[发明专利]一种节能型矿用多媒体应急救援通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及矿山多媒体无线通信技术领域，具体地说，是一种节能型矿用多媒体应急救援通信系统。

背景技术

按照目前配备给矿山救护大队的应急救援通信系统及其技术发展趋势来看，矿山应急救援通信主要是基于无线网络的应急通信系统和基于有线网络的应急调度通信系统以及基于前面两种方式相结合的有线无线混合应急通信系统。按照矿山应急救援通信系统传输业务的类型和传输带宽来看，主要有基于低速率数据传输的窄带应急通信系统和基于高速率数据传输的宽带多媒体应急通信系统。

早期的矿山安全生产调度和救灾通信系统主要是矿用程控调度机、分散式本安偶合器和本安按键话机、矿用程控调度通信系统、矿用程控交换调度系统等。为了解决早期通信系统噪声较大的问题，后来出现了矿用抗噪声电话调度机。由于煤矿灾害环境复杂多变，这些基于有线通信技术的应急救援通信系统面临严峻的抢险救灾实践挑战，如信息接入和传输方式单一，铺线繁琐，系统部署不灵活且耽误救灾黄金时间等。即使基于双绞线技术的应急救灾通信系统在一定程度提高了系统传输带宽，然而当矿井灾害发生时，这些有线通信设施容易失效或无法正常工作。此外，矿用小灵通系统和CDMA通信系统虽然可支持通信终端设备的移动性，但由于其技术先天不足，后期维护和运营成本太高，且和其他IP网络系统互联困难等，正面临被业界逐步淘汰的可能。

目前适合矿井受限空间应用的矿山应急救援通信技术主要是基于短距离和移动性强的自组织无线网络和通信技术，如感应和泄漏通信系统、WIFI无线局域网、ZigBee传感器网络、Ad Hoc网络、无线Mesh网络等技术。感应和泄漏通信系统不足的是感应通信杂音大和多媒体通信支持差，而泄漏通信电缆部署成本又极高且售后技术服务及维修问题严重。传统WIFI无线局域网技术虽然解决了应急终端设备的多媒体信息无线宽带接入，但是由于接入设备位置过于有限和集中，严重依赖于有线网络互联，而且也不支持无线多跳传输和自组织网络灵活部署，因此在应急抢险救援时通信系统部署很不灵活，且部署范围也十分有限。基于ZigBee传感器网络技术由于支持低功耗、低成本和无线Mesh传感器网络，另外也支持多个无线频段和多跳路由传输，因此在救援灾害现场灾区环境探测及人员定位跟踪方面受到业界广泛关注，然而由于其无线传输带宽较低，严重影响了该技术在多媒体信息传输的应用范围。基于Ad Hoc自组织网络技术通信系统虽然组网灵活且可靠性高，但是缺少网络通信节能集中控制和网络拓扑集中管理功能。

基于无线Mesh网络技术的多媒体应急通信系统具有支持IP技术、高带宽、多跳传输和自组织组网以及易部署等优点。但是，通常基于无线Mesh网络的宽带通信设备功耗都比较大，而这些系统设备工作电源或电池容量又十分有限，如何保证它们尽可能长的待机寿命是无线Mesh网络技术在煤矿救灾通信应用面临的难题。目前国际上能做到满足48小时的应急救援通信保障时间，但这离生命救援黄金时间72小时还有差距。因此，现实迫切需要发明新的技术或方法来有效延长系统待机寿命和满足理想的应急救援时间需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能型矿用多媒体应急救援通信系统，通过无线Mesh网络技术建立起WiFi无线Mesh网络和ZigBee无线Mesh网络，不但适应于矿山无线通信的环境制约，同时还具有多媒体业务宽带传输功能，且无线传输可靠、通信质量稳定、成本低、抗干扰性强、使用方便等特点，最主要是设计出一种通信节能控制系统来减少无线Mesh网络中核心设备的待机功耗，从而延长整个应急通信系统的待机寿命，使其逼近理想的黄金救援时间，特别适合我国矿山灾害应急抢险救援通信等应用，具有极大社会效益和经济效益。

为达到上述目的，本发明提供一种节能型矿用多媒体应急救援通信系统，设置有终端设备、该终端设备连接在无线Mesh网络上，所述无线Mesh网络中设置有矿用多功能无线Mesh网关和矿用多功能无线Mesh路由器，所述矿用多功能无线Mesh网关通过井下有线网络或无线局域网络WLAN与地面应急救援指挥中心连接，在地面应急救援指挥中心中设置有多媒体业务服务器；