井下无线中短距离应急通讯系统技术方案

本实用新型专利技术公开了井下无线中短距离应急通讯系统，包括：采集前端，布设在井下灾区现场，用于采集井下可燃性、爆炸性、有毒性的气体及灾区场景下的视频和语音数据，并传输；无线网络，为无线mesh网络，用于接收各所述数据，并传输；指挥系统，用于接收所述无线网络传输的各数据，并发送应答救援信息。解决了现有井下应急通讯系统功能单一、通讯距离有限的问题。

【技术实现步骤摘要】
井下无线中短距离应急通讯系统
本技术属于应急通讯
，尤其涉及井下无线中短距离应急通讯系统。
技术介绍
当井下发生矿难时，可能会导致井下的通讯系统完全被破坏，而此时对井下实时情况的了解至关重要，救援任务十万火急，救援黄金时间极为短暂。而目前蜂窝移动通信只有在基站覆盖范围内才能进行通信，在一些特定的场景下无法提供稳定可靠的通信。就比如井下这种灾区场景，一旦发生灾难，可能会导致整个通信设备被破坏，井下人员无法发出呼救信号，会给救护人员带来极大的不便。由于地理环境的限制，应急通信车无法快速到达受灾现场搭建应急通信网络。
技术实现思路
本技术的目的是提供井下无线中短距离应急通讯系统，解决了现有井下应急通讯系统功能单一、通讯距离有限的问题。本技术采用以下技术方案：井下无线中短距离应急通讯系统，包括：采集前端，布设在井下灾区现场，用于采集井下可燃性、爆炸性、有毒性的气体及灾区场景下的视频和语音数据，并传输；无线网络，为无线mesh网络，用于接收各所述数据，并传输；指挥系统，用于接收所述无线网络传输的各数据，并发送应答救援信息。进一步地，该采集前端包括：多个分布式传感器、多个高清摄像机、多个终端、视频服务器和远程控制箱；多个所述分布式传感器，布设在井下灾区现场，用于采集有害、爆炸性气体的量，并传输；多个所述分布式传感器均与远程控制箱相连接；多个高清摄像机，布设在井下灾区现场，用于采集视频信息，并传输；多个终端，用于救援人员携带、并用于相互语音通讯；视频服务器，用于接收各所述高清摄像机传输的数据，并进行压缩编码，以存储和传输；远程控制箱，用于接收所述分布式传感器和视频服务器传输的数据，并传输至指挥系统。进一步地，该无线mesh网络包括mesh路由器、mesh客户端组成、多个mesh基站和多个便携式mesh节点，mesh路由器节点网状互联组成无线mesh骨干网，通过网关节点与互联网建立连接，为mesh客户端提供多跳的无线internet连接；mesh基站为mesh自组网无线数字传输设备。进一步地，该无线mesh网络无线覆盖采用2.4GHz，回程采用5.8GHz。进一步地，该监控指挥系统包括交换机、服务器、上位机、视频控制器和指挥总台；交换机与无线mesh网络无线连接，还与服务器相连接，上位机和视频控制器均与服务器相连接，视频控制器还与指挥总台相连接。本技术的有益效果是：通过采集前端、无线mesh网络和监控指挥系统相结合的技术方案，可以支持多种业务接入，通信方式多样，信号采用开放频段，无需向无管会申请和注册，无线mesh网络是一种多跳网络，具有自组织，自调节，自愈合的特点，在无线mesh网络中任何无线设备节点都可以作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信，无线mesh传输网络中的任何一个节点出现问题，都不会造成网络的瘫痪。所以该系统具有自组织、自调节、自愈合的特性、任何一个节点出问题都不会造成网络传输的阻塞，具有融合程度高、稳定性高、可靠性高的特性，安装简便、组网快速、维护简单。【附图说明】图1为本技术的原理框图。图2为本技术实施例中拓扑结构示意图；图3为本技术实施例中组网示意图；其中：1-1.采集前端；2-2.无线mesh网络；3-3.监控指挥系统；1.分布式传感器；2.高清摄像机；3.终端-本安型对讲机；4.视频服务器；5.远程控制箱；6.便携式mesh节点；7.mesh基站；8.服务器；9.交换机；10.指挥总台；11.上位机；12.视频控制器。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术实施例公开了井下无线中短距离应急通讯系统，如图1所示，包括：采集前端1-1，布设在井下灾区现场，用于采集井下可燃性、爆炸性、有毒性的气体及灾区场景下的视频和语音数据，并传输。无线网络，为无线mesh网络2-2，用于接收各数据，并传输。监控指挥系统3-3，用于接收无线网络传输的各数据，并发送应答救援信息。如图2所示，上述采集前端1-1包括：多个分布式传感器1、多个高清摄像机2、多个终端3、视频服务器4和远程控制箱5；多个分布式传感器1，布设在井下灾区现场，用于采集有害、爆炸性气体的量，并传输；多个分布式传感器1均与远程控制箱5相连接；多个高清摄像机2，布设在井下灾区现场，用于采集视频信息，并传输；多个终端3，用于救援人员携带、并用于相互语音通讯；视频服务器4，用于接收各高清摄像机2传输的数据，并进行压缩编码，以存储和传输；远程控制箱5，用于接收分布式传感器1和视频服务器4传输的数据，并传输至指挥系统。上述无线mesh网络2-2包括mesh路由器、mesh客户端组成、多个mesh基站7和多个便携式mesh节点6，便携式mesh节点6用于救护人员携带；mesh路由器节点网状互联组成无线mesh骨干网，通过网关节点与互联网建立连接，为mesh客户端提供多跳的无线internet连接；mesh基站7为mesh自组网无线数字传输设备，用于安装便携式mesh节点6。采用的mesh基站7即为mesh自组网无线数字传输设备，安装mesh节点非常简单，将设备从包装盒里取出来，接上电源就行了。由于极大地简化了安装，用户可以很容易增加新的节点来扩大无线网络的覆盖范围和网络容量，在无线mesh网络中，不是每个Mesh节点都需要有线电缆连接，这是它与有线AP最大的不同。上述无线mesh网络无线覆盖采用2.4GHz，回程采用5.8GHz。即本地接入采用2.4GHz信道，骨干网回传采用5.8GHz信道。上述无线mesh网络兼容WLANIEEE802.11a/b/g标准，最远覆盖半径可达20Km，支持高速移动的设备在多个mesh基站之间无间断漫游和快速切换。本地接入服务采用2.4GHz802.1lb/g信道，骨干mesh回传网络使用5.8GHz802.11a信道，互不存在干扰。这样每个meshAP就可以在服务本地接入用户的同时，执行回传转发功能。双频组网解决了回传和接入的信道干扰问题，大大提高了网络的抗干扰性能。由于无线mesh网络通过若干个mesh基站7布置完成后，随着井下灾情的发展或者其他原因，有可能会导致井下现场部分地点不能得到无线mesh网络的覆盖，也有可能导致无线mesh网络部分节点损坏，因此，会有部分地区无网络传输，此时，在无线mesh网络还可以人为的去布置若干个便携式mesh节点6，其具有体积小功耗低的特点，由救护人员携带用于基站损毁或信号弱覆盖处的Mesh节点处，以完善整个井下无线mesh网络，实现灾区网络的全覆盖。mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关，中继功能外，还支持mesh网络互联路由功能。如图3所示，mesh客户端通过mesh路由器节点接入互联网，并与其他的客户端节点组网，实现终端节点与网络的互联互通。上述监控指挥系统包括交换机9、服务器8、上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.井下无线中短距离应急通讯系统，其特征在于，包括：/n采集前端(1-1)，布设在井下灾区现场，用于采集井下可燃性、爆炸性、有毒性的气体及灾区场景下的视频和语音数据，并传输；/n无线网络，为无线mesh网络(2-2)，用于接收各所述数据，并传输；/n监控指挥系统(3-3)，用于接收所述无线网络传输的各数据，并发送应答救援信息；/n所述采集前端(1-1)包括：多个分布式传感器(1)、多个高清摄像机(2)、多个终端(3)、视频服务器(4)和远程控制箱(5)；/n多个所述分布式传感器(1)，布设在井下灾区现场，用于采集有害、爆炸性气体的量，并传输；多个所述分布式传感器(1)均与远程控制箱(5)相连接；/n多个高清摄像机(2)，布设在井下灾区现场，用于采集视频信息，并传输；/n多个终端(3)，用于救援人员携带、并用于相互语音通讯；/n视频服务器(4)，用于接收各所述高清摄像机(2)传输的数据，并进行压缩编码，以存储和传输；/n远程控制箱(5)，用于接收所述分布式传感器(1)和视频服务器(4)传输的数据，并传输至指挥系统。/n

【技术特征摘要】
1.井下无线中短距离应急通讯系统，其特征在于，包括：
采集前端(1-1)，布设在井下灾区现场，用于采集井下可燃性、爆炸性、有毒性的气体及灾区场景下的视频和语音数据，并传输；
无线网络，为无线mesh网络(2-2)，用于接收各所述数据，并传输；
监控指挥系统(3-3)，用于接收所述无线网络传输的各数据，并发送应答救援信息；
所述采集前端(1-1)包括：多个分布式传感器(1)、多个高清摄像机(2)、多个终端(3)、视频服务器(4)和远程控制箱(5)；
多个所述分布式传感器(1)，布设在井下灾区现场，用于采集有害、爆炸性气体的量，并传输；多个所述分布式传感器(1)均与远程控制箱(5)相连接；
多个高清摄像机(2)，布设在井下灾区现场，用于采集视频信息，并传输；
多个终端(3)，用于救援人员携带、并用于相互语音通讯；
视频服务器(4)，用于接收各所述高清摄像机(2)传输的数据，并进行压缩编码，以存储和传输；
远程控制箱(5)，用于接收所述分布式传感器(1)和视频服务器(4)传输的数据，并传输至指挥系统。

【专利技术属性】
技术研发人员：李文峰，李甜，黄峰，代新冠，张渤，唐善成，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61