一种低频无线双向透地通讯装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种低频无线双向透地通讯装置，包括相连接的声音输入模块、声音输出模块、信号处理模块、信号输入模块以及信号输出模块，所述信号处理模块包括升降频控制单元，所述声音输入模块接收的声音信号经所述升降频控制单元降频后传入所述信号输出模块构成信号传输模式；所述信号输入模块接收的信号经所述升降频控制单元升频后传入所述声音输出模块构成信号接收模式。本发明专利技术提供的低频无线双向透地通讯装置及方法带来的有益效果为：解决了在矿井下或者可燃性气体存在环境下，以较低的安全功率实现了语音通讯，实现了双向的语音和数据通讯，延迟时间短，完全适用于救灾、救援时的应急通讯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低频无线双向透地通讯装置，还涉及了一种低频无线双向透地通讯方法。
技术介绍
目前，在地下矿井，工业构筑物和商业大厦等环境中，电磁能量传输受到介质或障碍物的阻挡或限制，通讯是通过硬质线路如电话线来实现的。但是，当灾害发生时，巷道被堵，电力中断，硬质线路遭到破坏 ，如何在矿井下灾害发生区域与矿井上之间建立起有效的无线通讯就成为了一个问题。但是信号的透地传输又带来了其它问题，矿井内可以安全使用的设备功率是非常有限的，因为危险可燃性气体的存在，使天线当中可存储的能量有一定的限制，因此，为了保证安全，矿井内尽可使用功率较低的设备。但是低功率发射装置仅可发送单音音调或者窄带文本信息。高质量语音信息和大容量的数据信息是无法通过低功率发射装置发送的。另外，频率高于IOkHZ的电磁场无法透地耦合，高频率的衰减非常严重，因此从矿井或山洞向外发射信号几乎不现实。地表水和水体也会形成类似的频率限制，所以只能使用IOKhz以下的甚低频进行传输。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种解决了在矿井下或者可燃性气体存在环境下，以较低的安全功率实现了语音通讯，实现了双向的语音和数据通讯，延迟时间短，完全适用于救灾、救援的低频无线双向透地通讯装置及其方法。按照本专利技术提供的一种低频无线双向透地通讯装置采用的主要技术方案为:包括相连接的声音输入模块、声音输出模块、信号处理模块、信号输入模块以及信号输出模块，所述信号处理模块包括升降频控制单元，所述声音输入模块接收的声音信号经所述升降频控制单元降频后传入所述信号输出模块构成信号传输模式；所述信号输入模块接收的信号经所述升降频控制单元升频后传入所述声音输出模块构成信号接收模式。本专利技术提供的低频无线双向透地通讯装置还可具有如下附属技术特征:所述信号处理模块还包括模拟-数字转换器、数字-模拟转换器以及存储器，在信号传输模式下，所述模拟-数字转换器将所述声音输入模块接收的声音信号经采样、量化后送入所述存储器储存，所述升降频控制单元通过降低所述存储器的读取速率，由所述数字-模拟转换器转换成模拟信号输出至所述信号输出模块；在信号接收模式下，所述模拟-数字转换器将所述信号输入模块接收的信号经采样、量化后送入所述存储器储存，所述升降频控制单元通过提高所述存储器的读取速率，由所述数字-模拟转换器转换成模拟信号输出至所述声音输出模块。在信号传输模式下，所述存储器读取后的带宽为50-200HZ。在信号接收模式下，所述存储器读取后的带宽为500-2000HZ。所述声音输入模块包括相互连接的声音接收器、第一放大器、与所述第一放大器相连接的第一振幅限幅器以及与通过一开关Si与所述模拟-数字转换器相连接的电平位移器，所述信号输出模块包括与所述数字-模拟转换器相连接的滤波装置以及与所述滤波装置相连接的信号发射装置；所述声音接收器接收声音信号经第一放大器放大，放大后的声音信号传送至所述第一振幅限幅器和所述电平位移器进行滤波减少失真，滤波后的声音信号经所述信号处理模块处理后经所述滤波装置导向至所述信号发射装置构成信号传输模式。所述信号输入模块还包括相互连接的信号接收器、第二放大器以及第二振幅限幅器，所述第二振幅限幅器通过一模式开关S2与所述电平位移器相连接；所述声音输出模块包括与一第三放大器相连接的声音播放器，所述信号接收器接收外界信号通过所述第二振幅限幅器送至所述电平位移器减少失真，信号经所述电平位移器后输出至所述信号处理模块，经所述信号处理模块处理后输出至所述声音输出模块构成信号接收模式。所述升降频控制单元包括相互连接的锁存器、与门、或门电阻R44、R45、R46、R47、电容C21、C22、反相器、二极管D5、D6以及开关,在信号传输模式下,所述模拟-数字转换器将转换为二进制逻辑“I”信号通过电阻R44和R45分别送至所述锁存器和所述与门，所述与门向所述存储器输出信号，所述存储器重置为逻辑“O”信号经所述锁存器和所述与门送至所述存储器内的循环速率控制电路储存，所述存储器内的地址和使能电路通过所述二极管D5锁存器的重置终端接收输出至所述锁存器，所述锁存器的输出变为逻辑“0”，并经过反相器，以及电阻R46、R47、电容C22和二极管D6向锁存器和或门上施加一个逻辑“ I”的信号，所述或门向所述存储器的R/W输入端施加逻辑“ I ”信号，读取所述存储器内的信号。所述循环速率控制电路由相连接的与非门、电位计、开关、电阻R24、R39、R40、R43和电容C20构成CMOS门振荡器，所述CMOS门振荡器接收来自所述存储器和所述升降频控制单元的信号，当逻辑“I”送至电阻R43时，开关断开，所述电位计发出高频振荡；当逻辑“I”送至电阻R42时，闭合开关，电流通过电阻R41，所述电位计发出高频振荡，两种高频振荡通过除法器降低频率后分别输入所述存储器和所述模拟-数字转换器。 所述地址和使能电路包括相连接的与非门、计数器、解码器以及LED灯串，所述解码器与所述声音播放器相连接，所述计数器与所述存储器相连接。按照本专利技术提供的低频无线双向透地通讯方法采用的主要技术方案为:包括以下步骤:(I)、声音/信号输入模块接收外界的信息，对接收的信息进行放大、滤波和降噪处理后得到预设振幅的信号，输出至信号处理模块；(2)、信号处理模块对信号进行采样、量化为数字信号储存在信号存储装置中，数字信号通过升降频控制单元以低于或高于预设采样速率的读取速率将信号存储装置中的数字信号读取出来，生成后续用于传输的模拟信号；(3)、信号/声音输出模块接收模拟信号导向至调制器或滤波器以提供有声信号，确定信息正在传输。本专利技术提供的低频无线双向透地通讯方法还可具有如下附属技术特征:在信号传输模式下，声音输入模块接收外界的语音信息，通过放大器和振幅限幅器对语音信息进行放大、滤波和降噪处理，得到预设振幅的信号，输出至信号处理模块；信号处理模块对信号进行采样、量化为数字信号储存在信号存储装置中，数字信号通过升降频控制单元以低于预设采样速率的读取速率将信号存储装置中的数字信号读取出来，生成后续用于传输的模拟信号；信号输出模块接收模拟信号导向至调制器或滤波器以提供有声信号，确定信息正在传输。在信号接收模式下，信号输入模块通过电磁感应接收外界模拟信号，通过放大器和振幅限幅器对模拟信号进行放大、滤波和降噪处理，得到预设振幅的信号，输出至信号处理模块；信号处理模块对所述得到的信号进行采样、量化为数字信号储存在信号存储装置中，数字信号通过升降频控制单元以高于预设采样速率的读取速率将信号存储装置中的数字信号读取出来，生成后续用于传输的模拟信号；声音输 出模块接收模拟信号通过放大器进行放大后播放出来以提供有声信号，确定信息正在传输。采用本专利技术提供的低频无线双向透地通讯装置及其方法所带来的有益效果为:解决了在矿井下或者可燃性气体存在环境下，以较低的安全功率实现了语音通讯，实现了双向的语音和数据通讯，延迟时间短，完全适用于救灾、救援时的应急通讯；实现了在非可视范围内的无线穿透障碍物的通讯，能满足国内大部分的煤矿和非煤矿山实际应用；解决了在灾变环境，不具备电力供应的情况下，装置自带后备电源能够保证装置在较长时间内可以正常工作；设备所配备天线总重在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低频无线双向透地通讯装置，包括相连接的声音输入模块、声音输出模块、信号处理模块、信号输入模块以及信号输出模块，其特征在于：所述信号处理模块包括升降频控制单元，所述声音输入模块接收的声音信号经所述升降频控制单元降频后传入所述信号输出模块构成信号传输模式；所述信号输入模块接收的信号经所述升降频控制单元升频后传入所述声音输出模块构成信号接收模式。

【技术特征摘要】
1.一种低频无线双向透地通讯装置，包括相连接的声音输入模块、声音输出模块、信号处理模块、信号输入模块以及信号输出模块，其特征在于:所述信号处理模块包括升降频控制单元，所述声音输入模块接收的声音信号经所述升降频控制单元降频后传入所述信号输出模块构成信号传输模式；所述信号输入模块接收的信号经所述升降频控制单元升频后传入所述声音输出模块构成信号接收模式。2.如权利要求1所述的低频无线双向透地通讯装置，其特征在于:所述信号处理模块还包括模拟-数字转换器、数字-模拟转换器以及存储器，在信号传输模式下，所述模拟-数字转换器将所述声音输入模块接收的声音信号经采样、量化后送入所述存储器储存，所述升降频控制单元通过降低所述存储器的读取速率，由所述数字-模拟转换器转换成模拟信号输出至所述信号输出模块；在信号接收模式下，所述模拟-数字转换器将所述信号输入模块接收的信号经采样、量化后送入所述存储器储存，所述升降频控制单元通过提高所述存储器的读取速率，由所述数字-模拟转换器转换成模拟信号输出至所述声音输出模块。3.如权利要求2所述的低频无线双向透地通讯装置，其特征在于:在信号传输模式下，所述存储器读取后的带宽为50-200HZ。4.如权利要求2所述的低频无线双向透地通讯装置，其特征在于:在信号接收模式下，所述存储器读取后的带宽为500-2000HZ。5.如权利要求2所述的低频无线双向透地通讯装置，其特征在于:所述声音输入模块包括相互连接的声音接收器、第一放大器、与所述第一放大器相连接的第一振幅限幅器以及与通过一开关SI与所述模拟-数字转换器相连接的电平位移器，所述信号输出模块包括与所述数字-模拟转换器相连接的滤波装置以及与所述滤波装置相连接的信号发射装置；所述声音接收器接收声音信号经第一放大器放大，放大后的声音信号传送至所述第一振幅限幅器和所述电平位移器进行滤波减少失真，滤波后的声音信号经所述信号处理模块处理后经所述滤波装置导向至所述信号发射装置构成信号传输模式。6.如权利要求2 所述的低频无线双向透地通讯装置，其特征在于:所述信号输入模块还包括相互连接的信号接收器、第二放大器以及第二振幅限幅器，所述第二振幅限幅器通过一模式开关S2与所述电平位移器相连接；所述声音输出模块包括与一第三放大器相连接的声音播放器，所述信号接收器接收外界信号通过所述第二振幅限幅器送至所述电平位移器减少失真，信号经所述电平位移器后输出至所述信号处理模块，经所述信号处理模块处理后输出至所述声音输出模块构成信号接收模式。7.如权利要求2所述的低频无线双向透地通讯装置，其特征在于:所述升降频控制单元包括相互连接的锁存器(202，207)、与门(203，214，215)、或门(203)电阻R44、R45、R46、R47、电容C21、C22、反相器(204、205、206)、二极管D5、D6以及开关(201)，在信号传输模式下，所述模拟-数字转换器将转换为二进制逻辑“I”信号通过电阻R44和R45分别送至所述锁存器(202)和所述与门(203)，所述与门(203)向所述存储器输出信号，所述存储器重置为逻辑“O”信号经所述锁存器(202)和所述与门(214)送至所述存储器内的循环速率控制电路储存...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恩付，
申请(专利权)人：北京中税天网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：