CN101119508A - 一种基于短距离无线通信（sdr）技术的井下应急救援无线通信***及建立方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于短距离无线通信SDR技术的井下应急救援无线通信***及其建立方法，其***包括有无线通信控制器1，无线通信控制器1与网络中心节点FFD1连接，网络中心节点FFD1与路由节点2及行走机构3上的终端节点RFD组成无线通信链路，终端节点RFD与采集终端环境参数的传感器4相连接；通过短距离无线技术，以无线接力方式通过自动投放装置来快速建立无线通信信道，能够快速、准确地获取灾难现场的关键信息数据和现场状态信息，以便营救人员组织实施营救工作。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于短距离无线通信(SDR)技术的井下应急救援无线通信***及建立方法。
背景技术
在煤矿井下特殊的生产环境下，一旦发生瓦斯***的灾难性事故，在煤矿这样特殊的灾难环境下，由于瓦斯***后有可能再次发生***，及时、准确、有效地掌握灾难现场的客观情况，对实施救援工作的开展、防止矿井下灾变的后果、及损失的迅速扩大具有重要的作用。目前，现有的救援工作缺乏非常有效的通信方式来进行，使得救援工作很难进行。在煤矿井下电力供应完全切断的情况下，现有的通信***和工具已经无法或不允许上电使用，煤矿应急救通信技术比较落后，再加上井下灾区条件与环境的险恶性、复杂性等因素的影响，致使抢险救援过程中，救护人员无法到达救灾现场来实施救援工作，也没有办法知道灾难现场的情况，和伤亡人员情况，煤矿井下救援通信存在的问题是：矿井下灾区现场情况不能地传递到救灾指挥部，灾区救护人员也无法与井下或地面救援指挥部实时、准确、全面联系，这在一定程度上影响了救灾抢险指挥决策，使得矿井下灾变的后果、及损失的迅速扩大。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提出了一种基于短距离无线通信(SDR)技术的井下应急救援无线通信***及建立方法，该***能实现井下远端灾区目标位置环境状况的实时监测，并能够快速与灾变现场建立通信链路，能够快速、准确地获取灾难现场的关键信息数据和现场状态信息，以便营救人员组织实施营救工作。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于短距离无线通信SDR技术的井下应急救援无线通信***，包括有无线通信控制器1，无线通信控制器1与网络中心节点FFD1连接，网络中心节点FFD1与路由节点2及行走机构3上的终端节点RFD组成无线通信链路，终端节点RFD与采集终端环境参数的传感器4相连接。
一种基于短距离无线通信SDR技术的井下应急救援无线通信***是通过如下步骤建立的：
一、通过无线通信控制器1将控制命令通过连接在无线通信控制器1上的SDR链路的中心节点FFD1发送至行走机构3上的终端节点RFD；
二、终端节点RFD收到无线通信控制器1的命令后，终端节点RFD与行走机构3一起按照无线通信控制器1命令指定的方向推进；
三、在行走机构3沿指定方向推进过程中，终端节点RFD通过已经建立的无线通信***链路的网络中心节点FFD1与路由节点2，将传感器4收集到的周围环境的参数信息，逐级传回无线通信控制器1，传回的数据信息中带有终端节点RFD与前一级路由节点2的信号强度信息；
四、当信号强度达到设定的门限值时，无线通信控制器1发出终端节点RFD与行走机构3停止前进的指令，当终端节点RFD与行走机构3停止前进后，无线通信控制器1向终端节点RFD与行走机构3发出投放路由节点2的命令，行走机构3按照指令完成投放路由节点2的动作；
五、投放完毕一个路由节点2后，根据无线通信控制器1的指令，终端节点RFD与行走机构3继续前进进行下一个路由节点2的投放，利用自组网功能，当每两个相邻的路由节点2通信距离超过其通信范围后，新投放的路由节点2会自动加入SDR网络成为中间路由节点，使通信链路长度延伸，保证通信的正常进行。
六、依照上述步骤可进行至少一个路由节点2的投放，以完成井下应急救援无线通信***的快速建立。
附图说明
附图为本发明的***结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步详细描述。
参照附图，一种基于短距离无线通信SDR技术的井下应急救援无线通信***，包括有无线通信控制器1，无线通信控制器1与网络中心节点FFD1连接，网络中心节点FFD1与路由节点2及行走机构3上的终端节点RFD组成无线通信链路，终端节点RFD与采集终端环境参数的传感器4相连接。
无线通信控制器1负责控制井下SDR无线链路的建立；接收终端节点RFD传回的前端环境参数信息，并控制行走机构3的行走以及路由节点2的投放；
网络中心节点FFD1和路由节点2，相互协调构成无线链路，负责转发终端节点RFD采集到的环境参数信息至无线通信控制器1，接收和转发无线通信控制器1的控制命令，所以无线通信链路要使用全功能设备(FFD)类型。
终端节点RFD通过传感器4来采集瓦斯浓度、CO浓度、温度等各种环境参数以及巷道通风情况；发送到无线通信控制器1，终端节点RFD使用简化功能设备(RFD)类型即可。
行走机构3与终端节点RFD固定在一起，其上配置有投放装置，投放装置通过终端节点RFD接收无线通信控制器1的指令，将n(n≥1)个无线链路路由节点2运输并投放在指定位置，建立n(n≥1)级SDR无线接力传输网络，为数据的传输提供通道。
一种基于短距离无线通信SDR技术的井下应急救援无线通信***是通过如下步骤建立的：
一、通过无线通信控制器1将控制命令通过连接在无线通信控制器1上的SDR链路的中心节点FFD1发送至行走机构3上的终端节点RFD；
二、终端节点RFD收到无线通信控制器1的命令后，终端节点RFD与行走机构3一起按照无线通信控制器1命令指定的方向推进；
三、在行走机构3沿指定方向推进过程中，终端节点RFD通过已经建立的无线通信***链路的网络中心节点FFD1与路由节点2，将传感器4收集到的周围环境的参数信息，逐级传回无线通信控制器1，传回的数据信息中带有终端节点RFD与前一级路由节点2的信号强度信息；
四、当信号强度达到设定的门限值时，无线通信控制器1发出终端节点RFD与行走机构3停止前进的指令，当终端节点RFD与行走机构3停止前进后，无线通信控制器1向终端节点RFD与行走机构3发出投放路由节点2的命令，行走机构3按照指令完成投放路由节点2动作；
五、投放完毕一个路由节点2后，根据无线通信控制器1的指令，终端节点RFD与行走机构3继续前进进行下一个路由节点2的投放，利用自组网功能，当每两个相邻的路由节点2通信距离超过其通信范围后，新投放的路由节点2会自动加入SDR网络成为中间路由节点，使通信链路长度延伸，保证通信的正常进行。
六、依照上述步骤可进行至少一个路由节点2的投放，以完成井下应急救援无线通信***的快速建立。
行走机构3可以是一个能够按照无线通信控制器1控制命令完成行走、路由节点2投放的运输小车。
本发明提出了一种基于短距离无线通信(SDR)技术的井下应急救援无线通信***，该***可以快速建立一套应急通信链路，实现井下远端灾区目标位置环境状况的实时监测，为井下救援工作提供科学的决策依据。
Claims (8)
1.一种基于短距离无线通信(SDR)技术的井下应急救援无线通信***，其特征在于，包括有无线通信控制器[1]，无线通信控制器[1]与网络中心节点[FFD1]连接，网络中心节点[FFD1]与路由节点[2]及行走机构[3]上的终端节点[RFD]组成无线通信链路，终端节点[RFD]与采集终端环境参数的传感器[4]相连接。
2.根据权利要求1所说的无线通信***，其特征在于，所说的无线通信控制器[1]负责控制井下(SDR)无线链路的建立，接收终端节点[RFD]传回的前端环境参数信息，并控制行走机构[3]的行走以及路由节点[2]的投放。
3.根据权利要求1所说的无线通信***，其特征在于，所说的网络中心节点[FFD1]和路由节点[2]，相互协调构成无线链路，负责转发终端节点[RFD]采集到的环境参数信息至无线通信控制器[1]，接收和转发无线通信控制器[1]的控制命令。
4.根据权利要求1或3所说的无线通信***，其特征在于，所说的无线通信链路要使用全功能设备[FFD]类型。
5.根据权利要求1所说的无线通信***，其特征在于，所说的终端节点[RFD]通过传感器[4]来采集瓦斯浓度、CO浓度、温度等环境参数以及巷道通风情况，发送到无线通信控制器[1]。
6.根据权利要求1或5所说的无线通信***，其特征在于，所说的终端节点[RFD]使用简化功能设备[RFD]类型。
7.根据权利要求1所说的无线通信***，其特征在于，所说的行走机构[3]与终端节点[RFD]固定在一起，其上配置有投放装置，投放装置通过终端节点[RFD]接收无线通信控制器[1]的指令，将n(n≥1)个无线链路路由节点[2]运输并投放在指定位置，建立n(n≥1)级[SDR]无线接力传输网络，为数据的传输提供通道。
8.一种基于短距离无线通信(SDR)技术的井下应急救援无线通信***的建立方法，其特征在于：
一、通过无线通信控制器[1]将控制命令通过连接在无线通信控制器[1]上的[SDR]链路的中心节点[FFD1]发送至行走机构[3]上的终端节点[RFD]；
二、终端节点[RFD]收到无线通信控制器[1]的命令后，终端节点[RFD]与行走机构[3]一起按照无线通信控制器[1]命令指定的方向推进；
三、在行走机构[3]沿指定方向推进过程中，终端节点[RFD]通过已经建立的无线通信***链路的网络中心节点[FFD1]与路由节点[2]，将传感器[4]收集到的周围环境的参数信息，逐级传回无线通信控制器[1]，传回的数据信息中带有终端节点[RFD]与前一级路由节点[2]的信号强度信息；
四、当信号强度达到设定的门限值时，无线通信控制器[1]发出终端节点[RFD]与行走机构[3]停止前进的指令，当终端节点[RFD]与行走机构[3]停止前进后，无线通信控制器[1]向终端节点[RFD]与行走机构[3]发出投放路由节点[2]的命令，行走机构[3]按照指令完成投放路由节点[2]动作；
五、投放完毕一个路由节点[2]后，根据无线通信控制器[1]的指令，终端节点[RFD]与行走机构[3]继续前进进行下一个路由节点[2]的投放，利用自组网功能，当每两个相邻的路由节点[2]通信距离超过其通信范围后，新投放的路由节点[2]会自动加入(SDR)网络成为中间路由节点，使通信链路长度延伸，保证通信的正常进行。
六、依照上述步骤可进行至少一个路由节点[2]的投放，以完成井下应急救援无线通信***的快速建立。
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