一种基于甚低频技术的收发一体式全双工透地通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于甚低频技术的收发一体式全双工透地通信系统，包括计算机、移动终端、通讯装备和智能云平台，计算机与智能云平台连接，并在计算机上设有访问终端；移动终端通过无线通信网络连接智能云平台，移动终端通过无线通信网络连接计算机，并在移动终端上设有访问终端；通讯装备与计算机连接，智能云平台包括接收数据中心和接收存储中心，接收数据中心包括检索数据库和共享数据库；本发明专利技术采用智能云平台技术，大大提高了各类煤矿、非煤矿山、隧道的日常通信、监控数据传输和灾难救援可靠性，构建了集指挥中心、地上终端和地下终端三维一体的数据、语音及短消息通信系统。

A transceiver based full duplex ground penetrating communication system based on VLF Technology

The invention discloses a fully duplex earth penetrating communication system based on VLF technology, which comprises a computer, a mobile terminal, a communication equipment and an intelligent cloud platform. The computer is connected with the Intelligent Cloud platform, and an access terminal is arranged on the computer; the mobile terminal connects the intelligent cloud platform through a wireless communication network and moves. The mobile terminal connects the computer through the wireless communication network and has an access terminal on the mobile terminal; the communication equipment is connected with the computer; the intelligent cloud platform includes the receiving data center and the receiving storage center; the receiving data center includes the retrieval database and the sharing database; the invention adopts the intelligent cloud platform technology, greatly improving The reliability of daily communication, monitoring data transmission and disaster rescue in various coal mines, non-coal mines and tunnels is improved. The data, voice and short message communication system is constructed, which integrates command center, ground terminal and underground terminal.

【技术实现步骤摘要】
一种基于甚低频技术的收发一体式全双工透地通信系统
本专利技术涉及透地通信
，具体涉及一种基于甚低频技术的收发一体式全双工透地通信系统。
技术介绍
目前，我国消防、安防、安全应急、信息安全、应急通信装备、防灾减灾装备、防汛抗旱器材、反恐装备等领域专用产品和服务的产值已达到近万亿元规模，已经形成产业化的客观基础。我国应急产业发展带来的装备、产品和技术的提高，已在汶川特大地震、王家岭矿难等各类突发事件中得到显现。而应急产业这一“大产业”的蓬勃发展，不仅将带动基础设施建设及装备制造等第二产业属性的行业发展，还将给包括应急物流、应急培训、应急科技、应急文化等在内的第三产业的发展带来巨大机遇。应急产业体系基本形成，安防成重要支撑，目前我国应急产业正呈现蓬勃发展态势，应急产业体系也基本形成，而这其中，安防通信系统成为重要的支撑力量。安防通信系统在提高防灾应急、安全生产和应急管理的综合能力上有着不可替代的地位，通信技术应用多样，为打造立体防控体系增添助力。实现“通讯保障”是矿难发生后营救幸存人员最直接可靠的技术保障手段。开发井下与地面之间的全无线透地通信系统，可大大增强通信系统的生存能力，从而提高救援效率，增加救援成功机会，市场需求迫切，前景广阔。目前市场上虽然有一些应急救援通信产品，但是经过市场调研发现，这些产品在应用中存在以下问题，难以克服：(1)传统的有线救援通讯设备系统很复杂，可扩展性很差，而且一旦发生灾害，特别是现场存在易燃易爆气体泄漏、爆炸起火断电等恶劣情况时，即面临全面瘫痪风险。(2)无线应急救援通讯设备目前只有零星的进口产品，目前无法解决中国煤安、矿安、本安系列标准的认证问题，且实际探测距离太短，使得其使用范围受到很大局限。(注：这些行业标准的认证需要厂商提供全套技术资料，并到生产现场进行一系列的严格审核，作为国外厂商对此很难接受和完全配合。)(3)进口设备技术维护和升级存在很大问题，导致多数设备有效使用周期很短。因此，针对上述问题，需要设计一套可靠的适用于各类煤矿、非煤矿山、隧道的日常通信、监控数据传输和灾难救援的透地通信系统，有助于保证生产工作的安全进行，并可在矿井事故发生时快速获知井下情况以便及时开展救援工作，从而最大程度减少人员伤亡。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种基于甚低频技术收发一体式全双工透地通信系统。本专利技术的技术方案为：一种基于甚低频技术收发一体式全双工透地通信系统，包括计算机、移动终端、通讯装备和智能云平台，计算机与智能云平台连接，并在计算机上设有访问终端；移动终端通过无线通信网络连接智能云平台，移动终端通过无线通信网络连接计算机，并在移动终端上设有访问终端；通讯装备与计算机连接，智能云平台包括接收数据中心和接收存储中心，接收数据中心包括检索数据库和共享数据库；通讯装备至少有两个，通讯装备包括壳体、接收装置、发射装置、控制装置和电源；接收装置包括接收天线、滤波器、扩大器；发射装置包括发射天线、继电器；控制装置设置在壳体内部，控制装置包括CPU、FPGA、路由器；接收天线设置在壳体表面，接收天线采用甚低频发射天线，滤波器、扩大器设置在壳体内部，接收天线与滤波器连接，扩大器设置在接收天线与滤波器连接处；发射天线设置在壳体表面，发射天线采用甚低频铁氧体磁棒接收天线，继电器设置在壳体内部，发射天线与继电器连接，连接处设置有功放和散热器；CPU与滤波器、继电器连接，FPGA与功放、散热器连接，路由器与CPU、FPGA连接，路由器通过无线通讯与计算机连接，无线通讯包括甚低频技术、4G和WIFI三种无线通讯方式；通讯装备之间通过发射天线、接收天线连接；电源为滤波器、扩大器、继电器、功放、散热器、路由器提供电源。进一步的，通讯装备支持全双工通讯方式，可以根据网络质量，手动选择全双工工作模式、时分双工工作模式。进一步的，通讯装备还包括音频传输装置，音频传输装置设有处理模块，处理模块设有音频接口，通过音频传输装置，可以实现各个通讯装备之间的语音传输，方便使用者之间沟通，提高透地通信的效率。进一步的，音频传输装置还包括蓝牙耳机，蓝牙耳机与处理模块连接，工作人员只需要佩戴蓝牙耳机就可以实现语音信息的传输与接收，方便快捷。进一步的，通讯装备还包括短信编辑/传输设备，短信编辑/传输设备包括可编程模块、短信收发模块；可编程模块与短信收发模块连接，可编程模块上设有与计算机连接的编程接口和对外传送控制信号的接口，使用者可以通过移动终端进行短信编辑和发送，方便使用者之间的信息交流。进一步的，通讯装备还包括屏蔽盒，屏蔽盒包括盒体、盒盖、接线孔，放置腔；盒盖活动连接在盒体上，盒盖与盒体接触端设置有锁扣装置，锁扣装置包括设置在盒盖上的卡扣开关和设置在盒体上的卡扣凸台，接线孔设置在盒体侧面，放置腔设置在盒体内部，既保证了电子元件的运行不受其他电磁信号的影响，又能避免电子元件的电磁信号对其他元件的正常运作造成影响。进一步的，屏蔽盒设置为中空结构，且在中空结构内填充有吸音材料，吸音材料可以对屏蔽盒内部各电子元件产生的干扰噪音进行吸附，提高装备的通讯效果。进一步的，电源包括电源一、电源二、电源三；电源一为滤波器、扩大器提供电源；电源二为继电器、功放、散热器提供电源，电源三为路由器提供电源；电池一为线性电源，电源噪声小于10mV，电源二的电流大于100A，以提高信噪比，获得更远的通讯距离。本专利技术的工作方法：发射过程为计算机发出指令，由路由器接收信号，并将信号发送给CPU、FPGA，由FPGA驱动功放和散热器，同时，CPU发出控制信号打开继电器，使大电流经发射天线发出；接收过程为接收天线接收微弱通讯信号，经滤波器放大滤波后，发送给CPU和FPGA，经算法解调出通信信息后，借助WIFI或4G发送给计算机，计算机再将信号发送给智能云平台，智能云平台对信号进行分析、整理，然后将指令发送给计算机和移动终端；移动终端与计算机连接，也可以通过访问端口直接从移动终端访问智能云平台。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：采用智能云平台技术，大大提高了各类煤矿、非煤矿山、隧道的日常通信、监控数据传输和灾难救援可靠性；通讯装备支持全双工通讯方式，可以根据网络质量，手动选择全双工工作模式、时分双工工作模式，提高工作效率；通讯装备包括音频传输装置和短信编辑/传输装置，使得通讯装备支持语音、数据、预置短信三种通信业务，业务具有广泛性和便捷性。屏蔽盒的设置，既能保证电子元件的运行不受其他电磁信号的影响，又能避免电子元件的电磁信号对其他元件的正常运作造成影响，屏蔽盒设置为中空结构，且在中空结构内填充有吸音材料，吸音材料可以对屏蔽盒内部各电子元件产生的干扰噪音进行吸附，提高装备的通讯效果；移动终端可以是腕带式终端、平板式终端或普通智能手机等，移动终端的形式多样化、便捷化，使得通讯装备具有优秀的扩展性。附图说明图1是本专利技术透地通信系统的结构图；图2是本专利技术透地通信系统的结构模块图；图3是本专利技术通讯装备的结构示意图；图4是本专利技术屏蔽盒的结构示意图；其中，1-壳体、2-接收装置、21-接收天线、22-滤波器、23-扩大器、3-发射装置、31-发射天线、32-继电器、4-控制装置、5-电源、6-屏蔽盒、61-盒体、62-盒盖、63-接线孔、64本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于甚低频技术的收发一体式全双工透地通信系统，其特征在于，包括计算机、移动终端、通讯装备和智能云平台，所述计算机与智能云平台连接，并在计算机上设有访问终端；所述移动终端通过无线通信网络连接智能云平台，移动终端通过无线通信网络连接计算机，并在移动终端上设有访问终端；所述通讯装备与计算机连接，所述智能云平台包括接收数据中心和接收存储中心，所述接收数据中心包括检索数据库和共享数据库；所述通讯装备至少有两个，通讯装备包括壳体(1)、接收装置(2)、发射装置(3)、控制装置(4)和电源(5)；所述接收装置(2)包括接收天线(21)、滤波器(22)、扩大器(23)；所述发射装置(3)包括发射天线(31)、继电器(32)；所述控制装置(4)设置在壳体(1)内部，控制装置(4)包括CPU、FPGA、路由器；所述接收天线(21)设置在壳体(1)表面，接收天线(21)采用甚低频发射天线，所述滤波器(22)、扩大器(23)设置在壳体(1)内部，接收天线(21)与滤波器(22)连接，扩大器(23)设置在接收天线(21)与滤波器(22)连接处；所述发射天线(31)设置在壳体(1)表面，发射天线(31)采用甚低频铁氧体磁棒接收天线，所述继电器(32)设置在壳体(1)内部，发射天线(31)与继电器(32)连接，连接处设置有功放和散热器；所述CPU与滤波器(22)、继电器(32)连接，所述FPGA与功放、散热器连接，所述路由器与CPU、FPGA连接，路由器通过无线通讯与计算机连接，所述无线通讯包括甚低频技术、4G和WIFI三种无线通讯方式；通讯装备之间通过发射天线(31)、接收天线(21)连接；所述电源(5)为滤波器(22)、扩大器(23)、继电器(32)、功放、散热器、路由器提供电源。...

【技术特征摘要】
1.一种基于甚低频技术的收发一体式全双工透地通信系统，其特征在于，包括计算机、移动终端、通讯装备和智能云平台，所述计算机与智能云平台连接，并在计算机上设有访问终端；所述移动终端通过无线通信网络连接智能云平台，移动终端通过无线通信网络连接计算机，并在移动终端上设有访问终端；所述通讯装备与计算机连接，所述智能云平台包括接收数据中心和接收存储中心，所述接收数据中心包括检索数据库和共享数据库；所述通讯装备至少有两个，通讯装备包括壳体(1)、接收装置(2)、发射装置(3)、控制装置(4)和电源(5)；所述接收装置(2)包括接收天线(21)、滤波器(22)、扩大器(23)；所述发射装置(3)包括发射天线(31)、继电器(32)；所述控制装置(4)设置在壳体(1)内部，控制装置(4)包括CPU、FPGA、路由器；所述接收天线(21)设置在壳体(1)表面，接收天线(21)采用甚低频发射天线，所述滤波器(22)、扩大器(23)设置在壳体(1)内部，接收天线(21)与滤波器(22)连接，扩大器(23)设置在接收天线(21)与滤波器(22)连接处；所述发射天线(31)设置在壳体(1)表面，发射天线(31)采用甚低频铁氧体磁棒接收天线，所述继电器(32)设置在壳体(1)内部，发射天线(31)与继电器(32)连接，连接处设置有功放和散热器；所述CPU与滤波器(22)、继电器(32)连接，所述FPGA与功放、散热器连接，所述路由器与CPU、FPGA连接，路由器通过无线通讯与计算机连接，所述无线通讯包括甚低频技术、4G和WIFI三种无线通讯方式；通讯装备之间通过发射天线(31)、接收天线(21)连接；所述电源(5)为滤波器(22)、扩大器(23)、继电器(32)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁步阁，娄景艺，杨德贵，袁雪林，莫锦军，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43