以更好的保障通信的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种解决上述问题，克服电缆易受挤压而发生形变、断裂、短路，中继设备易受到损坏而造成通信中断，能及时进行通信的基于轨道振动信号通道和无线信道的振动和无线双冗余应急通信的设备和方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种振动和无线双冗余应急通信的设备，包括核心CPU、发射机电路、接收机电路；所述发射机电路包括发射机输入电路、发射机输出电路；所述发射机输入电路包括语音获取装置和文本获取装置、所述语音获取装置经语音信号调理电路、第一A/D采集电路与核心CPU连接，所述文本获取装置直接与核心CPU无线通信；语音信号经语音获取装置转换为电信号，由语音信号调理电路滤波后，再由第一A/D采集电路采样，采样后的语音信号发送至核心CPU，所述核心CPU将采样后的语音信号进行码激励线性预测编码，编码后的数据IP成帧形成，所述文本信号经文本获取装置发送至核心CPU，由核心CPU直接IP成帧；所述发射机输出电路包括轨道通信发射模块和无线通信发射模块，所述轨道通信发射模块包括依次连接的FSK调制电路，发送信号调理电路和激振器，所述FSK调制电路与核心CPU连接，所述无线通信发射模块包括第一RF模块，所述第一RF模块一端经RS-232接口与核心CPU连接，另一端连接一天线；IP成帧后的信号同时经轨道通信发射模块和无线通信发射模块发送，所述轨道通信发射模块中，IP成帧后的信号经FSK调制电路进行FSK调制，再经发射信号调理电路进行功率放大，最后送到激振器中以驱动激振器敲击轨道，产生振动信号；所述无线通信发射模块中，IP成帧后的信号经第一RF模块发射；所述接收机电路包括接收机输入电路、接收机输出电路；所述接收机输入电路包括轨道通信接收模块和无线通信接收模块；所述轨道通信接收模块包括重力加速度传感器，所述重力加速度传感器经调理电路和第二A/D采集电路与核心CPU连接，所述无线通信接收模块包括第二RF模块，所述第二RF模块一端连接一天线，另一端经RS-232接口与核心CPU连接；其中重力加速度传感器用于获取振动信号并转化为电信号，经调理电路进行幅度放大，噪声滤除，再经第二A/D采集电路进行数模转换，送入核心CPU中进行FSK解调，解调后的数据再进行解帧处理，第二RF模块经天线获取无线第一RF模块发射的信号，并送入核心CPU进行解帧处理；所述接收机输出电路包括与核心CPU连接的语音播放器和一显示器，所述语音播放器用于播放解帧处理后的语音信号，所述显示器用于显示解帧处理。作为优选：所述天线为SMA鞭状天线，所述FSK调制电路采用AD9852芯片，所述第一RF模块和第二RF模块均采用集成化JZX891无线数传模块。作为优选：所述语音信号调理电路使用抗混叠滤波器，用于滤除50KHz以上的信号；所述第一A/D采集电路的采样频率为100K，采样位数为10bits。作为优选：IP成帧时，帧长度为512个字节，帧净荷的第一个字节设置为发送方式，“0”表示发送方式采用振动通道，“1”表示发送方式采用无线通道，第2个字节代表发送信号振幅强度，第3个字节表示信息格式，“0”为文本，“1”为语音，其它净荷数据为实际有效数据。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：解决隧道类塌方矿难事故发生时，坑道被堵塞，通信设施损坏，常规有线、无线通信网络不能正常工作的问题，利用轨道振动信号通道和无线信道双冗余通道作为信息传输通道，实现救灾队伍与被困人员的语音通信、文本通信，使救援人员及时获取准确的事故现场信息，采取最优救援方案，达到减小人员伤亡与财产损失的目的。附图说明图1为本专利技术整机框图；图2为发射机电路的电路原理图；图3为接收机电路的电路原理图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1：参见图1到图3，一种振动和无线双冗余应急通信的设备，包括核心CPU、发射机电路、接收机电路和轨道；所述发射机电路包括发射机输入电路、发射机输出电路；所述发射机输入电路包括语音获取装置和文本获取装置、所述语音获取装置经语音信号调理电路、第一A/D采集电路与核心CPU连接，所述文本获取装置直接与核心CPU无线通信；语音信号经语音获取装置转换为电信号，由语音信号调理电路滤波后，再由第一A/D采集电路采样，采样后的语音信号发送至核心CPU，所述核心CPU将采样后的语音信号进行码激励线性预测编码，编码后的数据IP成帧形成，所述文本信号经文本获取装置发送至核心CPU，由核心CPU直接IP成帧；所述发射机输出电路包括轨道通信发射模块和无线通信发射模块，所述轨道通信发射模块包括依次连接的FSK调制电路，发送信号调理电路和激振器，所述FSK调制电路与核心CPU连接，所述无线通信发射模块包括第一RF模块，所述第一RF模块一端经RS-232接口与核心CPU连接，另一端连接一天线；IP成帧后的信号同时经轨道通信发射模块和无线通信发射模块发送，所述轨道通信发射模块中，IP成帧后的信号经FSK调制电路进行FSK调制，再经发射信号调理电路进行功率放大，最后送到激振器中以驱动激振器敲击轨道，产生振动信号；所述无线通信发射模块中，IP成帧后的信号经第一RF模块发射；所述接收机电路包括接收机输入电路、接收机输出电路；所述接收机输入电路包括轨道通信接收模块和无线通信接收模块；所述轨道通信接收模块包括重力加速度传感器，所述重力加速度传感器经调理电路和第二A/D采集电路与核心CPU连接，所述无线通信接收模块包括第二RF模块，所述第二RF模块一端连接一天线，另一端经RS-232接口与核心CPU连接；其中重力加速度传感器用于获取振动信号并转化为电信号，经调理电路进行幅度放大，噪声滤除，再经第二A/D采集电路进行数模转换，送入核心CPU中进行FSK解调，解调后的数据再进行解帧处理，第二RF模块经天线获取无线第一RF模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动和无线双冗余应急通信的设备，其特征在于：包括核心CPU、发射机电路、接收机电路；所述发射机电路包括发射机输入电路、发射机输出电路；所述发射机输入电路包括语音获取装置和文本获取装置、所述语音获取装置经语音信号调理电路、第一A/D采集电路与核心CPU连接，所述文本获取装置直接与核心CPU无线通信；语音信号经语音获取装置转换为电信号，由语音信号调理电路滤波后，再由第一A/D采集电路采样，采样后的语音信号发送至核心CPU，所述核心CPU将采样后的语音信号进行码激励线性预测编码，编码后的数据IP成帧形成，所述文本信号经文本获取装置发送至核心CPU，由核心CPU直接IP成帧；所述发射机输出电路包括轨道通信发射模块和无线通信发射模块，所述轨道通信发射模块包括依次连接的FSK调制电路，发送信号调理电路和激振器，所述FSK调制电路与核心CPU连接，所述无线通信发射模块包括第一RF模块，所述第一RF模块一端经RS‑232接口与核心CPU连接，另一端连接一天线；IP成帧后的信号同时经轨道通信发射模块和无线通信发射模块发送，所述轨道通信发射模块中，IP成帧后的信号经FSK调制电路进行FSK调制，再经发射信号调理电路进行功率放大，最后送到激振器中以驱动激振器敲击轨道，产生振动信号；所述无线通信发射模块中，IP成帧后的信号经第一RF模块发射；所述接收机电路包括接收机输入电路、接收机输出电路；所述接收机输入电路包括轨道通信接收模块和无线通信接收模块；所述轨道通信接收模块包括重力加速度传感器，所述重力加速度传感器经调理电路和第二A/D采集电路与核心CPU连接，所述无线通信接收模块包括第二RF模块，所述第二RF模块一端连接一天线，另一端经RS‑232接口与核心CPU连接；其中重力加速度传感器用于获取振动信号并转化为电信号，经调理电路进行幅度放大，噪声滤除，再经第二A/D采集电路进行数模转换，送入核心CPU中进行FSK解调，解调后的数据再进行解帧处理，第二RF模块经天线获取无线第一RF模块发射的信号，并送入核心CPU进行解帧处理；所述接收机输出电路包括与核心CPU连接的语音播放器和一显示器，所述语音播放器用于播放解帧处理后的语音信号，所述显示器用于显示解帧处理。...

【技术特征摘要】
1.一种振动和无线双冗余应急通信的设备，其特征在于：包括核心CPU、发射机电路、接收机电路；所述发射机电路包括发射机输入电路、发射机输出电路；所述发射机输入电路包括语音获取装置和文本获取装置、所述语音获取装置经语音信号调理电路、第一A/D采集电路与核心CPU连接，所述文本获取装置直接与核心CPU无线通信；语音信号经语音获取装置转换为电信号，由语音信号调理电路滤波后，再由第一A/D采集电路采样，采样后的语音信号发送至核心CPU，所述核心CPU将采样后的语音信号进行码激励线性预测编码，编码后的数据IP成帧形成，所述文本信号经文本获取装置发送至核心CPU，由核心CPU直接IP成帧；所述发射机输出电路包括轨道通信发射模块和无线通信发射模块，所述轨道通信发射模块包括依次连接的FSK调制电路，发送信号调理电路和激振器，所述FSK调制电路与核心CPU连接，所述无线通信发射模块包括第一RF模块，所述第一RF模块一端经RS-232接口与核心CPU连接，另一端连接一天线；IP成帧后的信号同时经轨道通信发射模块和无线通信发射模块发送，所述轨道通信发射模块中，IP成帧后的信号经FSK调制电路进行FSK调制，再经发射信号调理电路进行功率放大，最后送到激振器中以驱动激振器敲击轨道，产生振动信号；所述无线通信发射模块中，IP成帧后的信号经第一RF模块发射；所述接收机电路包括接收机输入电路、接收机输出电路；所述接收机输入电路包括轨道通信接收模块和无线通信接收模块；所述轨道通信接收模块包括重力加速度传感器，所述重...

【专利技术属性】
技术研发人员：江勇，钟晓玲，阴明，冯贝，刘百秋，何志学，张忠元，李龙，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51