一種煤礦井下無線接入基站的系統(tǒng)、方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及煤礦井下綜合業(yè)務無線接入基站技術領域，尤其涉及一種煤礦井下無線接入基站的系統(tǒng)、方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著煤礦開采規(guī)模的擴大以及對煤礦安全生產要求的不斷提高，煤礦井下人員、設備、環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、自動化以及信息化等各類子系統(tǒng)也在不斷增加。因此，傳輸系統(tǒng)中井下接入業(yè)務也越來越多，對礦井主傳輸的需求呈現出多樣性發(fā)展趨勢。煤礦井下環(huán)境監(jiān)控、人員定位、無線通信、水栗監(jiān)控、膠帶控制、避險救災等各系統(tǒng)的信息均需通過礦井主傳輸網絡傳輸，礦井主傳輸設備也需提供豐富的接口、足夠的帶寬、穩(wěn)定的性能等以滿足各類系統(tǒng)不同設備的接入要求。因此，目前煤礦煙囪式的系統(tǒng)部署帶來的線纜多、傳輸設備多、管理維護難等問題是有待解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明實施例的目的在于提出一種煤礦井下無線接入基站的系統(tǒng)、方法及裝置，旨在解決如何有效地減少井下主傳輸設備的數量同時降低井下傳輸線纜的數量。
[0004]為達此目的，本發(fā)明實施例采用以下技術方案:
[0005]第一方面，一種煤礦井下無線接入基站的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括基礎模塊和業(yè)務模塊，所述基礎模塊用于數據的接入、傳輸和顯示;所述業(yè)務模塊用于實現用戶的預先設置的業(yè)務需求；
[0006]其中，所述基礎模塊包括4G基站模塊、WIFIAP模塊、電源模塊、IP交換模塊、本安接口模塊、預警模塊和串口服務器；
[0007]所述業(yè)務模塊包括定位模塊、IP廣播模塊和IAD模塊。
[0008]優(yōu)選地，所述4G基站模塊，用于4G信號的發(fā)射和接收；
[0009]所述WIFIAP模塊，用于接入煤礦井下具有無線通訊接口的設備；
[0010]所述電源模塊，用于給所述無線接入基站內部的各個模塊提供電源；
[0011]所述IP交換模塊，用于將所述無線接入基站內部的各個模塊以IP化形式承載接入，同時對外提供光電網絡接口 ；
[0012]所述本安接口模塊，用于將非本安的輸出接口轉換成本安的輸出接口；
[0013]所述預警模塊，用于煤礦井下信息的發(fā)布；
[0014]所述串口服務器，用于實現RS485信號與TCP/IP信號的互轉功能。
[0015]優(yōu)選地，所述定位模塊，用于實現無線信號覆蓋范圍內的人員精確定位；
[0016]所述IP廣播模塊，用于接入煤礦井下廣播音響模塊，實現對音響的IP控制；
[0017]所述IAD模塊，用于煤礦井下固話模擬端與所述IP交換模塊的接入交換。
[0018]優(yōu)選地，所述4G基站模塊的工作頻率采用2.6GHz頻段，所述4G基站模塊最大支持400個連接用戶數，最大吞吐量達到下行150Mbit/s、上行50Mbit/s，通過外置天線實現半徑為400?500米的無線覆蓋；
[0019]所述WIFI AP模塊通過I個FE電口與所述IP交換模塊進行互聯通訊，所述WIFI AP模塊采用信號覆蓋頻率為2.4GHz頻段；
[0020]所述電源模塊提供輸入支持127VAC、380VAC、660VAC三路適配輸入，輸出采用模塊化設計，能輸出9路，分為本安和非本安兩種電源類型，輸出支持直流穩(wěn)壓12VDC、48VDC、_54VDC，并且提供8節(jié)串聯組成60AH磷酸鐵鋰后備電池組；
[0021 ]所述IP交換模塊通過I個輸入FE光口與所述IP交換模塊實現互聯互通；
[0022]所述本安接口模塊提供2個FE本安電口、2個FE光口及I個RS485端口輸出，通過I個輸入FE光口與所述IP交換模塊實現互聯互通；
[0023]所述預警模塊用于顯示安全監(jiān)測數據、緊急通知、撤離路線、安全教育和安全警示的信息，在顯示屏上實時顯示并語音播放，與所述串口服務器模塊的RS485接口互聯；
[0024]所述串口服務器包括兩個RS485接口和一個RJ45接口，所述串口服務器通過I個FE電口與所述IP交換模塊實現互聯互通。
[0025]優(yōu)選地，所述定位模塊基于TOA技術進行精確定位，采用發(fā)射頻率為2.4GHz頻段，覆蓋距離達400米，定位精度不大于10米，滿足200張卡80KM時速并發(fā)通過不漏卡;所述定位模塊通過I個FE光口與IP交換模塊實現互聯互通；
[0026]所述IP廣播模塊通過I個輸入FE光口與IP交換模塊實現互聯互通；
[0027]所述IAD模塊通過I個POTS端口供模擬固定電話接入，前端與安全柵一并使用；并通過I個輸入FE電口與IP交換模塊實現互聯互通。
[0028]優(yōu)選地，所述4G基站模塊采用2.6GHz頻段，所述WIFI AP模塊采用2.6GHz頻段，所述定位模塊采用2.4GHz頻段;所述4G基站模塊與所述WIFI AP模塊共用一套天線，所述定位模塊單獨使用一套天線。
[0029]優(yōu)選地，兩套天線的物理放置位置為橫向保持3米相對距離，高度要保持0.5米的相對落差；
[0030]所述WIFI AP模塊選擇的中心頻率為2412MHz的CHANNEL I和2437MHz的CHANNEL 6信道作為通信信道，所述定位模塊選擇的中心頻率為2455MHz的CHANNEL 21或2465MHz的CHANNEL 23或2475MHz 的CHANNEL 25信道。
[0031 ]優(yōu)選地，所述無線接入基站的覆蓋位置為:入井口、巷道交叉口、巷道分支口、采掘面入口、危險區(qū)域入口、廢棄巷道入口、禁止進入區(qū)域入口、回風巷鐵門/木門附近、綜采、連采、綜掘工作面、避難硐室、變電所、皮帶機頭、風機房、水栗房以及特殊設定的位置。
[0032]優(yōu)選地，所述無線接入基站之間的部署距離間隔為400米。
[0033]第二方面，一種煤礦井下無線接入基站的方法，所述方法包括:
[0034]接收用戶輸入的切換到預先設置的場景的指令；
[0035]通過中央控制單元調用與所述指令對應的預先設置的模塊；
[0036]其中，所述預先設置的場景包括基礎數據交換模式場景、無線通信系統(tǒng)接入場景、人員定位系統(tǒng)和車輛定位系統(tǒng)場景、工業(yè)電視系統(tǒng)場景、語音廣播系統(tǒng)場景、調度指揮系統(tǒng)場景和工業(yè)自動化系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)場景；
[0037]所述預先設置的模塊包括基礎模塊和業(yè)務模塊，所述基礎模塊用于數據的接入、傳輸和顯示;所述業(yè)務模塊用于實現用戶的預先設置的業(yè)務需求；
[0038]所述基礎模塊包括4G基站模塊、WIFIAP模塊、電源模塊、IP交換模塊、本安接口模塊、預警模塊和串口服務器；
[0039]所述業(yè)務模塊包括定位模塊、IP廣播模塊和IAD模塊。
[0040]優(yōu)選地，所述通過中央控制單元調用與所述指令對應的預先設置的模塊，包括:[0041 ]若所述指令為切換到基礎數據交換模式場景，則在所述無線接入基站上電啟動后，調用的模塊為所述IP交換模塊、所述預警模塊以及所述電源模塊；
[0042]若所述指令為切換到無線通信系統(tǒng)接入場景，則通過所述中央控制單元實現對所述4G基站模塊和所述WIFI模塊的使能控制；
[0043]若所述指令為切換到人員定位系統(tǒng)和車輛定位系統(tǒng)場景，則通過所述中央控制單元實現對所述定位模塊的使能控制；
[0044]若所述指令為切換到工業(yè)電視系統(tǒng)場景，則通過所述中央控制單元實現對所述本安接口模塊的使能控制；
[0045]若所述指令為切換到語音廣播系統(tǒng)場景，則通過所述中央控制單元實現對所述IP廣播模塊的使能控制；
[0046]若所述指令為切換到調度指揮系統(tǒng)場景，則通過所述中央控制單元實現對所述IAD模塊和所述IP廣播模塊的使能控制；
[0047]若所述指令為切換到工業(yè)自動化系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)場景，則通過所述中央控制單元實現對所述本安接口模塊、所述串口服務器模塊、所述WIFI模塊、所述4G基站模塊的使能控制。
[0048]本發(fā)明實施例提供一種煤礦井下無線接入基站的系統(tǒng)及方法，通過接收用戶輸入的切換到預先設置的場景的指令;通過中央控制單元調用與所述指令對應的預先設置的模塊。本發(fā)明相對于現有技術中無法滿足各類系統(tǒng)不同設備的接入要求而言，能實現對無線通信系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)、人員車輛定位系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、IP語音擴播系統(tǒng)、井