【技术实现步骤摘要】
本技术涉及煤矿井下通讯，尤其涉及一种煤矿井下通讯仪。
技术介绍
1、随着工业化和现代化的快速发展，煤炭作为重要的能源和化工原料，在国民经济中占据重要地位，煤矿的开采和运营涉及到极高的安全风险，其中之一就是井下通讯，一个可靠、高效的煤矿井下通讯系统是至关重要的，以确保矿工安全和提高生产效率，传统的煤矿井下通讯是基于有线电缆，这些系统一般包括中央控制室、通讯电缆、终端设备等，有线电缆负责将信号从一个点传输到另一个点，虽然有线电缆通讯系统在很多情况下都是可靠和稳定的，但它们通常需要大量的物理硬件和布线，近年来，无线通讯技术在煤矿井下通讯方面得到了广泛应用，通过使用无线电波、微波等无线信号，无线通讯系统不再需要复杂的布线，从而简化了安装过程。
2、中国专利技术专利cn219592398说明书公开了一种用于煤矿开采环境下的穿戴式智能装备，包括主机、头灯和腕表，主机内设有mcu控制器、嵌入式存储器、无线网络通讯模块、定位模块和气体检测仪，主机通过无线网络通讯模块与监测平台建立连接，在主机的前端面上设置有显示屏及信号功能键，主机的侧端面设置有通信接口，主机通过有线方式与头灯建立数据传输和供电连接，头灯的上端设置有摄像头模组，头灯的一侧设置有拾音器，另一侧设置有对讲按键，腕表与主机之间通过蓝牙连接，腕表内设置有用于人体体征数据采集的传感芯片。本技术功耗低、佩戴方便，智能化程度高，可靠性强，高度集成了环境感知和人体体征感知的采集设备，多方位保障井下作业人员的人身安全。
3、以上设计虽然功耗低、佩戴方便，智能化程度高，可靠性
技术实现思路
1、为解决现有技术的缺点和不足，提供一种煤矿井下通讯仪，解决煤矿井下通讯仪的结构复杂，以及在煤矿井下作业过程中佩戴不方便的问题。
2、为实现本技术目的而提供的一种煤矿井下通讯仪，包括多个控制段，多个所述控制段之间滑动连接有多个连接管，多个所述控制段内均滑动连接有泡沫层，所述泡沫层内镶嵌有螺线管，所述控制段外端固定连接有控制管，所述控制管外端固定连接有多个按键和多个led灯，所述控制管外端固定连接有摄像头、电源接口和麦克风，位于多个控制管相互靠近的一端设置有多个传感器，且多个传感器沿控制管外圆周方向均匀分布，所述连接管内滑动连接有磁球，所述磁球在控制段和连接管之间来回滚动，所述连接管一端固定连接有挡板，所述控制管上集成有中央处理单元、无线通讯模块和电源管理模块，所述控制管分别通过导线与螺线管、按键、led灯、摄像头、电源接口和麦克风电性连接。在上述煤矿井下通讯仪中，控制段和连接管采用弧形结构，与使用者的颈部更好地贴合，螺线管能自动收缩，使设备更好地贴合使用者的颈部，且能通过磁球在控制段和连接管之间滚动，切割螺线管的磁感线，从而产生电流，为电源管理模块供电，减少了对外部电源的依赖，通过实时体征监测和环境数据采集，提高矿工和其他使用者的安全性。
3、作为上述方案的进一步改进，所述控制段两端均固定连接有凸台，且凸台外端与控制段内壁滑动连接。
4、作为上述方案的进一步改进，所述控制段两端均卡接有卡套，所述卡套与凸台靠近连接管一端相抵，且卡套与凸台外端滑动连接，所述控制段和连接管均为弧形结构，且多个控制段和连接管弧度相同。
5、作为上述方案的进一步改进，所述泡沫层由轻质柔性材料制成，所述螺线管由弹性材料制成，且螺线管表面涂有绝缘材料，所述螺线管两端均与凸台固定连接，且螺线管上的线圈在初始状态时相互接触。
6、作为上述方案的进一步改进，多个所述led灯位于控制管外端远离传感器方向，且沿控制管的外圆周方向均匀分布。
7、作为上述方案的进一步改进，所述中央处理单元通过spi/i2c接口与无线通讯模块连接，所述电源管理模块通过导线与中央处理单元和无线通讯模块连接，所述中央处理单元根据用户输入或预定计划，控制无线通讯模块进行数据传输。
8、作为本申请的又一种改进，所述中央处理单元基于arm cortex-m7架构，用于与其他硬件模块通信，运行主频在400mhz，具有256mb ram和512mb rom，且包括一组gpio和spi/i2c接口，所述中央处理单元内置硬件加密单元和看门狗定时器。
9、作为本申请的又一种改进的补充，所述无线通讯模块具有一个高灵敏度射频接收器，能接收到-120dbm的信号，且包括一个最大发射功率可达2w的射频发射器，所述无线通讯模块包括一个多频段天线，支持频率跳变，且包括一个信号处理单元，负责信号的调制和解调，使用aes加密算法保证通讯安全。
10、作为本申请的又一种改进的补充，所述电源管理模块负责控制电池充电和将电源分配给中央处理单元和无线通讯模块，具有自动切换功能，能在电池和外部电源之间自动切换，且包括电量监控和警告功能。
11、本技术的有益效果是：
12、与现有技术相比，本方案具有以下有益效果：
13、1、安全性，实时体征监测，多个传感器能够实时监测使用者的体征状态，特别适用于矿工，提高了工作安全性，紧急救援，摄像头能实时采集周围环境数据，有助于紧急情况下的救援，提高可见度，多个led灯从多个角度照明周围环境，提高了矿井内的可见度。
14、2、舒适性，贴合设计，控制段和连接管的弧形结构能更好地贴合使用者的颈部，轻质柔性材料，泡沫层由轻质柔性材料制成对磁球的震动进行缓冲，提供额外的舒适性，自动收缩，螺线管能自动收缩，使设备更好地贴合使用者的颈部。
15、3、易操作，快速装配和拆卸，通过卡套和凸台的设计，设备易于装配和拆卸，多功能操作，多功能按键提供了快速操作的方式。
16、4、高性能处理，基于arm cortex-m7架构的中央处理单元具有高运算能力，能快速处理复杂任务，通过硬件加密单元和aes加密算法，确保数据传输的安全性。
17、5、灵活的电源管理，能在电池和外部电源之间自动切换，增加了使用场景的灵活性，且能通过使用者的体位变化使磁球来回滚动产生电能为电源管理模块供电，提高电源管理模块续航时间，减少了对外部电源的依赖。
18、6、高灵敏度的无线通讯，能接收到-120dbm的信号，适用于煤矿等复杂环境。
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1.一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：包括多个控制段(1)，多个所述控制段(1)之间滑动连接有多个连接管(2)，多个所述控制段(1)内均滑动连接有泡沫层(3)，所述泡沫层(3)内镶嵌有螺线管(4)，所述控制段(1)外端固定连接有控制管(5)，所述控制管(5)外端固定连接有多个按键(6)和多个LED灯(7)，所述控制管(5)外端固定连接有摄像头(8)、电源接口(9)和麦克风(10)，位于多个控制管(5)相互靠近的一端设置有多个传感器(11)，且多个传感器(11)沿控制管(5)外圆周方向均匀分布，所述连接管(2)内滑动连接有磁球(12)，所述磁球(12)在控制段(1)和连接管(2)之间来回滚动，所述连接管(2)一端固定连接有挡板(13)，所述控制管(5)上集成有中央处理单元、无线通讯模块和电源管理模块，所述控制管(5)分别通过导线与螺线管(4)、按键(6)、LED灯(7)、摄像头(8)、电源接口(9)和麦克风(10)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述控制段(1)两端均固定连接有凸台(14)，且凸台(14)外端与控制段(1)内壁滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述控制段(1)两端均卡接有卡套(15)，所述卡套(15)与凸台(14)靠近连接管(2)一端相抵，且卡套(15)与凸台(14)外端滑动连接，所述控制段(1)和连接管(2)均为弧形结构，且多个控制段(1)和连接管(2)弧度相同。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述泡沫层(3)由轻质柔性材料制成，所述螺线管(4)由弹性材料制成，且螺线管(4)表面涂有绝缘材料，所述螺线管(4)两端均与凸台(14)固定连接，且螺线管(4)上的线圈在初始状态时相互接触。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：多个所述LED灯(7)位于控制管(5)外端远离传感器(11)方向，且沿控制管(5)的外圆周方向均匀分布。
6.根据权利要求1-5中任一所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述中央处理单元通过SPI/I2C接口与无线通讯模块连接，所述电源管理模块通过导线与中央处理单元和无线通讯模块连接，所述中央处理单元根据用户输入或预定计划，控制无线通讯模块进行数据传输。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述中央处理单元基于ARM Cortex-M7架构，用于与其他硬件模块通信，运行主频在400MHz，具有256MB RAM和512MB ROM，且包括一组GPIO和SPI/I2C接口，所述中央处理单元内置硬件加密单元和看门狗定时器。
8.根据权利要求6所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述无线通讯模块具有一个高灵敏度射频接收器，且包括一个最大发射功率可达2W的射频发射器，所述无线通讯模块包括一个多频段天线，且包括一个信号处理单元。
9.根据权利要求6所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述电源管理模块负责控制电池充电和将电源分配给中央处理单元和无线通讯模块，且包括电量监控和警告功能。
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：包括多个控制段(1)，多个所述控制段(1)之间滑动连接有多个连接管(2)，多个所述控制段(1)内均滑动连接有泡沫层(3)，所述泡沫层(3)内镶嵌有螺线管(4)，所述控制段(1)外端固定连接有控制管(5)，所述控制管(5)外端固定连接有多个按键(6)和多个led灯(7)，所述控制管(5)外端固定连接有摄像头(8)、电源接口(9)和麦克风(10)，位于多个控制管(5)相互靠近的一端设置有多个传感器(11)，且多个传感器(11)沿控制管(5)外圆周方向均匀分布，所述连接管(2)内滑动连接有磁球(12)，所述磁球(12)在控制段(1)和连接管(2)之间来回滚动，所述连接管(2)一端固定连接有挡板(13)，所述控制管(5)上集成有中央处理单元、无线通讯模块和电源管理模块，所述控制管(5)分别通过导线与螺线管(4)、按键(6)、led灯(7)、摄像头(8)、电源接口(9)和麦克风(10)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述控制段(1)两端均固定连接有凸台(14)，且凸台(14)外端与控制段(1)内壁滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下通讯仪，其特征在于：所述控制段(1)两端均卡接有卡套(15)，所述卡套(15)与凸台(14)靠近连接管(2)一端相抵，且卡套(15)与凸台(14)外端滑动连接，所述控制段(1)和连接管(2)均为弧形结构，且多个控制段(1)和连接管(2)弧度相同。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下...
【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，乔西如，段耀武，王晓倩，张倍晨，
申请(专利权)人：煤炭工业太原设计研究院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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