專利名稱：一種井下人員手持定位通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井 安全監(jiān)控和人員定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤礦井下人員手持 的定位通信終端。
背景技術(shù)：
煤礦生產(chǎn)的環(huán)境和安全監(jiān)控是煤礦行業(yè)生產(chǎn)過程中一個至關(guān)重要的問題，同樣， 生產(chǎn)效率和節(jié)能管理也是煤炭企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前我國煤炭企業(yè)也相繼采 用了管理信息系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、人員定位管理系統(tǒng)等系統(tǒng)，但是這些管理系統(tǒng)一般從單 項業(yè)務(wù)著手，相互分離。井下監(jiān)控管理系統(tǒng)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)包含人員定位、環(huán)境監(jiān)視、設(shè)備 控制等幾個方面，實現(xiàn)這幾個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)在于傳感信息收集和經(jīng)過通信信道向信息中心的 傳遞、信息的分析處理、信息向控制環(huán)節(jié)的反饋。由于井下人員具有移動性，所以一般情況 下都采用無線定位方式實現(xiàn)人員定位，區(qū)別在于定位方式的不同；而傳感器信息收集和上 傳則既可以采用有線方式，也可以采用無線方式。現(xiàn)存的井下人員定位系統(tǒng)大都采用單向通信方式，也就是由井下人員所持的定位 節(jié)點(diǎn)不斷向地面的控制中心發(fā)送定位數(shù)據(jù)，而地面控制中心卻無法實時與井下工作人員進(jìn) 行通信；此外，一般的定位節(jié)點(diǎn)也無法對井下的狀態(tài)進(jìn)行檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種煤礦井下專用的集定位、檢測、 收發(fā)短信和語音通信于一體的井下人員手持終端設(shè)備。為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的井下人員手持定位通信終端包括無線收發(fā)模塊，通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送井下人員定位信號、來自傳感器的檢測信 號，以及，收發(fā)并存儲短信數(shù)據(jù)和語音通信數(shù)據(jù)；IXD顯示模塊，包括人機(jī)交互界面和輸入按鍵，響應(yīng)用戶指令輸入短信、顯示短信 內(nèi)容以及設(shè)置參數(shù)；語音編解碼模塊，用于采集語音信號，壓縮處理后傳送給所述無線收發(fā)模塊，以及 接收所述無線收發(fā)模塊的語音通信數(shù)據(jù)，將其還原為語音信號；傳感器模塊，用于檢測井下周邊氣體狀態(tài)信號和生命特征信號，通過處理器模塊 發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊；處理器模塊，用于接收IXD顯示模塊通過輸入按鍵輸入的短信數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述 無線收發(fā)模塊，接收所述無線收發(fā)模塊的短信數(shù)據(jù)并將其內(nèi)容顯示在所述LCD顯示模塊的 人機(jī)交互界面上，以及將所述傳感檢測信號發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊； 電源管理模塊，用于檢測電源電量并發(fā)送充電提示信號。優(yōu)選地，所述無線收發(fā)模塊為短距離無線通信芯片。優(yōu)選地，所述處理器模塊為STM32處理器。優(yōu)選地，所述語音編解碼模塊通過G. 729壓縮方法實現(xiàn)語音信號的壓縮處理。
優(yōu)選地，所述傳感器模塊包括氣體檢測傳感器和生命特征檢測傳感器。本發(fā)明的手持定位通信終端可以通過短信或語音與地面控制中心進(jìn)行通信，同時 還具有氣體檢測和生命特征檢測的功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)中井下人員定位節(jié)點(diǎn)的缺陷。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的井下人員手持定位通信終端的結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的井下人員手持定位通信終端的人機(jī)交互界面的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的井下人員手持定位通信終端，結(jié)合附圖和實施例說明如下。如圖1所示，本發(fā)明的井下人員手持定位通信終端包括無線收發(fā)模塊、LCD顯示模 塊、語音編解碼模塊、傳感器模塊、處理器模塊以及電源管理模塊。當(dāng)井下工作人員手持本發(fā)明的定位通信終端在煤礦井下作業(yè)時，無線收發(fā)模塊可 以通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)不斷向上級基站發(fā)送該工作人員的定位信號，使得地面控制中心可以 隨時確定工作人員的具體位置；同時傳感器模塊通過擴(kuò)展的傳感器接口連接不同類型的傳 感器，檢測終端附近的氣體狀態(tài)信息及工作人員的生命特征信息，這些檢測信號同樣通過 無線收發(fā)模塊發(fā)送給上級接收基站，以便于地面控制中心能更好地了解井下的環(huán)境狀態(tài)以 及工作人員的工作狀態(tài)；當(dāng)工作人員需要互相傳遞消息或者需要與地面控制中心取得聯(lián) 系時，可以通過LCD顯示模塊編輯發(fā)送或查看短信息，具體地，終端外殼上設(shè)置有LCD顯示 屏和輸入按鍵，工作人員可以通過按鍵輸入短信息，這些短信數(shù)據(jù)經(jīng)由無線收發(fā)模塊發(fā)送 給指定的工作人員所持有的定位通信終端，經(jīng)對方的處理器模塊分析處理后在對方的LCD 顯示屏的人機(jī)交互界面上顯示短信息內(nèi)容，或者經(jīng)由無線收發(fā)模塊通過上級接收基站轉(zhuǎn)發(fā) 給地面控制中心，通過相同的方式接收并顯示其他終端或地面控制中心發(fā)送的短信內(nèi)容或 信息指令，由此，井下工作人員可以隨時相互聯(lián)系或與地面控制中心取得聯(lián)系；此外，若工 作人員需要實現(xiàn)相互之間或與地面控制中心的語音實時通話，語音編解碼模塊可以采集語 音信號，并經(jīng)過壓縮處理后通過無線收發(fā)模塊發(fā)送給指定的工作人員所持有的定位通信終 端，經(jīng)過對方的語音編解碼模塊還原為語音信號，或者經(jīng)由無線收發(fā)模塊通過上級接收基 站轉(zhuǎn)發(fā)給地面控制中心，由此使得通信更加方便。此外，該系統(tǒng)可采用USB電源供電和鋰電 池供電兩種方式，電源管理模塊包含鋰電池檢測和充電模塊，在鋰電池電量低的時候可以 提示并執(zhí)行充電。優(yōu)選地，處理器模塊采用STM32低功耗處理器，其可以使終端進(jìn)入休眠模式，從而 降低功耗；優(yōu)選地，傳感器模塊采用氣體檢測傳感器與生命特征檢測傳感器，用來檢測井下 的氣體狀態(tài)以及井下工作人員的生命特征，并不斷通過無線收發(fā)模塊向地面控制中心上傳 這些信息，該模塊還可以擴(kuò)展增加其他類型的傳感器以檢測其他信息。 優(yōu)選地，無線收發(fā)模塊采用短距離無線通信芯片，可以通過ZIGBEE無線傳感網(wǎng)不 斷上傳定位及檢測信息。優(yōu)選地，IXD液晶顯示模塊采用的是160*128的TFT彩屏液晶，如圖2所示為其顯 示的人機(jī)交互界面的主菜單，通過該菜單能夠完成短信發(fā)送、短信閱讀及無動作背光關(guān)閉延時、背光亮度、定位數(shù)據(jù)發(fā)送頻率、短信接收查詢頻率、無線發(fā)射功率大小等系統(tǒng)參數(shù)的 設(shè)置，使終端的使用更加簡明方便； 優(yōu)選地，語音編解碼模塊采用G. 729語音壓縮方法，在多跳傳輸過程中采用面向 連接的傳輸方式，由信號接收基站建立并保持與分配時間片的虛通道以滿足傳輸?shù)膶崟r性 要求，使得井下工作人員可以與地面網(wǎng)絡(luò)控制中心進(jìn)行語音通信。綜上所述，本發(fā)明的手持定位通信終端可以通過短信或語音與地面控制中心進(jìn)行 通信，同時還具有氣體檢測和生命特征檢測的功能。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種井下人員手持定位通信終端，其特征在于，包括無線收發(fā)模塊，通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送井下人員定位信號、來自傳感器的檢測信號，以 及，收發(fā)并存儲短信數(shù)據(jù)和語音通信數(shù)據(jù)；LCD顯示模塊，包括人機(jī)交互界面和輸入按鍵，響應(yīng)用戶指令輸入短信、顯示短信內(nèi)容 以及設(shè)置參數(shù)；語音編解碼模塊，用于采集語音信號，壓縮處理后傳送給所述無線收發(fā)模塊，以及接收 所述無線收發(fā)模塊的語音通信數(shù)據(jù)，將其還原為語音信號；傳感器模塊，用于檢測井下周邊氣體狀態(tài)信號和生命特征信號，通過處理器模塊發(fā)送 給所述無線收發(fā)模塊；處理器模塊，用于接收IXD顯示模塊通過輸入按鍵輸入的短信數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述無線 收發(fā)模塊，接收所述無線收發(fā)模塊的短信數(shù)據(jù)并將其內(nèi)容顯示在所述LCD顯示模塊的人機(jī) 交互界面上，以及將所述傳感檢測信號發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊；電源管理模塊，用于檢測電源電量并發(fā)送充電提示信號。
2.如權(quán)利要求1所述的井下人員手持定位通信終端，其特征在于，所述無線收發(fā)模塊 為短距離無線通信芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的井下人員手持定位通信終端，其特征在于，所述處理器模塊為 STM32處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的井下人員手持定位通信終端，其特征在于，所述語音編解碼模 塊通過G. 729壓縮方法實現(xiàn)語音信號的壓縮處理。
5.如權(quán)利要求1所述的井下人員手持定位通信終端，其特征在于，所述傳感器模塊包 括氣體檢測傳感器和生命特征檢測傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種井下人員手持定位通信終端，包括無線收發(fā)模塊，發(fā)送井下人員定位信號、傳感器檢測信號，以及，收發(fā)并存儲短信數(shù)據(jù)和語音通信數(shù)據(jù)；LCD顯示模塊，響應(yīng)用戶指令輸入短信、顯示短信內(nèi)容以及設(shè)置參數(shù)；語音編解碼模塊，采集語音信號，壓縮處理后傳送無線收發(fā)模塊，以及將接收到的語音通信數(shù)據(jù)還原為語音信號；傳感器模塊，檢測井下周邊氣體狀態(tài)信號和生命特征信號，發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊；處理器模塊，接收短信數(shù)據(jù)并將其內(nèi)容顯示在所述LCD顯示模塊的人機(jī)交互界面上，以及將所述傳感檢測信號發(fā)送給所述無線收發(fā)模塊；電源管理模塊，檢測電源電量并提示充電。該終端通過短信或語音與地面控制中心進(jìn)行通信，同時還具有氣體檢測和生命特征檢測功能。
文檔編號H04W4/04GK102082999SQ200910238490
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者于立庚, 劉瑞禎, 李學(xué)恩, 段勃, 王大偉 申請人:中國科學(xué)院自動化研究所