一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统
技术领域
1.本发明涉及煤矿立井箕斗和副立井罐笼提升技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统。
背景技术：
2.煤炭行业属于高危行业，在煤矿机电设备中，大型提升设备被称为“咽喉设备”，影响着矿井的安全生产和经济运行。提升系统担负着提升矸石、下放物料、升降人员和设备的任务，提升系统的好坏直接影响煤矿的安全生产。在高产高效矿井的生产中，矿井提升系统可靠运行的重要性不仅仅体现了矿井的技术水平、管理水平、生产效率高低和经济效益好坏程度。随着地表浅层资源的减少，矿山的开采方式由原来的露天开采、斜井开采朝立井开采转变，现在国内已经出现超过1500米的立井。立井提升部门已经成为矿山生产的咽喉部门，与井下通讯变得十分重要，需要随时掌握工作人员安全和机械设备运作情况等动态。但是目前对于保障矿井提升系统可靠安全运行，并将无线通讯技术应用于罐笼提升系统的智能化多功能无线音视频通讯系统甚少。
技术实现要素：
3.本实用新型提供一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，以克服上述技术问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
5.一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，其特征在于，包括：提升系统、视频采集单元、若干个通话单元、蓄电池、无线信号中继单元、通讯控制单元、自适应发射功率控制系统和上位机控制单元；
6.所述视频采集单元与上位机控制单元连接，以实现所述视频采集单元与所述上位机控制单元之间的数据交换，以实现对所述煤矿立井箕斗和副立井提升系统的实时图像监控；
7.所述通话单元与所述上位机控制单元连接，以实现当提升系统处于井下时，对提升系统移动时所发出的声音，以及煤矿立井的环境声因的监控；
8.若干所述通话单元之间通过所述无线中继单元通信连接，以形成无线通话网络，实现若干所述通话单元之间的全双工和半双工语音通话，确保当所述提升系统处于井下时，井下的音频信号的传输流畅；
9.所述通讯控制单元与所述无线中继单元通信连接，以通过所述通讯控制单元监测所述无线中继单元与所述通话单元之间的数据交换；
10.所述通讯控制单元与所述上位机控制单元连接；
11.所述自适应发射功率控制系统的发射端与所述视频采集单元和通话单元连接；所述自适应发射功率控制系统的接收端与所述上位机控制单元连接；以确保当所述提升系统处于井下时，所述视频采集单元和无线通话单元与上位机控制单元的数据交换可靠；
12.所述自适应发射功率控制系统的发射端和所述自适应发射功率控制系统的接收端均与socket网络通信服务器无线连接；所述视频采集单元、通话单元均设置于提升系统上且均与所述蓄电池连接；
13.所述上位机控制单元与外部电源连接。
14.进一步的，所述上位机控制单元还包括显示屏，能够对所述无线视频采集单元所传输的图像信息进行显示和回放，使得地面监控人员能够及时监测到所述视频采集单元和通话单元与所述上位机控制单元所交换的数据。
15.进一步的，还包括蓄电池控制单元，所述蓄电池控制单元分别与蓄电池和上位机控制单元连接，以对通过所述蓄电池控制单元对所述蓄电池进行输入输出保护和电量监测。
16.进一步的，还包括设置于提升系统的若干天线和天线控制单元，所述天线控制单元分别与若干所述天线和所述通讯控制单元连接。
17.进一步的，还包括socket网络通信服务器，所述socket网络通信服务器分别与所述通讯控制单元和所述上位机控制单元连接，实现所述socket网络通信服务器与所述通讯控制单元和所述上位机控制单元之间的数据交换。
18.有益效果：本实用新型基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，地面可以从图像和声音两方面远程监控煤矿立井箕斗和副立井提升系统主要设备的状态，且在通过视频采集单元或者通话单元反应出所述煤矿立井箕斗和副立井提升系统出现异常时，地面监测人员能够及时监测到所述煤矿立井箕斗和副立井提升系统的异常状况，且与提升系统的罐笼内部的人员可以实现即时双向通讯与安全广播，为矿井大型提升系统的安全稳定运行提供了重要的技术保障。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型的矿井立井提升无线音频通讯系统示意图；
21.图2为本实用新型的矿井立井提升无线音频通讯系统框图。
22.1、视频采集单元；2、通话单元。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实施例提供了一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，如附图1和附图2所示；包括：提升系统、视频采集单元、若干个通话单元、蓄电池、通讯控制单元、天
线控制单元、自适应发射功率控制系统、socket 网络通信服务器和上位机控制单元；其中所述视频采集单元和所述通话单元分别为无线视频采集单元和无线通话单元。具体的，本实用新型的提升系统包括但不限于煤矿立井箕斗和副立井罐笼内部、罐导罐耳、油缸、钢丝绳和天轮等。
25.所述视频采集单元与上位机控制单元连接，以通过所述无线视频采集单元采集井筒沿线的罐道磨损情况以及罐笼或箕斗的内部和外部的视频图像信息，以及罐笼内部、罐导罐耳、油缸、钢丝绳和天轮的视频信息，并将所采集到的视频图像信息传输至上位机控制单元进行存储；所述上位机控制单元还能够对所述图像信息进行智能化图像处理，此处智能化图像处理的部分不是本专利的技术点，因此不进行详细论述。
26.所述无线视频采集单元固定设置于所述提升系统，且均与所述蓄电池连接；具体的，所述无线视频采集单元设置于提升系统的罐笼、罐导罐耳、油缸、钢丝绳和天轮上，以通过对罐笼内部、罐导罐耳、油缸、钢丝绳和天轮所采集到的视频对其进行监控，确保当发生异常时能够迅速做出反应。
27.具体的，本实用新型的无线视频采集单元包括多个普通的无线摄像头。
28.所述无线通话单元与所述上位机控制单元连接，以通过上位机控制单元控制所述无线通话单元发布广播和音乐；所述无线通话单元还能够采集井筒内的音频信息，并将所采集到的音频信息传输至所述上位机控制单元。具体的，本实用新型中的无线通话单元采用的是普通的无线麦克风，来进行音频信息的输入和输出。具体的，所述无线通话单元固定于所述提升系统且与所述蓄电池连接；所述无线通话单元能够在提升系统的罐笼在运行的过程中所发出的声音。当罐笼在运行过程中发出的声音异常时，地面工作人员在接收到异常的声音信息时，能够及时的做出反应。
29.本实用新型还包括无线信号中继单元，若干所述无线通话单元之间通过所述无线信号中继单元通信连接，以形成无线通话网络，实现若干所述无线通话单元之间的全双工和半双工语音通话；本专利中的无线信号中继单元是现有技术的直接使用，因此不进行详细描述。
30.本实用新型还包括通讯控制单元，所述通讯控制单元与所述无线信号中继单元连接，以通过所述通讯控制单元监测所述无线信号中继单元与所述通话单元之间的数据交换；
31.所述通讯控制单元与所述上位机控制单元连接。
32.具体的，本实用新型的所述上位机控制单元采用的是成熟的主控模块产品，能够通过java api提供进行语音和视频信息采集，并能够将所采集到的数据传输至客户端，实现与客户端之间的数据交换。
33.所述通讯控制单元设置于罐笼上且与所述蓄电池连接；
34.所述上位机控制单元与外部电源连接。所述上位机控制单元还包括显示屏，能够对所述无线视频采集单元所传输的图像信息进行显示和回放；
35.具体的本实用新型的通讯控制单元采用以太网modbus协议，并通过图像和表格的形式将所述无线中继单元与所述通话单元之间的连接状况展示在显示屏上。所述通讯控制单元为已经成熟的控制产品，因此这里不进行过多的描述。
36.所述自适应发射功率控制系统的发射端与所述视频采集单元和通话单元连接；所
述自适应发射功率控制系统的接收端与所述上位机控制单元连接；所述自适应发射功率控制系统的发射端和接收端均与socket网络通信服务器无线连接；以确保当罐笼通过立井到井下深处时，通过所述自适应发射功率控制系统保持所述视频采集单元和无线通话单元的良好的信号连接；以使得地面监测人员能够及时接收到矿井井下通过视频采集单元和通话单元所获取的异常信息，同时当提升系统内有作业工人时，也能够通过通话单元与地面监测人员进行对话。具体的，所述自适应发射功率控制系统采用的是已经成熟的自适应功率发射产品，因此这里不进行详细论述。
37.本实用新型还包括蓄电池控制单元，所述蓄电池控制单元分别与蓄电池和上位机控制单元连接，以对通过所述蓄电池控制单元对所述蓄电池进行输入输出保护和电量监测，防止本发明的音视频通讯系统因蓄电池电量低而无法正常工作。此处的蓄电池控制单元为现有技术的使用，因此这里不进行详细描述。
38.本实用新型还包括设置于罐笼上的若干天线和天线控制单元，所述天线控制单元分别与若干所述天线和所述通讯控制单元连接，以对所述天线的辐射方向进行微调控制，同时能够更顺畅的完成所述天线所接收的信号与通讯控制单元之间的数据传输。
39.本实用新型还包括socket网络通信服务器，所述socket网络通信服务器分别与所述通讯控制单元和所述上位机控制单元连接，实现所述socket网络通信服务器与所述通讯控制单元和所述上位机控制单元之间的数据交换。所述 socket网络通信服务器能够通过java connectivity连接mysql数据库，检索并实时更新数据，通过sql工具建立所需表格，根据需求一一对应相应的数据类型，通过sql语句对mysql数据库中的多媒体数据进行增删改查；此处的 socket网络通信服务器为成熟技术的使用，因此不进行多余描述。
40.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。技术特征：
1.一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，其特征在于，包括：提升系统、视频采集单元、若干个通话单元、蓄电池、无线信号中继单元、通讯控制单元、自适应发射功率控制系统和上位机控制单元；所述视频采集单元与上位机控制单元连接，实现所述视频采集单元与所述上位机控制单元之间的数据交换，以实现对煤矿立井箕斗和副立井提升系统的实时图像监控；所述通话单元与所述上位机控制单元连接，实现对所述煤矿立井箕斗和副立井提升系统的实时声音监控,以在所述煤矿立井箕斗和副立井提升系统运行过程中发出的声音异常时，地面工作人能够及时的做出反应；若干所述通话单元之间通过无线中继单元通信连接，以形成无线通话网络，实现若干所述通话单元之间的全双工和半双工语音通话，确保当所述煤矿立井箕斗和副立井提升系统处于井下时，井下的音频信号的传输流畅；所述通讯控制单元与所述无线中继单元通信连接，以通过所述通讯控制单元监测所述无线中继单元与所述通话单元之间的数据交换；所述通讯控制单元与所述上位机控制单元连接；所述自适应发射功率控制系统的发射端与所述视频采集单元和通话单元连接；所述自适应发射功率控制系统的接收端与所述上位机控制单元连接；以确保当所述煤矿立井箕斗和副立井提升系统处于井下时，所述视频采集单元和通话单元与上位机控制单元的数据交换可靠；所述自适应发射功率控制系统的发射端和所述自适应发射功率控制系统的接收端均与socket网络通信服务器无线连接；所述视频采集单元、通话单元均固定于所述提升系统且均与所述蓄电池连接；所述上位机控制单元与外部电源连接。2.根据权利要求1所述的一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，其特征在于，所述上位机控制单元还包括显示屏，能够对所述视频采集单元所传输的图像信息进行显示和回放，使得地面监控人员能够及时监测到所述视频采集单元和通话单元与所述上位机控制单元所交换的数据。3.根据权利要求1所述的一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，其特征在于，还包括蓄电池控制单元，所述蓄电池控制单元分别与蓄电池和上位机控制单元连接，以通过所述蓄电池控制单元对所述蓄电池进行输入输出保护和电量监测，以确保当提升系统处于井下时，所述视频采集单元和通话单元的电量充足。4.根据权利要求1所述的一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，其特征在于，还包括设置于提升系统的若干天线和天线控制单元，所述天线控制单元分别与若干所述天线和所述通讯控制单元连接。5.根据权利要求1所述的一种基于cs架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，其特征在于，还包括socket网络通信服务器，所述socket网络通信服务器分别与所述通讯控制单元和所述上位机控制单元连接，实现所述socket网络通信服务器与所述通讯控制单元和所述上位机控制单元之间的数据交换。
技术总结
本实用新型公开了一种基于CS架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，其中，视频采集单元和通话单元与均上位机控制单元连接；通讯控制单元与上位机控制单元连接；自适应发射功率控制系统分别与视频采集单元、通话单元、上位机控制单元、Socket网络通信服务器连接；上位机控制单元与外部电源连接。本实用新型的基于CS架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统，地面可以从图像和声音两方面远程监控煤矿立井箕斗和副立井提升系统主要设备的状态，且在通过视频采集单元或者通话单元反应出提升系统出现异常时，地面监测人员能够及时监测到立井提升系统的异常状况为矿井大型提升系统的安全稳定运行提供了重要的技术保障。安全稳定运行提供了重要的技术保障。安全稳定运行提供了重要的技术保障。
技术研发人员：郭世雄 李睿 郄凯 姚浩 张丽峰 郭慧元
受保护的技术使用者：山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/6/1
声明：
“基于CS架构的矿井立井提升无线音视频通讯系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿
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2024年12月27日 ~ 29日 
