專利名稱：一種井下人員手持定位通信終端的制作方法
技術領域：
本發明涉及礦井 安全監控和人員定位技術領域，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：
煤礦生產的環境和安全監控是煤礦行業生產過程中一個至關重要的問題，同樣， 生產效率和節能管理也是煤炭企業提高經濟效益的關鍵環節。目前我國煤炭企業也相繼采 用了管理信息系統、環境監測系統、人員定位管理系統等系統，但是這些管理系統一般從單 項業務著手，相互分離。井下監控管理系統的關鍵業務環節包含人員定位、環境監視、設備 控制等幾個方面，實現這幾個環節的基礎在于傳感信息收集和經過通信信道向信息中心的 傳遞、信息的分析處理、信息向控制環節的反饋。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人員定位，區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。現存的井下人員定位系統大都采用單向通信方式，也就是由井下人員所持的定位 節點不斷向地面的控制中心發送定位數據，而地面控制中心卻無法實時與井下工作人員進 行通信；此外，一般的定位節點也無法對井下的狀態進行檢測。
發明內容
本發明目的是克服現有技術的上述缺陷，提供一種煤礦井下專用的集定位、檢測、 收發短信和語音通信于一體的井下人員手持終端設備。為實現本發明的上述目的，本發明的井下人員手持定位通信終端包括無線收發模塊，通過無線傳感網絡發送井下人員定位信號、來自傳感器的檢測信 號，以及，收發并存儲短信數據和語音通信數據；IXD顯示模塊，包括人機交互界面和輸入按鍵，響應用戶指令輸入短信、顯示短信 內容以及設置參數；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模塊，以及 接收所述無線收發模塊的語音通信數據，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信號和生命特征信號，通過處理器模塊 發送給所述無線收發模塊；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據并發送給所述 無線收發模塊，接收所述無線收發模塊的短信數據并將其內容顯示在所述LCD顯示模塊的 人機交互界面上，以及將所述傳感檢測信號發送給所述無線收發模塊； 電源管理模塊，用于檢測電源電量并發送充電提示信號。優選地，所述無線收發模塊為短距離無線通信芯片。優選地，所述處理器模塊為STM32處理器。優選地，所述語音編解碼模塊通過G. 729壓縮方法實現語音信號的壓縮處理。
優選地，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，克服了現有技術中井下人員定位節點的缺陷。
圖1是根據本發明的井下人員手持定位通信終端的結構圖；圖2是根據本發明的井下人員手持定位通信終端的人機交互界面的示意圖。
具體實施例方式本發明提出的井下人員手持定位通信終端，結合附圖和實施例說明如下。如圖1所示，本發明的井下人員手持定位通信終端包括無線收發模塊、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。當井下工作人員手持本發明的定位通信終端在煤礦井下作業時，無線收發模塊可 以通過無線傳感網絡不斷向上級基站發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 無線收發模塊發送給上級接收基站，以便于地面控制中心能更好地了解井下的環境狀態以 及工作人員的工作狀態；當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 系時，可以通過LCD顯示模塊編輯發送或查看短信息，具體地，終端外殼上設置有LCD顯示 屏和輸入按鍵，工作人員可以通過按鍵輸入短信息，這些短信數據經由無線收發模塊發送 給指定的工作人員所持有的定位通信終端，經對方的處理器模塊分析處理后在對方的LCD 顯示屏的人機交互界面上顯示短信息內容，或者經由無線收發模塊通過上級接收基站轉發 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送的短信內容或 信息指令，由此，井下工作人員可以隨時相互聯系或與地面控制中心取得聯系；此外，若工 作人員需要實現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，并經過壓縮處理后通過無線收發模塊發送給指定的工作人員所持有的定位通信終 端，經過對方的語音編解碼模塊還原為語音信號，或者經由無線收發模塊通過上級接收基 站轉發給地面控制中心，由此使得通信更加方便。此外，該系統可采用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 提示并執行充電。優選地，處理器模塊采用STM32低功耗處理器，其可以使終端進入休眠模式，從而 降低功耗；優選地，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 的氣體狀態以及井下工作人員的生命特征，并不斷通過無線收發模塊向地面控制中心上傳 這些信息，該模塊還可以擴展增加其他類型的傳感器以檢測其他信息。 優選地，無線收發模塊采用短距離無線通信芯片，可以通過ZIGBEE無線傳感網不 斷上傳定位及檢測信息。優選地，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 示的人機交互界面的主菜單，通過該菜單能夠完成短信發送、短信閱讀及無動作背光關閉延時、背光亮度、定位數據發送頻率、短信接收查詢頻率、無線發射功率大小等系統參數的 設置，使終端的使用更加簡明方便； 優選地，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的實時性 要求，使得井下工作人員可以與地面網絡控制中心進行語音通信。綜上所述，本發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明，而并非對本發明的限制，有關技術領域的普通 技術人員，在不脫離本發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 等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種井下人員手持定位通信終端，其特征在于，包括無線收發模塊，通過無線傳感網絡發送井下人員定位信號、來自傳感器的檢測信號，以 及，收發并存儲短信數據和語音通信數據；LCD顯示模塊，包括人機交互界面和輸入按鍵，響應用戶指令輸入短信、顯示短信內容 以及設置參數；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模塊，以及接收 所述無線收發模塊的語音通信數據，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信號和生命特征信號，通過處理器模塊發送 給所述無線收發模塊；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據并發送給所述無線 收發模塊，接收所述無線收發模塊的短信數據并將其內容顯示在所述LCD顯示模塊的人機 交互界面上，以及將所述傳感檢測信號發送給所述無線收發模塊；電源管理模塊，用于檢測電源電量并發送充電提示信號。
2.如權利要求1所述的井下人員手持定位通信終端，其特征在于，所述無線收發模塊 為短距離無線通信芯片。
3.如權利要求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壓縮方法實現語音信號的壓縮處理。
5.如權利要求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
本發明提供了一種井下人員手持定位通信終端，包括無線收發模塊，發送井下人員定位信號、傳感器檢測信號，以及，收發并存儲短信數據和語音通信數據；LCD顯示模塊，響應用戶指令輸入短信、顯示短信內容以及設置參數；語音編解碼模塊，采集語音信號，壓縮處理后傳送無線收發模塊，以及將接收到的語音通信數據還原為語音信號；傳感器模塊，檢測井下周邊氣體狀態信號和生命特征信號，發送給所述無線收發模塊；處理器模塊，接收短信數據并將其內容顯示在所述LCD顯示模塊的人機交互界面上，以及將所述傳感檢測信號發送給所述無線收發模塊；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 優先權日2009年11月27日
發明者于立庚, 劉瑞禎, 李學恩, 段勃, 王大偉 申請人:中國科學院自動化研究所