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一种营救被困矿工的通信系统.pdf

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一种 营救 被困 矿工 通信 系统
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摘要
申请专利号:

CN201510533279.4

申请日:

2015.08.27

公开号:

CN106483491A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回 IPC(主分类):G01S 1/08申请公布日:20170308|||公开
IPC分类号: G01S1/08 主分类号: G01S1/08
申请人: 徐成琦
发明人: 徐成琦
地址: 210012 江苏省南京市雨花区宁南大道花神美境21-503
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510533279.4

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2019.03.15|||2017.03.08

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

摘要

一种营救被困矿工的通信系统是一种基于射?#30340;?#37327;无线传输原理工作的矿工安全通信系统。该系统由两个不同单元相互协同工作,包括附加在矿工帽上的发射单元和救援队员携带的接收单元。发射单元所发射的低频电波能够穿透岩石,接收单元能够捕捉到发射单元的电波,营救人员可以根据电波方向迅速找到被困人员。

权利要求书

1.一种营救被困矿工的通信系统,其特征在于:是一种基于射?#30340;?#37327;无线传输的通信系统,由附加在矿工帽上的发射单元和救援队携带的接收单元两部分组成。2.根据权利要求1所述的发射单元通过双向线圈天线发射由固定2kHz频率调制的457kHz低频无线电波,该低频电波具有穿透岩石地层的能力。3.根据权利要求1所述的接收单元能够捕捉发射单元的低频无线电波,并被放大输入到报警电路,接收单元一旦收到信号,救援队就需调节接收天线以到达最大信号强度方向,救援人员走向音量不断增加的方向,进而找到被困的矿工。

说明书

一种营救被困矿工的通信系统

技术领域

本专利提出了一种能够对矿下作业的矿工进行定位的矿工帽,具体涉及一种低频无线电波通信。

背景技术

煤炭工业是我国的的基础产业,在国民经济发展中有着举足轻重的作用。煤矿安全则是煤炭工业稳定、持续、高速发展的根本保证。可是井下工作的安全问题一直得不?#25509;行?#35299;决,顶棚跌落和坑道侧塌在地下煤矿是经常发生的事?#21097;?#23427;导致了大量矿工的死亡。为了挽救矿工的宝贵生命,第一时间获知井下矿工的人数和位置,需要一个合适的系统用于检测被困矿工的确切位置,?#21592;?#21327;助救援队或矿井管理人员在灾难发生后,能够及时准确地找到被困矿工。

目前,我国一些大型煤矿为矿工配有GPS的定位?#21482;?#20294;是由于其成本高、线路铺设困难,所以在一些小型煤矿企业无法推进实施。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足,本发明的主要目的是提供一种轻便容?#36164;?#26045;的矿工通信系统,通过使用该通信系统可以方便地定位矿工处于井下位置。

根据本发明的目的,本发明详细说明了一种基于射?#30340;?#37327;无线传输原理工作的矿工安全通信系统。该系统由两个不同单元相互协同工作,包括附加在矿工帽上的发射单元和救援队携带的接收单元。

与现有技术相比较,本发明的有益效果在于: 相比其它利用GPS定位的系统来说具有成本低、携带方便、信号穿透力强的特点。

附图说明

图1是本发明提供的系统功能框图;

图2是本发明提供的发射单元框图;

图3是本发明提供的接收单元框图;

具体实施方式

以下结合附图?#21592;?#21457;明的优选实施例进行详细说明,应当理解,以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

图1是本发明提供的系统功能框图,如图1所示:

系统由两个不同单元相互协同工作,包括附加在矿工帽上的发射单元和救援队携带的接收单元。

发射单元安装在矿工所携带的安全帽上,发射机通过双向线圈天线发射由固定2kHz频率调制的457kHz低频无线电波,该低频电波具有穿透岩石地层的能力。

救援队员携带的接收单元能够捕捉发射单元的低频无线电波,并被放大输入到最后的报警电路。接收单元一旦收到信号,救援队就需调节接收天线以到达最大信号强度方向。救援人员走向音量不断增加的方向,进而找到被困的矿工。

图2是本发明提供的发射单元框图,如图2所示:

发射单元由RF部分,混频级,调制信号放大器,末级放大器,线圈天线,矿工帽开关部分,DC-DC转换器

RF部分由晶体振荡器、缓冲放大器、混频器和电压放大器组成。晶体振荡器提供457kHz载波频输出。RF波馈?#36879;?#32531;冲放大器的输入并提供一个低抗输出。本级的输出耦?#31995;?#19979;一级使其切去负峰而只放大正峰。这样本级提供接近数?#20013;?#30340;4Vpp的RF输出。这个信号进一步通过施密特触发器整形,以给出一个457kHz的纯数字信号。

混频器由一个产生2kHz频率单调的非稳态多谐振荡器和NAND门组成。RF部分的输出在NAND门帮助下与非稳态多谐振荡器的输出混频。从NAND门的输出是一个获得2kHz音调数字调制了的457kHz纯数字信号,这个信号在另一个大约1Hz频率的非稳态多谐振荡器帮助下,进一步被开关式地接通与断开。采用这种方式,使从混频级的输出成为一个中断的数字调制连续波。混频级的电流输出首先用NAND门放大,最后送往一个互补对称功率放大器。从放大晶体管的收集极抽头,得到放大器的输出,并且用直流去耦电容进行直流去耦。最后,从直流去耦电容的输出与匹配的天线线圈连接,由此辐射音频调制的射频功?#30465;?#35813;天线线圈是一调谐于传输457kHz单频的铁氧体磁心天线。

电源通过一个DC-DC转换器馈给发射机单元,此转换器将从矿工帽来的4V直流输入转换到12V直流电源。这个12V进一步通过三?#23435;?#21387;器减少到5V和馈送到除最后功率放大器外的所有级。最后的功率放大电?#20998;?#25509;由12V加电。整个发射单元放在?#20154;?#24615;聚碳酸酯的盒内,再?#30001;?#19968;个不影响此单元性的皮套。

图3是本发明提供的接收单元框图,如图3所示:

接收单元由调谐接收机天线线圈、AM接收机和检测器IC、放大器和报警部分、电源组成。

在接收机端,通过调谐的铁氧体磁心天线接收传输来的信号。这是一个方向性天线。当它放置垂直于电磁波传播的方向时能确保最大的接收。当它旋转到平行电磁波传播的方向时,在天线线圈两端的感应电压最低。把该感应电压加到具有内置自动幅度调整的高输入阻抗AM接收机和检测器IC。该信号在内置检测器?#26800;?#21040;放大和解调,同时在IC的输出获得音频信号。该信号进一步由音频放大器放大,然后馈送到产生报警的扬声器。

尽管上文?#21592;?#21457;明进行了详细说明,但是本发明不限于此,本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此,凡按照本发明原理所作的修改,?#21152;?#24403;理解为落入本发明的保护范围。

关于本文
本文标题:一种营救被困矿工的通信系统.pdf
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