專利名稱：煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，尤其涉及一種地下信 息采集系統和地面監控系統之間是IP寬帶網連接的煤礦井下移動通信與監控的實時控制 系統。
背景技術：
煤炭是我國最主要的能源，但煤礦的安全生產形勢卻不容樂觀，煤礦安全事故頻 發，不僅造成巨大的經濟損失，而且造成了極其惡劣的社會影響。煤礦井下通信與監控技 術，特別是移動通信與監控技術的落后是事故頻發的重要原因之一。目前，礦井移動通信的主要形式有動力載波通信、漏泄無線通信、中頻無線通信、 感應通信、小靈通通信、基于WiFi技術的通信等，這幾種井下移動通信系統存在的問題較 多，抗干擾性能很差，背影噪聲大，無法實現井下巷道的全縫覆蓋，且系統對使用環境的適 應性很差，另外，由于沒有采用地面廣泛使用的主流移動通信技術，無法保證系統的升級換 代。
發明內容
本發明的目的是提供了一種煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，包括地下 信息采集系統和地面監控系統，所述的地下信息采集系統包括用于傳輸分布式天線子系統 發送信息的蜂窩超小型化移動基站、多個信息采集模塊；用于覆蓋地下信息的分布式天線 子系統，所述的信息采集模塊通過分布式天線子系統將信息發送至蜂窩超小型化移動基 站，所述的蜂窩超小型化移動基站與IP寬帶網相連或通過無線網格網絡與IP寬帶網相連； 所述的地面監控系統包括用于信息管理與控制的SIP RAN平臺、用于監控煤礦井下信息的 地上監控臺，英特網，中國電信CDMA，公共電話交換網絡，地下信息采集系統和地面監控系 統分別與IP寬帶網相連接；所述的英特網通過分組業務數據節點與SIP RAN平臺相連；所 述的中國電信CDMA通過融合服務器與SIP RAN平臺相連；所述的公共電話交換網絡通過 SIP核心網絡與SIP RAN平臺相連。所述的地上監控臺包括與SIP RAN平臺相連的設備管理模塊和用戶管理模塊，與 SIP核心網絡相連的調度臺，與分組業務數據節點相連的圖像監控模塊和數據監控模塊; 所述的SIP核心網絡與PSTN相連。采用以上結構后，本發明的使用IP協議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連 接，遠端由專用網關實現從IP網到移動網的相連。密封環境內優質信號覆蓋；優質的語音 信號；經濟實惠；攜帶便捷，并且能減少輻射。
圖1煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統結構示圖。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，DAS為分布式天線子系統，Femtocell為蜂窩超小型化移動基站， MESH為無線網格網絡，CSRV為融合服務器，PDSN為分組業務數據節點，實現中國電信CDMA 分組數據業務。調度臺實現煤礦安全生產需要的語音和短消息調度功能。數據監控模塊 實時監控井下相關傳感器采集的各種數據。圖像監控平臺可以實時監控井下移動攝像頭 采集的圖像。BTS為地面基站；PSTN為公共交換電話網絡；SIP協議為會話發起協議；RTP協 議為實時媒體傳輸協議.所述的煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，包括地下信息采集系統和地面 監控系統，所述的地下信息采集系統包括用于傳輸分布式天線子系統發送信息的蜂窩超 小型化移動基站、多個信息采集模塊；用于覆蓋地下信息的DAS，所述的信息采集模塊通過 DSA將信息發送至蜂窩超小型化移動基站，所述的蜂窩超小型化移動基站與IP寬帶網相連 或通過無線網格網絡與IP寬帶網相連；所述的地面監控系統包括用于信息管理與控制的 SIP RAN平臺、用于監控煤礦井下信息的地上監控臺，英特網，中國電信CDMA，公共電話交換 網絡，地下信息采集系統和地面監控系統分別與IP寬帶網相連接；所述的信息采集模塊包 括語音采集設備、數據采集設備、圖像采集設備。在煤礦井下，語音采集設備包括手機；數 據采集設備與相關傳感器連接，語音采集設備把傳感器采集的煤礦井下的相關監控數據如 溫度、濕度、粉塵濃度、風速、有毒氣體濃度等數據通過調制后將射頻信號傳送到DAS，圖像 采集設備采集并傳輸煤礦井下巷道的實時圖像，通過調制后將射頻信號發送到DAS，根據信 息采集設備的與煤礦主巷道的距離不同，采取不同的信息傳送方式將采集的信息傳送到IP 寬帶網在地下采集系統中的煤礦主巷道中，DAS采集到的中國電信CDMA射頻信號發送到 Femtocell, Femtocell接收后進行解擴解調后，將IP數字信息傳送到IP寬帶網。 在煤礦主巷道附近，通常不超過1公里的支巷道中，DAS把采集到的中國電信CDMA 射頻信號傳送到FemtocelLFemtocell接收后進行解擴解調，然后通過MESH，將IP數字信 息傳送到IP寬帶網。在地下采集系統離主巷道距離較遠的支巷道中，DAS把采集到的中國電信CDMA射 頻信號傳送到光纖直放站，光纖直放站將中國電信CDMA射頻信號轉換成光信號，通過光纖 傳送到光纖直放站近端設備，光纖直放站近端設備將光信號轉換為中國電信C DMA射頻信 號，再傳送至Femtocell。Femtocell接收后進行解擴解調，最后將IP數字信息傳送到IP 寬帶網。經過解擴解調的IP數字信息，通過IP寬帶網傳送到SIP RAN平臺，然后根據信息 的種類，分別送到地面監控中心的地上監控臺。語音通話，地面監控人員通過調度臺發送會話指令，該指令通過SIP核心網絡連 接SIP RAN平臺，地面語音監控模塊中的手機將會話請求通過地面BTS并使用RFS協議發送 到SIP RAN平臺，SIP RAN平臺通過Femtocell將會話請求發送到DAS，DAS再將該會話請求 發送到語音采集設備中的手機，該手機收到會話請求后按原路將返回信息發送到SIP RAN 平臺，SIP RAN平臺接收到地下語音采集設備中手機的返回信息后使通道振鈴，地面語音監 控模塊中的手機等待地下語音采集設備中手機接通。地下語音采集設備中手機接機后，向 SIPRAN平臺發送連接請求；SIP RAN平臺接收到連接請求后向地面語音監控模塊中的手機發送“0K”消息并為會話提供初始化。地面語音監控模塊中的手機接收到SIP RAN平臺發 送的消息后產生一個應答，隨后語音通道就建立成功，實現調度臺與井下人員的話音通信。 如果需要與煤礦原有的PSTN網絡實現互聯互通，則通過El或者FXO接口 ；如果需要實現與 中國電信CDMA網絡的融合通信，則通過CSRV來實現。數據信息的監控數據信息通過PDSN，將相應的數據送到數據監控模塊，地面監 控中心人員可以通過數據監控模塊了解井下相關的環境和設備的運行狀態。圖像信息的監控圖像信息通過PDSN傳送到圖象監控模塊，地面監控中心人員可 以通過圖像監控模塊監測井下的環境和設備運行狀態。此外，本系統還可以通過部署地面BTS實現地面礦區的無線覆蓋，地面礦區人員 可以使用手機與井下人員實現話音通信。所述的英特網通過分組業務數據節點與SIP RAN平臺相連；所述的中國電信CDMA 通過融合服務器與SIP RAN平臺相連；所述的公共電話交換網絡通過SIP核心網絡與SIP RAN平臺相連。所述的地上監控臺包括與SIP RAN平臺相連的設備管理模塊和用戶管理模 塊，與SIP核心網絡相連的調度臺，與分組業務數據節點相連的圖像監控模塊和數據監控 模塊；所述的SIP核心網絡與PSTN相連。煤礦井上SIP RAN平臺通過以下方式獲得通訊服 務話音信息如果是通過PSTN進行話音服務，通過El或者FXO接口，接入SIP核心 網系統，再接入SIP RAN平臺；如果是通過中國電信的CDMA網絡進行話音通訊，則通過CSRV 接入SIP RAN平臺。調度臺把話音信息傳送到SIP核心網系統，SIP核心網絡使用SIP協 議和RTP協議與SIP RAN平臺相聯，將語音信息解擴解調成IP數字信息。SIP RAN平臺此時能夠提供下列服務提供基本的移動性管理和呼叫處理功能； 通過IP協議管理和控制地面BTS ；使用SIP協議和RTP協議與SIP核心網聯通，實現中國 電信CDMA用戶與VoIP用戶的融合通信；提供用戶管理接口，通過訪問用戶檔案數據庫包括 地址資料信息，業務范圍，對應SIP用戶的注冊信息等，實現用戶增加，修改，刪除。用戶管 理采用HTTP架構，通過TCP80端口，其為HTTP默認端口，可以使用web瀏覽器對用戶數據 進行管理；提供設備管理接口，實現對BTS的配置、監控、管理。SIP RAN平臺把各種數據信息、信號指令以IP數字信息的形式接入IP寬帶網，并 與煤礦井下Femtocell聯系。針對不同距離的井下作業通訊，有以下三種不同方式煤井主巷道中，SIP RAN平臺將數據信息、信號指令以IP協議的方式通過IP寬帶 網將IP數字信息傳送到Femtocell，由Femtocell輸出經過調制的中國電信CDMA射頻信號 到DAS，DAS再把信號發送到信息采集模塊，實現與手機、數據采集設備、圖像采集設備的通
fn °在煤井主巷道附近，通常不超過1公里的支巷道中，SIP RAN平臺通過IP寬帶網， 將IP數字信息傳送到MESH，通過MESH與Femtocell相聯，輸出經過調制的中國電信CDMA 射頻信號到DAS，DAS再把信號發送到信息采集模塊，實現與手機、數據采集設備、圖像采集 設備的通信。離主巷道距離較遠的支巷道和地上監控系統中，SIP RAN平臺通過IP寬帶網，將 IP數字信息傳送到FemtocelLFemtocell把經過調制的中國電信CDMA射頻信號送入光纖 直放站近端設備，轉換成光信號后，通過光纖傳送到中國電信CDMA光纖直放站，光纖直放
5站再把光信號轉換成中國電信CDMA射頻信號送到DAS，DAS再把信號發送到信息采集模塊， 實現與手機、數據采集設備、圖像采集設備的通信。 以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明公開的技術范圍之內，可以輕易想到的變化或替 換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，包括地下信息采集系統和地面監控系統，所述的地下信息采集系統包括用于傳輸分布式天線子系統發送信息的蜂窩超小型化移動基站、多個信息采集模塊；用于覆蓋地下信息的分布式天線子系統，所述的信息采集模塊通過分布式天線子系統將信息發送至蜂窩超小型化移動基站，所述的蜂窩超小型化移動基站與IP寬帶網相連或通過無線網格網絡與IP寬帶網相連；所述的地面監控系統包括用于信息管理與控制的SIP RAN平臺、用于監控煤礦井下信息的地上監控臺，英特網，中國電信CDMA，公共電話交換網絡，其特征在于地下信息采集系統和地面監控系統分別與IP寬帶網相連接；所述的英特網通過分組業務數據節點與SIP RAN平臺相連；所述的中國電信CDMA通過融合服務器與SIP RAN平臺相連；所述的公共電話交換網絡通過SIP核心網絡與SIP RAN平臺相連。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，其特征在于所 述的蜂窩超小型化移動基站與信息采集終端之間設有光纖直放系統。
3.根據權利要求2所述的煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，其特征在于所 述的光纖直放系統為光纖直放站近端設備和至少1個光纖直放站。
4.根據權利要求2或3所述的煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，其特征在于 所述的信息采集模塊包括語音采集設備、數據采集設備、圖像采集設備。
5.根據權利要求1所述的煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，其特征在于所 述的地上監控臺包括與SIP RAN平臺相連的設備管理模塊和用戶管理模塊，與SIP核心網 絡相連的調度臺，與分組業務數據節點相連的圖像監控模塊和數據監控模塊根據權利要求 7所述的煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，其特征在于所述的SIP核心網絡與 PSTN相連。
6.根據權利要求1或5所述的煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，其特征在于 所述的SIP RAN平臺通過地面BTS與RFS相連，RFS與地面語音監控模塊相連。
全文摘要
本發明涉及一種煤礦井下移動通信與監控的實時控制系統，包括地下信息采集系統和地面監控系統，所述的地下系統包括蜂窩超小型化移動基站、信息采集終端；所述的地面監控系統包括SIP RAN平臺、地上監控臺，地下信息采集系統和地面監控系統之間的承載網是IP寬帶網，所述的IP寬帶網與SIP RAN平臺相連，所述的蜂窩超小型化移動基站與IP寬帶網相連；所述的地上監控臺與SIP RAN平臺相連。采用以上結構后，本發明的使用IP協議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連接，遠端由專用網關實現從IP網到移動網的相連。密封環境內信號覆蓋；經濟實惠；攜帶便捷，并且能減少輻射。
文檔編號H04L29/06GK101902466SQ20101021713
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月5日 優先權日2010年7月5日
發明者廖靈霞, 賴小榮, 賴澤文 申請人:鎮江和邦通信技術有限公司