專利名稱：一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦井作業(yè)中通常要實(shí)現(xiàn)礦井內(nèi)設(shè)備、人員之間相互通信，以及與井上控制中心通信，目前主要以有線通信通信和基于無(wú)線電磁波的無(wú)線通信方式為主。有線通信方式以光纜、電纜為通信介質(zhì)，其中雙絞線電纜較為普及，主要采用的通信技術(shù)為CAN總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)等；無(wú)線通信方式有井下小靈通、GPRS以及ZIGBEE短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信等方式。采用現(xiàn)有有線通信技術(shù)，需要為通信架設(shè)專用通信線路，布設(shè)和維護(hù)成本較高；受礦井地理環(huán)境影響，傳統(tǒng)無(wú)線通信方式存在通信距離不遠(yuǎn)的缺點(diǎn)，且通信終端設(shè)備對(duì)功耗 要求嚴(yán)格，充電麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有井下通信系統(tǒng)中存在的布設(shè)和維護(hù)成本高、通信距離短、通信終端設(shè)備對(duì)功耗要求嚴(yán)格、充電麻煩的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制中心、多個(gè)LED可見(jiàn)光通信控制器、以及多個(gè)光通信節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)程控制中心與LED可見(jiàn)光通信控制器通過(guò)電力線載波連接，LED可見(jiàn)光通信控制器和光通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)LED可見(jiàn)光連接，光通信節(jié)點(diǎn)設(shè)置于井下的移動(dòng)或固定設(shè)備上，用于獲取移動(dòng)或固定設(shè)備采集的傳感信息，并將傳感信息以光信號(hào)的方式傳送到LED可見(jiàn)光通信控制器，LED可見(jiàn)光通信控制器用于將傳感信息傳送到遠(yuǎn)程控制中心，遠(yuǎn)程控制中心用于根據(jù)傳感信息對(duì)移動(dòng)或固定設(shè)備進(jìn)行控制，遠(yuǎn)程控制中心包括控制器、電力線載波通信模塊、通用輸入輸出設(shè)備以及上行通信模塊，LED可見(jiàn)光通信控制器包括電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路、微處理器、載波光源控制電路、光電接收解調(diào)電路、PIN光電傳感器和LED照明燈，PIN光電傳感器用于從光通信節(jié)點(diǎn)獲取光信號(hào)，并將光信號(hào)傳送到光電接收解調(diào)電路，光電接收解調(diào)電路用于對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以獲取傳感信息，并將傳感信息傳送到微處理器，微處理器用于對(duì)傳感信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的傳感信息傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路，電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路用于將校驗(yàn)處理后的傳感信息調(diào)制為適合在電力線傳輸?shù)妮d波信號(hào)，并將載波信號(hào)傳送到電力線載波通信模塊，電力線載波通信模塊用于將載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感信息，并將傳感信息傳送到控制器，控制器用于根據(jù)傳感信息生成控制信息，并將控制信息傳送到電力線載波通信模塊，電力線載波通信模塊還用于將控制信息以電力載波信號(hào)的方式傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路，電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路還用于對(duì)電力載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以生成控制信息，并將控制信息傳送到微處理器，微處理器還用于對(duì)控制信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的控制信息傳送到載波光源控制電路，載波光源控制電路用于將控制信息調(diào)制到LED可見(jiàn)光信號(hào)上，并將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到LED照明燈，LED照明燈還用于將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到光通信節(jié)點(diǎn)。傳感信息包括井下的環(huán)境信息、移動(dòng)或固定設(shè)備的工況信息，移動(dòng)或固定設(shè)備包括采煤機(jī)、液壓支架、刮板機(jī)、掘進(jìn)機(jī)。校驗(yàn)處理包括循環(huán)冗余校驗(yàn)、前向糾錯(cuò)處理、Haming碼校驗(yàn)。上行通信模塊包括GPRS通信模塊、通信模塊以及以太網(wǎng)通信模塊。載波光源控制電路包括編碼電路、LED光源調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路、功率驅(qū)動(dòng)電路，編碼電路用于將控制信息編碼成適合在可見(jiàn)光信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，LED光源調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路用于將編碼的數(shù)據(jù)流調(diào)制到控制LED照明燈閃爍的載波上，功率驅(qū)動(dòng)電路用于對(duì)調(diào)制后的載波信 號(hào)進(jìn)行功率放大，以保證輸出的信號(hào)能驅(qū)動(dòng)LED照明燈正常照明。光電接收解調(diào)電路包括解調(diào)電路、自增益放大電路、濾波器、前置放大器、PIN光電傳感器、以及光濾波器，光濾波器用于濾除光信號(hào)中干擾較強(qiáng)的波段，PIN光電傳感器用于將濾除后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，前置放大器用于對(duì)電信號(hào)執(zhí)行阻抗匹配和預(yù)防大，濾波器用于濾除電信號(hào)中的干擾，自增益放大電路用于將電信號(hào)放大到適宜檢測(cè)的范圍，解調(diào)電路用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并將解調(diào)后的電信號(hào)傳輸?shù)轿⑻幚砥鬟M(jìn)行控制和處理。一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制中心、多個(gè)LED可見(jiàn)光通信控制器、以及多個(gè)光通信節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)程控制中心與LED可見(jiàn)光通信控制器通過(guò)電力線載波連接，LED可見(jiàn)光通信控制器和光通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)LED可見(jiàn)光連接，光通信節(jié)點(diǎn)設(shè)置于井下的移動(dòng)或固定設(shè)備上，用于獲取移動(dòng)或固定設(shè)備采集的傳感信息，并將傳感信息以光信號(hào)的方式傳送到LED可見(jiàn)光通信控制器，LED可見(jiàn)光通信控制器用于將傳感信息傳送到遠(yuǎn)程控制中心，遠(yuǎn)程控制中心用于根據(jù)傳感信息對(duì)移動(dòng)或固定設(shè)備進(jìn)行控制，遠(yuǎn)程控制中心包括控制器、電力線載波通信模塊、通用輸入輸出設(shè)備以及上行通信模塊，LED可見(jiàn)光通信控制器包括電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路、微處理器、載波光源控制電路、光電接收解調(diào)電路、PIN光電傳感器和LED照明燈，PIN光電傳感器用于從光通信節(jié)點(diǎn)獲取光信號(hào)，并將光信號(hào)傳送到光電接收解調(diào)電路，光電接收解調(diào)電路用于對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以獲取傳感信息，并將傳感信息傳送到微處理器，微處理器用于對(duì)傳感信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的傳感信息傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路，電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路用于將校驗(yàn)處理后的傳感信息調(diào)制為適合在電力線傳輸?shù)妮d波信號(hào)，并將載波信號(hào)傳送到電力線載波通信模塊，電力線載波通信模塊用于將載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感信息，并將傳感信息傳送到控制器，控制器還用于將傳感信息傳送到上行通信模塊，上行通信模塊用于將傳感信息傳送到業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)用于根據(jù)傳感信息生成相應(yīng)的控制信息后傳送到控制器，控制器還用于將控制信息傳送到電力線載波通信模塊，電力線載波通信模塊還用于將控制信息以電力載波信號(hào)的方式傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路，電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路還用于對(duì)電力載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以生成控制信息，并將控制信息傳送到微處理器，微處理器還用于對(duì)控制信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的控制信息傳送到載波光源控制電路，載波光源控制電路用于將控制信息調(diào)制到LED可見(jiàn)光信號(hào)上，并將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到LED照明燈，LED照明燈還用于將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到光通信節(jié)點(diǎn)。
通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的有益效果I、布設(shè)和維護(hù)成本較低由于采用了現(xiàn)成的照明電力線載波通信模塊和LED可見(jiàn)光通信模塊，所以無(wú)需布線，相對(duì)于傳統(tǒng)通信方案，布設(shè)快捷，維護(hù)方便；2、對(duì)功耗要求低并且移動(dòng)方便由于采用了 LED可見(jiàn)光作為終端通信載體，加之LED自身的節(jié)能性，以及通信方式是無(wú)線方式，所以功耗低，移動(dòng)方便。


圖I是本發(fā)明基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖。圖2是遠(yuǎn)程控制中心的結(jié)構(gòu)框圖。圖3是LED可見(jiàn)光通信控制器的結(jié)構(gòu)框圖?！D4是載波光源控制電路的結(jié)構(gòu)框圖。圖5是光信號(hào)解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程控制中心I、多個(gè)LED可見(jiàn)光通信控制器2、以及多個(gè)光通信節(jié)點(diǎn)3。遠(yuǎn)程控制中心I與LED可見(jiàn)光通信控制器2通過(guò)電力線載波連接，LED可見(jiàn)光通信控制器2和光通信節(jié)點(diǎn)3通過(guò)LED可見(jiàn)光連接。光通信節(jié)點(diǎn)3設(shè)置于井下的移動(dòng)或固定設(shè)備上，用于獲取移動(dòng)或固定設(shè)備采集的傳感信息，并將傳感信息以光信號(hào)的方式傳送到LED可見(jiàn)光通信控制器2。傳感信息包括井下的環(huán)境信息、移動(dòng)或固定設(shè)備的工況信息等，移動(dòng)或固定設(shè)備包括綜采系統(tǒng)(諸如采煤機(jī)、液壓支架、刮板機(jī)等)、掘進(jìn)機(jī)等。LED可見(jiàn)光通信控制器2用于將傳感信息傳送到遠(yuǎn)程控制中心I。遠(yuǎn)程控制中心I用于根據(jù)傳感信息對(duì)移動(dòng)或固定設(shè)備進(jìn)行控制。如圖2所示，遠(yuǎn)程控制中心I包括控制器11、電力線載波通信模塊12、通用輸入輸出設(shè)備13以及上行通信模塊14。如圖3所示，LED可見(jiàn)光通信控制器2包括電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21、微處理器22、載波光源控制電路23、光電接收解調(diào)電路24、PIN光電傳感器25和LED照明燈26。PIN光電傳感器25用于從光通信節(jié)點(diǎn)3獲取光信號(hào)，并將光信號(hào)傳送到光電接收解調(diào)電路24。光電接收解調(diào)電路24用于對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以獲取傳感信息，并將傳感信息傳送到微處理器22。微處理器22用于對(duì)傳感信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的傳感信息傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21。在本實(shí)施方式中，校驗(yàn)處理包括循環(huán)冗余校驗(yàn)、前向糾錯(cuò)處理、Haming碼校驗(yàn)等。
電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21用于將校驗(yàn)處理后的傳感信息調(diào)制為適合在電力線傳輸?shù)妮d波信號(hào)，并將載波信號(hào)傳送到電力線載波通信模塊12。電力線載波通信模塊12用于將載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感信息，并將傳感信息傳送到控制器11?？刂破?1用于根據(jù)傳感信息生成控制信息，并將控制信息傳送到電力線載波通信模塊12。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式中，控制器11還用于將傳感信息傳送到上行通信模塊14，上行通信模塊14用于將傳感信息傳送到業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)根據(jù)傳感信息生成相應(yīng)的控制信息后傳送到控制器11，控制器11還用于將控制信息傳送到電力線載波通信模塊12。在本實(shí)施方式中，上行通信模塊14包括GPRS通信模塊、通信模塊以及以太網(wǎng)通信模塊。
電力線載波通信模塊12還用于將控制信息以電力載波信號(hào)的方式傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21。電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21還用于對(duì)電力載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以生成控制信息，并將控制信息傳送到微處理器31。微處理器22還用于對(duì)控制信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的控制信息傳送到載波光源控制電路23。載波光源控制電路23用于將控制信息調(diào)制到LED可見(jiàn)光信號(hào)上，并將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到LED照明燈26。LED照明燈26還用于將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到光通信節(jié)點(diǎn)3。如圖4所示，載波光源控制電路23包括編碼電路231、LED光源調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路232、功率驅(qū)動(dòng)電路233。編碼電路231將控制信息編碼成適合在可見(jiàn)光信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，LED光源調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路232將編碼的數(shù)據(jù)流調(diào)制到控制LED照明燈26閃爍的載波上，功率驅(qū)動(dòng)電路233對(duì)調(diào)制后的載波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以保證輸出的信號(hào)能驅(qū)動(dòng)LED照明燈26正常照明。如圖5所示，光電接收解調(diào)電路24包括解調(diào)電路242、自增益放大電路243、濾波器244、前置放大器245、PIN光電傳感器246、以及光濾波器247。光濾波器247用于濾除光信號(hào)中干擾較強(qiáng)的波段；PIN光電傳感器246用于將濾除后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；前置放大器245用于對(duì)電信號(hào)執(zhí)行阻抗匹配和預(yù)防大；濾波器244用于濾除電信號(hào)中的干擾；自增益放大電路243用于將電信號(hào)放大到適宜檢測(cè)的范圍；解調(diào)電路242用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并將解調(diào)后的電信號(hào)傳輸?shù)轿⑻幚砥?1進(jìn)行控制和處理。本發(fā)明的工作原理如下首先，PIN光電傳感器25從光通信節(jié)點(diǎn)3獲取光信號(hào)，并將光信號(hào)傳送到光電接收解調(diào)電路24，然后光電接收解調(diào)電路24對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以獲取傳感信息，并將傳感信息傳送到微處理器22，然后微處理器22對(duì)傳感信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的傳感信息傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21，然后電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21將校驗(yàn)處理后的傳感信息調(diào)制為適合在電力線傳輸?shù)妮d波信號(hào)，并將載波信號(hào)傳送到電力線載波通信模塊12，然后電力線載波通信模塊12將載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感信息，并將傳感信息傳送到控制器11，其后控制器11根據(jù)傳感信息生成控制信息，并將控制信息傳送到電力線載波通信模塊12，然后電力線載波通信模塊12將控制信息以電力載波信號(hào)的方式傳送到電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21，接著電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路21對(duì)電力載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以生成控制信息，并將控制信息傳送到微處理器31，然后微處理器22對(duì)控制信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的控制信息傳送到載波光源控制電路23，其后載波光源控制電路23將控制信息調(diào)制到LED可見(jiàn)光信號(hào)上，并將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到LED照明燈26，最后，LED照明燈26將LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到光通信節(jié)點(diǎn)3。在以上的過(guò)程中，控制器11還可將傳感信息傳送到上行通信模塊14，然后上行通信模塊14將傳感信息傳送到業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，其后業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)根據(jù)傳感信息生成相應(yīng)的控制信息后傳送到控制器11，最后控制器11將控制信息傳送到電力線載波通信 模塊12。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制中心、多個(gè)LED可見(jiàn)光通信控制器、以及多個(gè)光通信節(jié)點(diǎn)，其特征在于， 所述遠(yuǎn)程控制中心與所述LED可見(jiàn)光通信控制器通過(guò)電力線載波連接； 所述LED可見(jiàn)光通信控制器和所述光通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)LED可見(jiàn)光連接， 所述光通信節(jié)點(diǎn)設(shè)置于井下的移動(dòng)或固定設(shè)備上，用于獲取所述移動(dòng)或固定設(shè)備采集的傳感信息，并將所述傳感信息以光信號(hào)的方式傳送到所述LED可見(jiàn)光通信控制器； 所述LED可見(jiàn)光通信控制器用于將所述傳感信息傳送到所述遠(yuǎn)程控制中心； 所述遠(yuǎn)程控制中心用于根據(jù)所述傳感信息對(duì)所述移動(dòng)或固定設(shè)備進(jìn)行控制； 所述遠(yuǎn)程控制中心包括控制器、電力線載波通信模塊、通用輸入輸出設(shè)備以及上行通信模塊； 所述LED可見(jiàn)光通信控制器包括電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路、微處理器、載波光源控制電路、光電接收解調(diào)電路、PIN光電傳感器和LED照明燈； 所述PIN光電傳感器用于從所述光通信節(jié)點(diǎn)獲取光信號(hào)，并將所述光信號(hào)傳送到所述光電接收解調(diào)電路； 所述光電接收解調(diào)電路用于對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以獲取傳感信息，并將所述傳感信息傳送到所述微處理器； 所述微處理器用于對(duì)所述傳感信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的傳感信息傳送到所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路； 所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路用于將校驗(yàn)處理后的傳感信息調(diào)制為適合在電力線傳輸?shù)妮d波信號(hào)，并將所述載波信號(hào)傳送到所述電力線載波通信模塊； 所述電力線載波通信模塊用于將所述載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感信息，并將所述傳感信息傳送到控制器； 所述控制器用于根據(jù)所述傳感信息生成控制信息，并將所述控制信息傳送到所述電力線載波通信模塊； 所述電力線載波通信模塊還用于將所述控制信息以電力載波信號(hào)的方式傳送到所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路； 所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路還用于對(duì)所述電力載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以生成控制信息，并將所述控制信息傳送到所述微處理器； 所述微處理器還用于對(duì)所述控制信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的控制信息傳送到所述載波光源控制電路； 所述載波光源控制電路用于將控制信息調(diào)制到所述LED可見(jiàn)光信號(hào)上，并將所述LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到所述LED照明燈； 所述LED照明燈還用于將所述LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到所述光通信節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述傳感信息包括井下的環(huán)境信息、所述移動(dòng)或固定設(shè)備的工況信息； 所述移動(dòng)或固定設(shè)備包括采煤機(jī)、液壓支架、刮板機(jī)、掘進(jìn)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述校驗(yàn)處理包括循環(huán)冗余校驗(yàn)、前向糾錯(cuò)處理、Haming碼校驗(yàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述上行通信模塊包括GPRS通信模塊、通信模塊以及以太網(wǎng)通信模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述載波光源控制電路包括編碼電路、LED光源調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路、功率驅(qū)動(dòng)電路； 所述編碼電路用于將所述控制信息編碼成適合在可見(jiàn)光信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流； 所述LED光源調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路用于將編碼的數(shù)據(jù)流調(diào)制到控制所述LED照明燈閃爍的載波上； 所述功率驅(qū)動(dòng)電路用于對(duì)調(diào)制后的載波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以保證輸出的信號(hào)能驅(qū)動(dòng)所述LED照明燈正常照明。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述光電接收解調(diào)電路包括解調(diào)電路、自增益放大電路、濾波器、前置放大器、PIN光電傳感器、以及光濾波器； 所述光濾波器用于濾除所述光信號(hào)中干擾較強(qiáng)的波段； 所述PIN光電傳感器用于將濾除后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 前置放大器用于對(duì)所述電信號(hào)執(zhí)行阻抗匹配和預(yù)防大； 所述濾波器用于濾除所述電信號(hào)中的干擾； 所述自增益放大電路用于將所述電信號(hào)放大到適宜檢測(cè)的范圍； 所述解調(diào)電路用于對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并將解調(diào)后的電信號(hào)傳輸?shù)剿鑫⑻幚砥鬟M(jìn)行控制和處理。
7.一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制中心、多個(gè)LED可見(jiàn)光通信控制器、以及多個(gè)光通信節(jié)點(diǎn)，其特征在于， 所述遠(yuǎn)程控制中心與所述LED可見(jiàn)光通信控制器通過(guò)電力線載波連接； 所述LED可見(jiàn)光通信控制器和所述光通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)LED可見(jiàn)光連接， 所述光通信節(jié)點(diǎn)設(shè)置于井下的移動(dòng)或固定設(shè)備上，用于獲取所述移動(dòng)或固定設(shè)備采集的傳感信息，并將所述傳感信息以光信號(hào)的方式傳送到所述LED可見(jiàn)光通信控制器； 所述LED可見(jiàn)光通信控制器用于將所述傳感信息傳送到所述遠(yuǎn)程控制中心； 所述遠(yuǎn)程控制中心用于根據(jù)所述傳感信息對(duì)所述移動(dòng)或固定設(shè)備進(jìn)行控制； 所述遠(yuǎn)程控制中心包括控制器、電力線載波通信模塊、通用輸入輸出設(shè)備以及上行通信模塊； 所述LED可見(jiàn)光通信控制器包括電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路、微處理器、載波光源控制電路、光電接收解調(diào)電路、PIN光電傳感器和LED照明燈； 所述PIN光電傳感器用于從所述光通信節(jié)點(diǎn)獲取光信號(hào)，并將所述光信號(hào)傳送到所述光電接收解調(diào)電路； 所述光電接收解調(diào)電路用于對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以獲取傳感信息，并將所述傳感信息傳送到所述微處理器； 所述微處理器用于對(duì)所述傳感信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的傳感信息傳送到所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路； 所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路用于將校驗(yàn)處理后的傳感信息調(diào)制為適合在電力線傳輸?shù)妮d波信號(hào)，并將所述載波信號(hào)傳送到所述電力線載波通信模塊； 所述電力線載波通信模塊用于將所述載波信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感信息，并將所述傳感信息傳送到控制器； 所述控制器還用于將所述傳感信息傳送到所述上行通信模塊； 所述上行通信模塊用于將所述傳感信息傳送到業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理； 所述業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)用于根據(jù)所述傳感信息生成相應(yīng)的控制信息后傳送到所述控制器； 所述控制器還用于將所述控制信息傳送到所述電力線載波通信模塊； 所述電力線載波通信模塊還用于將所述控制信息以電力載波信號(hào)的方式傳送到所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路； 所述電力線載波通信調(diào)制解調(diào)電路還用于對(duì)所述電力載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以生成控制信息，并將所述控制信息傳送到所述微處理器； 所述微處理器還用于對(duì)所述控制信息進(jìn)行校驗(yàn)處理，并將校驗(yàn)處理后的控制信息傳送到所述載波光源控制電路； 所述載波光源控制電路用于將控制信息調(diào)制到所述LED可見(jiàn)光信號(hào)上，并將所述LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到所述LED照明燈； 所述LED照明燈還用于將所述LED可見(jiàn)光信號(hào)傳送到所述光通信節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于可見(jiàn)光通信的井下無(wú)線通信系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制中心、多個(gè)LED可見(jiàn)光通信控制器、以及多個(gè)光通信節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)程控制中心與LED可見(jiàn)光通信控制器通過(guò)電力線載波連接，LED可見(jiàn)光通信控制器和光通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)LED可見(jiàn)光連接，光通信節(jié)點(diǎn)設(shè)置于井下的移動(dòng)或固定設(shè)備上，用于獲取移動(dòng)或固定設(shè)備采集的傳感信息，并將傳感信息以光信號(hào)的方式傳送到LED可見(jiàn)光通信控制器，LED可見(jiàn)光通信控制器用于將傳感信息傳送到遠(yuǎn)程控制中心，遠(yuǎn)程控制中心包括控制器、電力線載波通信模塊、通用輸入輸出設(shè)備以及上行通信模塊。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有井下通信系統(tǒng)中存在的布設(shè)和維護(hù)成本高、通信距離短、通信終端設(shè)備對(duì)功耗要求嚴(yán)格、充電麻煩的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04B3/54GK102868449SQ20121032651
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者李揚(yáng)帆, 桑農(nóng) 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)