矿用本质安全型无线以太网移动通信终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用本质安全型无线以太网移动通信终端，所述终端满足井下爆炸性气体环境用电气设备安全技术要求，所述终端由以下部分组成：本质安全型数字电路、模拟电路、ＲＦ前端、电池与电源管理电路以及天线与外壳；话音信号通过模拟电路转换成数字信号，再传输到数字电路，并按相应的通信模式进行Ｉ／Ｑ编码输入到射频前端电路最终馈入到天线，由天线将信号向空间辐射输出；由天线接收到的信号经由射频前端解调处理后得到相应的Ｉ／Ｑ信号，再通过数字电路处理后，得到模拟话音电信号，最终通过模拟电路转换出话音信号，传递给收听者，整个电路安装在一个外壳中。所述终端具有ＧＳＭ与无线以太网双模通讯模式，可以实现话音、短信、网络浏览与下载、图片与视频播放、拍照与摄像、终端定位功能。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
所属
本技术涉及一种矿用通信设备，具体地说，是涉及一种矿用本质安全型无线以太网移动通信终端。
技术介绍
煤炭是我国的重要能源，约占一次能源的70％。我国煤矿95％以上是井工开采，煤炭赋存条件差、开采深度深、瓦斯、煤尘、水灾、火灾、冲击地压、地热等困扰着煤炭工业的健康发展，煤炭行业一直是我国工矿企业中的高危行业。分析原因，既有管理混乱、人员素质低、安全投入不足、科学研究薄弱等问题，又有煤矿井下通信设备落后等问题。特别是煤矿井下发生事故后，井下人数不详、被困人员位置不清、被困人员生死不明是灾后应急救援急切解决的问题。因此，有必要研究抗灾变能力强、具有人员位置监测等多功能煤矿井下无线通信系统。这对于保障煤矿安全生产，提高抢险救灾装备水平，减少或避免煤矿事故所造成的人员伤亡具有重大的社会效益和经济效益。煤矿井下是一个特殊的工作环境，因此，矿井移动通信系统不同于一般地面移动通信系统，具有如下特点：(1)本安型电气设备。煤矿井下有甲烷等可燃性气体和煤尘，因此移动通信设备要求采用安全性能好的本质安全型防爆措施，煤矿的移动通信设备必须有防爆许可证。(2)传输衰耗大。矿井纵横可达几十到上百公里，煤矿井下空间狭小、巷道倾斜、有拐弯和分支、巷道表面粗糙，且有机车等阻挡体，传输衰耗大。所以选用合适的技术方案、频率和设计合理的结构，才能保证矿井移动通信系统覆盖全矿井。(3)设备体积小。煤矿井下空间狭小，矿井最大尺寸也就4m左右，而在这狭小的空间内还架设了动力电缆、照明线，铺设了水管、铁轨。因此，移动通信设备的体积不能很大，终端的天线长度不能太长。-->(4)抗干扰能力强。并下空间窄小、机电设备相对集中、功率大，因此电磁干扰严重。故设备应具有较强的抗干扰能力。在矿井中，自然辐射小，静电干扰小和人为发射电波干扰小，但50Hz和其谐波的干扰和电机车火花所造成的干扰大。所以矿井移动通信系统在工作频率选择上应考虑这些干扰源，应尽量选择高频或甚高频作为系统工作频率。同时网关在有线传输和电源设计上必须考虑抗干扰的问题。(5)防护性能好。应有防尘、防水、防潮、防霉、耐机械冲击等性能。特别是手机的键盘、麦克和扬声器设计时要特别考虑其防护能力。(6)抗故障能力强。煤矿井下环境恶劣，顶板垮落、机车脱轨等自然破坏不可避免，同时人为破坏事件也时有发生。因此矿井移动通信系统应具有较强的抗故障能力，当系统中某些设备发生故障时，其余非故障设备仍能继续工作。另外，系统还应该有快速修复能力。矿井移动通信系统的移动台应有脱网工作的能力。(7)信道容量大。煤矿井下是一个移动的工作环境，现有有线调度电话受到局限。随着移动通信系统可靠性、通信质量的提高、功能的完善、成本的降低，它将承担全部生产调度与救灾通信的任务，故需系统具有较大的信道容量。矿井移动通信系统不仅应有通话和调度的功能，还应该有图像、话音和传感器数据传输的能力。在信道容量设计时要考虑矿井将来的扩展。由于煤矿井下的特殊性，制约了矿井移动通信系统的发展。迄今为止，还没有一个较为完善的矿井移动通信系统在井下应用。迄今为止，我国煤矿井下主要以有线通信方式为主。国内外矿井无线通信方式主要有漏泄通信、感应通信、透地通信、PHS(小灵通)通信、3G(大灵通)通信系统等。透地通信与感应通信系统存在着设备体积大、重量重、信道容量小、地面设备功率大、地面天线布置困难、单向通信(地面向井下)等问题，因此不宜用作煤矿井下无线通信系统。漏泄通信系统存在着抗灾变能力差、大量的串联中继设备导致可靠性差、系统不具备冗余功能等问题，通信终端存在功能单一、信道容量小的缺陷，因此不宜作煤矿井下无线通信系统。-->PHS(小灵通)通信系统与3G(大灵通)通信系统存在着基站控制器和基站非本质安全型防爆、系统不具备冗余功能、抗灾变能力差、井下基站至地面最大通信距离不满足井下通信10公里的要求、通信终端存在功能单一、信道容量小等问题。
技术实现思路
(说明书)本技术所要解决的问题是提出一种适合井下使用的本质安全型无线以太网移动通信终端，具有无线以太网单模或GSM与无线以太网双模通讯模式，实现话音、短信、网络浏览与下载、图片与视频播放、拍照与摄像、终端定位的本质安全型无线以太网移动通信终端，以满足目前井下对移动通信、人员定位与应急救援的需求。解决了目前井下移动通信终端功能单一、信道窄、传输距离短、抗干扰能力差的问题。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案实现：本质安全型无线以太网移动通信终端满足井下爆炸性气体环境用电气设备安全技术要求，所述终端由以下部分组成：本质安全型电路主板、本质安全型LCD显示屏、听筒、麦克风、扬声器、键盘、本质安全型电池、天线与本质安全型外壳；本质安全型电路主板通过主板上的LCD控制器连接本质安全型LCD显示屏，通过主板上的音频模块连接听筒、麦克风与扬声器，通过主板上的GPIO端口连接键盘，通过主板上的电源管理模块连接本质安全型电池，通过主板上的射频前端模块连接天线，上述器件安装在本质安全型外壳中。所述终端采用多模式处理器实现GSM与无线以太网的双模通讯。所述信终端，使用2.4GHz无线以太网WiFi协议实现井下移动话音通信。所述终端，内置有摄像头。所述终端具有定位功能。所述终端的中央处理器采用OMPA730处理器芯片实现。所述终端的基带处理器采用TWL3016处理器芯片实现。所述本质安全型终端电池使用锰酸锂或磷酸铁锂材料做电池芯。所述终端的电池中采用电阻或恒流二极管串联作为保护电路。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：-->无线以太网技术具有高带宽(108Mbps或54Mbps)、低成本、方便部署、功能丰富、抗干扰能力强的优势，本质安全型无线以太网移动通信终端使得在矿用井下的环境中得以应用无线以太网技术可以实现话音、短信、网络浏览与下载、图片与视频播放、拍照与摄像、终端定位功能，满足目前井下对移动通信、人员定位与应急救援的需求。所述终端具有高带宽、多功能、通话质量好、抗干扰能力强、本质性安全的优点。说明书附图图1是本质安全型无线以太网移动通信终端基本工作原理框图图2是数字基带基本工作原理框图图3是模拟基带基本工作原理框图图4是RF前端电路基本工作原理框图图5是无线以太网模块引脚图图6是PCB结构示意图图7是本质安全型电池基本工作原理框图具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用本质安全型无线以太网移动通信终端，其特征在于所述终端由以下部分组成：本质安全型电路主板、本质安全型ＬＣＤ显示屏、听筒、麦克风、扬声器、键盘、本质安全型电池、天线与本质安全型外壳；本质安全型电路主板通过主板上的ＬＣＤ控制器连接本质安全型ＬＣＤ显示屏，通过主板上的音频模块连接听筒、麦克风与扬声器，通过主板上的ＧＰＩＯ端口连接键盘，通过主板上的电源管理模块连接本质安全型电池，通过主板上的射频前端模块连接天线，上述器件安装在本质安全型外壳中。

【技术特征摘要】
1.一种矿用本质安全型无线以太网移动通信终端，其特征在于所述终端由
以下部分组成：本质安全型电路主板、本质安全型LCD显示屏、听筒、麦克风、
扬声器、键盘、本质安全型电池、天线与本质安全型外壳；本质安全型电路主
板通过主板上的LCD控制器连接本质安全型LCD显示屏，通过主板上的音频模块
连接听筒、麦克风与扬声器，通过主板上的GPIO端口连接键盘，通过主板上的
电源管理模块连接本质安全型电池，通过主板上的射频前端模块连接天线，上
述器件安装在本质安全型外壳中。
2.根据权利要求1所述的本质安全型无线以太网移动通信终端，其特征在于
采用多模式处理器实现GSM网络与无线以太网的双模通讯。
3.根据权利要求1所述的本质安全型无线以太网移动通信终端，其特征在于
使用2.4GHz无线以太网IEEE802.11协议实...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙继平，张锋，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，中电广通股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]